Indywidualne rozwiązania w zakresie badań nieniszczących powłok na łopatach turbin wiatrowych
Najważniejszym elementem turbiny wiatrowej są łopaty, chronione powłoką składającą się z kilku warstw zaawansowanych, a przez to drogich, materiałów. Kontrole i naprawy powłok łopat turbin wiatrowych realizowane na terenie elektrowni wiatrowej to kosztowne przedsięwzięcia, zwłaszcza w środowiskach morskich. Aby obniżyć ich koszty, należy dokładnie skontrolować jakość każdej łopaty i wykryć wady powłoki przed montażem – pozwala to uniknąć przedwczesnej awarii i niepożądanych przestojów. Tradycyjnie kontrola jakości powłok łopat prowadzona jest wzrokowo i ogranicza się do warstwy zewnętrznej. Kontrola jakości warstw wewnętrznych wymaga przeprowadzenia analizy niszczącej. Te ograniczenia nie dotyczą wyłącznie energetyki wiatrowej. Inne sektory, w tym między innymi branża motoryzacyjna, lotnicza, fotowoltaiczna czy grafenowa, również borykają się z podobnymi problemami. Finansowany przez UE projekt NOTUS podejmuje te wyzwania, dając nam pierwsze bezkontaktowe narzędzie do nieniszczącej kontroli materiałów zaprojektowane specjalnie z myślą o turbinach wiatrowych. „Projekt NOTUS bazuje na technologii terahercowej i jak dotąd oferowane przez niego narzędzie jest jedynym bezkontaktowym i nieniszczącym rozwiązaniem pozwalającym odróżnić poszczególne warstwy powłoki. Umożliwia ono również mierzenie ich grubości oraz ocenę różnych istotnych parametrów, takich jak przyczepność, obecność defektów, szczelin powietrznych, chropowatość i innych”, mówi Eduardo Azanza, koordynator projektu i dyrektor generalny das-Nano, hiszpańskiej firmy z sektora MŚP.
Bezpieczne rozwiązanie
Fale terahercowe, zwane również promieniami T, odpowiadają zakresowi częstotliwości od 0,1 do 10 THz i należą do niejonizującej części widma elektromagnetycznego, co oznacza, że są nieszkodliwe dla ludzi. Fale te charakteryzują się bardzo dobrą rozdzielczością, która może wynosić nawet 1 μm i doskonałą penetracją rzędu kilku centymetrów. Jednocześnie można je wykorzystywać w celu kontroli dowolnego materiału, nie tylko metalicznego. Firma das-Nano zastosowała tę technologię do zaprojektowania i wytworzenia niestandardowych rozwiązań, które znajdą zastosowanie na różnych etapach cyklu życia łopat wiatrowych i innych produktów z powłokami funkcjonalnymi. Więcej informacji na ten temat znajduje się filmie na temat rozwiązania. Jak mówi Azanza: „Każdy z modeli narzędzia NOTUS rozwiązuje inne problemy przemysłowe. W ten sposób przyczyniamy się do poprawy wydajności procesów produkcyjnych i operacyjnych, co skutkuje mniejszym zużyciem materiałów i energii”.
Zastosowania w przemyśle motoryzacyjnym
Naukowcy zaprojektowali trzy różne modele, aby dostosować narzędzie do trzech różnych etapów cyklu życia łopaty. Pierwszy z nich, NOTUS-lab, umożliwia naukowcom i ekspertom szybkie, proste testowanie powłok łopat, nowych materiałów i procesów produkcyjnych. Drugi, NOTUS-factory, odpowiada na potrzeby operatorów i menedżerów w zakładach produkcyjnych, gdzie będzie można wreszcie prowadzić dokładne, nieniszczące badania w ramach kontroli jakości. Ostatnie z rozwiązań – NOTUS-field – umożliwia producentom i operatorom turbin wiatrowych przewidywanie procesu starzenia się powłok łopat, szacowanie ich żywotności oraz planowanie przeglądów konserwacyjnych i kontroli jakości w terenie. Co więcej, rozwiązanie to można dostosować do ekstremalnych warunków panujących w różnych środowiskach – nawet w przypadku górskich czy morskich elektrowni wiatrowych. „System kontroli NOTUS może ograniczyć koszty eksploatacji i konserwacji ponoszone obecnie przez operatorów elektrowni wiatrowych nawet o 10 %”, zauważa Azanza. NOTUS, system inspekcji wykorzystujący fale terahercowe, przyniesie korzyści producentom i operatorom łopat turbin wiatrowych. Pomoże również Europie utrzymać pozycję światowego lidera w branży motoryzacyjnej, przynosząc oszczędności w zakresie kosztów i materiałów. Więcej o tym zagadnieniu można dowiedzieć się z opublikowanego filmu. „Korzyści płynące z zastosowania systemu NOTUS dotyczą wszystkich – wszystko dlatego, gdyż umożliwia on bardziej wydajną produkcję energii wiatrowej, a tym samym sprawia, że świat stanie się bardziej ekologiczny i zrównoważony”, podsumowuje Azanza.
Słowa kluczowe
NOTUS, powłoka, inspekcja, łopata turbiny wiatrowej, teraherc, bezkontaktowa, nieniszcząca, przemysł motoryzacyjny
