维尔贝莱特用于风电设备表面处理的整体解决方案

众所周知，在全球能源短缺和环保要求的压力下，风能作为一种可再生的清洁能源正日益得到世界各国政府的重视和快速发展，近年来，更是发展迅猛。

目前国际上风电工业发展快速的国家主要集中在丹麦、德国、西班牙、美国和印度等，虽然我国作为一个风能资源丰富的国家，近年来来也得到良好发展，但风电设备制造水平，特别是如叶片、变速齿轮箱、发电机等核心部件上,无论在技术或是产品质量上仍与国外制造上存在差距。另外，随着风电技术的进步和规模效应，目前的风电设备正从千瓦级朝着兆瓦级（甚至多瓦级）发展，应用也逐渐从陆地朝着近海领域发展，因此风电设备的大型化、高可靠度、超长寿命、耐腐蚀性、低维修需求就成为一种技术挑战。作为全球表面处理专家的维尔贝莱特（集团），凭借其全方位的表面处理系统解决方案和技术经验，多年来一直与全球著名的风机制造厂和各配套商积极合作，不断开发出新的工艺技术，成为世界风能工业发展的有力推手。维尔贝莱特（集团）用于风电设备表面处理的整体解决方案包括：

风电齿轮箱

随着风电涡轮越来越大，齿轮箱也越来越复杂。由于齿轮失效造成设备停机的损失，变得更代价昂贵。风电涡轮自安装以后，就开始处于预期的高载荷应力作用下。这时，在增速器齿轮和轴承表面产生的高接触性应力将形成细微裂纹、凹陷、划伤、和其他不可恢复的磨损。

风力发电机设备对齿轮箱要求很高：体积小、重量轻、可靠性高、寿命长、维修方便等。对齿轮箱中齿轮出现的故障，国内外的观察结果或报告都较为一致，即发生最多的仍为齿面的损坏，从应用初期的微点烛，到逐步扩展的大面积点烛，剥落或磨损。众多研究及观察表明，微点烛主要发生于低速级，其它级则很少发生。其原因一般认为是和风电齿轮箱的工作状态如速度及载荷变化频繁有关，此外齿面的粗糙度对微点烛的产生有直接影响。

高可靠性齿轮箱制造中一个十分关键的控制因素——齿面粗糙度是影响产品性能的一个重要因素。研究表明，较低的表面粗糙度对抑制齿面微点烛的产生和改善齿面间的润滑条件，减少磨损，降低摩擦，延长齿轮箱的运行寿命及增强抗腐蚀疲劳的能力均有着十分明显的影响。正因为如此，如何降低齿面粗糙度，特别是低速级齿面的粗糙度，近些年来引起了国外风电齿轮箱生产商的高度关注，他们普遍在进行完齿面的精磨外，还增加了一道齿面的超精加工。一般是通过将加工件置于微小磨粒中，辅以特殊的化学介质，再施加振动而完成齿面的超精研磨，据称其最终齿面粗糙度可达Ra0,2~0,4.这一工艺目前在我国也已采用，如江苏某高速齿轮厂选用了维尔贝莱特（集团）的槽式振动光饰设备，特别应用于风电齿轮齿面超精磨削的表面处理。国内的其他风电齿轮箱制造商也纷纷开始利用该工艺手段，通过改变磨削介质和参数，用精磨方法尽量接近上述目标。

维尔贝莱特（集团）的表面齿面光饰设备是风电齿轮表面处理的理想机种，它能在进行齿面光饰同时增加表面硬度。其槽式振动光饰机特别适用于类似风电传动齿轮这类大型且精密工件的加工。特殊设计的夹具，独立工作槽，高效振动机制，确保最佳的光饰效果。独特的废弃物循环处理系统能避免环境污染和粉尘、废水排放问题，保持工作现场干净、整洁。

风机轮毂

对于叶轮轮毂而言，腐蚀和材料失效是最大的问题。

风机涡轮的叶片都固定在轮毂上。通常轮毂是由铸铁制成，除了自然风蚀外，外力腐蚀是另一个危险。铸铁材料比较脆弱，抗交变拉应力能力较弱，在强风力下很容易表面形成缺陷，这些蚀点逐步发展成拉链状的裂纹，直至最后断裂。

为提高表面耐环境和外力腐蚀的属性，抛丸处理是目前较经济、有效的方法。但处理如此庞然大物的风机轮毂并不是件易事。不用担心，维尔贝莱特（集团）的技术优势就在此时彰显。其吊车式抛丸系统正是处理这类零件的理想机型。轮毂经由一个特殊的上料和运送系统被送入抛丸室，在那里接受彻底的表面预处理。

风机塔架

风机塔架是支撑风机舱和风机旋转轮毂的。风力发电设备作为一种野外自然环境下的风电设备，终年承受的是恶劣的自然环境。高低温、潮湿、台风、风沙、盐雾腐蚀、外力冲撞、海浪、潮汐等，腐蚀几乎成了无法躲开的破坏。如何对设备进行防腐蚀处理，以抵抗恶劣环境，成为了设备供应商关心的重点。作为全球表面处理专家的维尔贝莱特（集团）为此首个提出了“长久防腐保护”的概念，旨在最大限度延长风电设备和风电场塔架等钢结构物的服役使用寿命，降低维护需要。维尔贝莱特（集团）的“防腐蚀破坏”概念包含两个基本的工艺步骤：第一步是进行抛丸/喷砂表面除锈、除氧化皮等预处理，彻底清理工件表面；第二步是 涂上防腐涂层。针对风电设备上超大尺寸和重量的巨型工件，维尔贝莱特（集团）提出全自动解决方案，进行经济、高效的表面清理和喷底漆。经过表面处理后的设备材料有效地防止了腐蚀破坏之发生。

工件要达到长久且有效地抗腐蚀保护，表面处理是必要、不可缺少的步骤。针对风电场塔架等钢结构物，维尔贝莱特（集团）全自动抛丸清理系统特别设计的抛头涡轮是在两个长柄底座上移动，能对塔架内外面进行全方位清理。设计的系统是在塔架旋转同时，抛头涡轮沿着长柄移动，对塔架进行抛射。对一些难以触到的内部区域，可用人工方式进行补喷。

利用一个纵向和交叉输送带联合系统，负责抛丸机的磨料供应。另一个输送带和双斗提机则用于将磨料均匀地分配到每一个工作的抛头叶片。在正式抛丸前，塔架结构件被自动捕获到，并将其置入操作状态。装有两个驱动旋转辊轮的工作台车将工件送入抛丸室，进行抛丸清理作业。芯筒式除尘器进行抛丸室的灰尘处理。塔架抛丸清理并进行表面吹砂后，无残余磨料的、干净的工件送入下一工序的喷漆室接受喷涂防腐底漆和烘干。

风机叶片

风机涡轮长期处于振动风力即振动应力作用下，特别是位于紊流风场气候环境下。旋转叶片在这种周期性外力作用下发生强迫振动这种振动有时是突发的，在极短时间内共振引起裂纹出现，振动应力极大，破坏力强，从而产生裂纹直至断裂。另外由叶片自身的振动以及相邻叶片自身振动相互干扰而形成的的破坏力也会造成叶片表面裂纹形成和扩展成断裂。风机在运转过程中，如有高速物体撞击叶片，也容易出现裂纹。所以在设计风机叶片时，必须充分考虑到风力强度、动力模式，最重要是旋转叶片的金属抗疲劳属性。

目前，解决风机叶片金属疲劳问题的最经济、有效的办法是喷丸强化。通过在叶片表面引入一个残余压应力，抵消或克服其存在的破坏性的交变拉应力，以此提高叶片抗疲劳强度，从而保证甚至延长预期的风机之使用寿命。

维尔贝莱特（集团）的风机叶片喷丸强化设备以其高度柔性、精确度和可重复性著称。适合使用不同的介质，以取得要求的强化强度、覆盖率等工艺标准。另外，设备带有高性能的介质回收、循环、筛分和储存系统。闭路式的空气压力控制器实现对气压的监测和调节，流量阀确保最佳的介质流量，且均由中央PLC监控。一旦程序设定后，设备自动完成全部喷丸强化作业。

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