掌握XRD光譜分析儀，輕松應(yīng)對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)微動(dòng)腐蝕挑戰(zhàn)

　　關(guān)鍵的風(fēng)力渦輪機(jī)部件極易受到微動(dòng)腐蝕的影響，這可能導(dǎo)致功能故障。風(fēng)力渦輪機(jī)的預(yù)期使用壽命約為20年，而制造商的保修通常僅涵蓋運(yùn)行的前2到5年。因此，業(yè)主和運(yùn)營(yíng)商需要可靠的腐蝕分析工具來(lái)支持他們的保修索賠。X射線衍射(XRD)目前被用于通過(guò)磨損碎片樣品積極識(shí)別和量化微動(dòng)腐蝕。然而，傳統(tǒng)的X射線衍射實(shí)驗(yàn)室分析需要笨重、成本高昂的設(shè)備、大量樣品，且工作本身非常昂貴(通常每個(gè)樣品750美元)，且周轉(zhuǎn)時(shí)間以周為單位。

　　一、微動(dòng)腐蝕的成因與影響

　　過(guò)去十年，風(fēng)力渦輪機(jī)尺寸和數(shù)量顯著增長(zhǎng)，隨之而來(lái)的是新的故障模式。高速齒輪箱軸承內(nèi)圈軸向開(kāi)裂和微動(dòng)腐蝕是兩種新出現(xiàn)的故障類(lèi)型。微動(dòng)腐蝕在風(fēng)能行業(yè)尚不為人所熟知。

　　微動(dòng)腐蝕發(fā)生在風(fēng)力渦輪機(jī)中兩個(gè)鋼表面間，受壓力和微小振動(dòng)影響。它在潤(rùn)滑和干觸點(diǎn)中都可能發(fā)生，但干觸點(diǎn)微動(dòng)更破壞性。潤(rùn)滑部件中，微動(dòng)腐蝕分兩階段：首先形成磁鐵礦，阻止?jié)櫥瑒┝魅?其次形成赤鐵礦，一種硬質(zhì)磨料。磁鐵礦和赤鐵礦的鋒利邊緣可導(dǎo)致磨料磨損。

　　二、微動(dòng)腐蝕對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)的影響

　　相對(duì)于其他工業(yè)應(yīng)用，風(fēng)力渦輪機(jī)承受著強(qiáng)烈的負(fù)載變化。重要的是，隨著風(fēng)力渦輪機(jī)尺寸的增加，由于縮放效應(yīng)，組件重量的增加速度是接觸區(qū)(如螺栓連接)中表面積的兩倍。這被稱(chēng)為“表面積與體積比”問(wèn)題。由于質(zhì)量更大，接觸面積更小，在關(guān)鍵組件和接口中發(fā)現(xiàn)了過(guò)去沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的微動(dòng)效應(yīng)。此外，還降低了安全系數(shù)以降低成本和減輕重量。市場(chǎng)有強(qiáng)烈的動(dòng)機(jī)來(lái)更大限度地減少機(jī)艙和轉(zhuǎn)子的重量，以降低塔架和基礎(chǔ)的成本。

　　三、使用便攜式XRD分析儀進(jìn)行微動(dòng)腐蝕檢測(cè)

　　使用奧林巴斯TERRA®便攜式XRD分析儀對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)磨損碎片樣品(包括干燥的和與潤(rùn)滑劑混合的)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室調(diào)查。這些試驗(yàn)成功、快速地識(shí)別和量化了微動(dòng)腐蝕碎片，表明渦輪機(jī)所有者、風(fēng)電行業(yè)服務(wù)提供商和樣品分析實(shí)驗(yàn)室可以從使用TERRA或BTX II™ XRD分析儀中受益，尤其是在解決保修問(wèn)題時(shí)。除了TERRA裝置本身之外，實(shí)地調(diào)查只需要很少的工具和補(bǔ)給品，如下圖所示。下表總結(jié)了來(lái)自實(shí)地工作的數(shù)據(jù)。隨著赤鐵礦與磁鐵礦比例的增加，α鐵(Fe)開(kāi)始出現(xiàn)在磨損嚴(yán)重的部件中。奧林巴斯的TERRA XRD分析儀能夠檢測(cè)潤(rùn)滑樣品中的所有三種成分——磁鐵礦、赤鐵礦和α鐵。

　　奧林巴斯TERRA便攜式XRD分析儀和BTX II臺(tái)式XRD光譜儀是識(shí)別和量化風(fēng)能行業(yè)微動(dòng)腐蝕的有效工具。微動(dòng)腐蝕縮短風(fēng)力渦輪機(jī)壽命，可能帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)。XRD儀器提供分析解決方案，XRF功能提供額外定性數(shù)據(jù)，幫助識(shí)別失效組件。兩者均提供的分離相分辨率。

　　微動(dòng)腐蝕影響風(fēng)力渦輪機(jī)組件接口，導(dǎo)致松動(dòng)，影響使用壽命和維修成本。風(fēng)力渦輪機(jī)所有者可能未意識(shí)到其破壞力。

　　現(xiàn)代奧林巴斯XRD儀器增強(qiáng)早期探測(cè)能力，適用于保修期內(nèi)。TERRA XRD分析儀便攜且現(xiàn)場(chǎng)堅(jiān)固，成為維護(hù)程序工具。XRD技術(shù)在維護(hù)投資方面發(fā)揮重要作用。建議風(fēng)力渦輪機(jī)保修清掃包括微動(dòng)腐蝕檢查，發(fā)現(xiàn)后應(yīng)通過(guò)XRD分析，并包含在保修索賠中。糾正措施包括增加緊固件預(yù)緊力、改善表面光潔度、添加摩擦墊片、改善潤(rùn)滑、減少振動(dòng)和故障率，避免長(zhǎng)時(shí)間使用高速制動(dòng)器。

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