Melhoria do desempenho de parque eólico: Um guia para o monitoramento de pré-carga em uniões aparafusadas
Uniões aparafusadas seguras são essenciais para a operação e segurança da infraestrutura, mas garantir que essas uniões sejam apertadas e permaneçam apertadas com a pré-carga correta pode ser uma tarefa desafiadora. À medida que os aerogeradores ficam maiores, em ambientes cada vez mais severos ou em plataformas flutuantes, as conexões aparafusadas estão atingindo seus limites de capacidade e, muitas vezes, sua projeção, instalação e manutenção são complexas.
Os métodos tradicionais para monitorar a pré-carga, como o uso de torquímetros ou medições ultrassônicas, podem ser demorados e imprecisos. Agora, com o avanço das tecnologias SMART, é possível instalar sensores na união e monitorar a pré-carga remotamente, transmitindo dados por meio da nuvem e lendo a partir de um smartphone ou painel de computador. Você pode, por exemplo, alcançar o controle total da pré-carga em conexões com flange MP-TP.
Nesta apresentação, nos concentraremos no papel das soluções SMART do Grupo Nord-Lock, o Tensionador de detecção de carga Superbolt (LST) e a Flexnut de detecção de carga Superbolt (LSF), para monitorar uniões aparafusadas no setor eólico e como elas podem ajudar a melhorar a segurança, a eficiência e o desempenho dos aerogeradores.
Como funciona o monitoramento de pré-carga SMART
O Superbolt LST é baseado no conhecido Tensionador Multi-Jackbolt Superbolt (MJT), com medidores de tensão instalados ao redor da seção inferior do corpo da porca, para medir sua expansão à medida que a pré-carga aumenta ou diminui.
As empresas interessadas em monitoramento remoto de pré-carga não precisam de habilidades adicionais ou conhecimento especializado para usar nossos produtos. Os sistemas plug-and-play podem ser usados por um operador com um dispositivo portátil para ler a pré-carga durante as verificações de instalação/manutenção e, em seguida, ser mantido instalado para transmitir dados durante a vida útil da aplicação. Usando o Wi-Fi de um aerogerador ou redes de rádio via cartões SIM, os dados de pré-carga podem ser monitorados a partir de um laptop ou tela móvel em qualquer lugar do mundo.
Não há limites para locais de instalação do Superbolt LST, e o Grupo Nord-Lock tem a possibilidade de oferecer suporte a clientes em todo o mundo - incluindo o licenciamento para supervisionar instalações offshore pessoalmente.
Como usar os dados de pré-carga coletados pelo Superbolt LST/LSF
Uma vantagem fundamental é que as soluções SMART do Grupo Nord-Lock podem coletar e armazenar grandes quantidades de dados, que podem ser analisados para detectar padrões e tendências.
1: Monitoramento remoto: obtenha atualizações de pré-carga em tempo real em intervalos definidos por você (com uma frequência até 100 vezes por segundo), o que é especialmente útil para aerogeradores localizados em locais remotos ou de difícil acesso. A pré-carga pode ser monitorada em tempo real, na tela e em qualquer lugar do mundo.
2: Manutenção preditiva use os dados para entender as mudanças na pré-carga ao longo do tempo, identificar uma falha potencial e alertar a equipe de manutenção quanto à manutenção preventiva.
3: Alertas e notificações: configure notificações automáticas quando a pré-carga estiver fora de uma faixa predefinida, permitindo que as equipes de manutenção ajam rapidamente e evitem danos.
4: Análise histórica: em conjunto com dados do nível do mar, velocidades do vento e outras condições climáticas, use os dados de pré-carga salvos para solucionar incidentes/descobertas de manutenção anteriores.
5: Pesquisa e desenvolvimento (P&D): use os dados de pré-carga e as condições climáticas para ajudar no planejamento do desenvolvimentos de futuros de parques eólicos ou para inovar com designs de aerogeradores mais modernos.
O uso desses dados pode ajudá-lo a entender melhor o que acontece em suas conexões aparafusadas e isso não se limita apenas ao setor eólico diz Peter Clausen, engenheiro do Grupo Nord-Lock
Onde monitorar a pré-carga
Existem poucas restrições, e o Superbolt LST/LSF pode ser usado para monitorar a pré-carga na maioria das conexões aparafusadas dentro de aerogeradores. Eles são normalmente aplicados a conexões com flange na conexão MP-TP, dadas as forças cada vez maiores às quais os parafusos da torre estão sujeitos, nos parafusos da pá ao cubo, nos rolamentos de guinada, parafusos de ancoragem e muito mais.
"Com certeza, isso faz sentido nas conexões das pás do rotor, onde vemos altas cargas dinâmicas durante toda a vida útil. Usar o LST é perfeito em qualquer área de difícil acesso, onde os clientes vivenciam muitos custos de manutenção", acrescenta Clausen.
De forma mais geral, esse tipo de monitoramento remoto da pré-carga baseado em IoT pode ser usado em qualquer indústria onde o uso de uniões aparafusadas é essencial para a operação e a segurança dos equipamentos. Há um enorme potencial em outras indústrias de geração de energia, bem como petróleo e gás, construção, infraestrutura ferroviária, fabricação e mineração, entre outras.
Quais são as vantagens de usar o Superbolt LST/LSF?
Precisão: as verificações de torque indicam se um parafuso está solto ou não. As soluções SMART fornecem valores de pré-carga precisos dentro de uma faixa de ± 5% (Superbolt LST).
Segurança: Com base nos tensores Multi-Jackbolt (MJTs), originalmente inventados pela Superbolt em 1984, suas uniões aparafusadas podem ser apertadas com alta precisão, sem a necessidade de habilidades especializadas ou ferramentas pesadas.
Economia: porque "a prevenção é mais barata do que a cura". Os Superbolt LST e LSF podem ser espaçados periodicamente em torno de uma conexão com flange crítica, por exemplo, e oferecem uma visão confiável e atualizada sobre a integridade estrutural de longo prazo de sua infraestrutura. Use isso para planejar programas de manutenção mais eficientes.
Dimensionabilidade: teste as tecnologias SMART do Grupo Nord-Lock em parceria com engenheiros especialistas. Comprove o conceito em uma amostra de suas aplicações e aumente a escala para cobrir seus ativos mais importantes.
Lucratividade: prolongue a vida útil de suas operações em parques eólicos, ou outros, com um monitoramento estrutural confiável.
Nenhuma invasividade à estrutura: a maioria dos métodos de monitoramento/medição são invasivos, mas o Superbolt LST deixa a conexão aparafusada como ela é, sem destruir nada ou alterar os cálculos.
Fácil manuseio: Os produtos SMART do Grupo Nord-Lock são essencialmente soluções plug-and-play, e você pode obter suporte completo, em qualquer lugar do mundo, para começar a instalação e o monitoramento.
Continuidade: Os LST e LSF trabalham, mesmo quando você não está. O monitoramento dinâmico das cargas evita a fadiga e fratura dos parafusos.
Estudo de caso: monitoramento de pré-carga no Mar do Norte
Assista ao engenheiro do Grupo Nord-Lock e ao especialista offshore, Peter Clausen, falar sobre o potencial mundial para o monitoramento remoto da pré-carga e sobre uma instalação bem-sucedida do Superbolt LST no Mar do Norte alemão:
Para concluir, o uso de sistemas de monitoramento remoto de pré-carga pode expandir as possibilidades de manutenção estrutural e projeto de infraestrutura. Hoje, as soluções SMART do Grupo Nord-Lock estão apoiando ativamente o setor eólico para melhorar a segurança, planejar uma manutenção mais eficiente e melhorar o desempenho geral dos geradores. Esses princípios e nossa experiência são aplicáveis a indústrias em todo o mundo.