Литье для ветроэнергетики

Расчетный срок службы ветряных турбин составляет 20 лет. Это означает, что теоретически машина должна работать без остановки в течение 20 лет. Следовательно, огромное значение имеет усталостная прочность материала, так как здесь широко используются крупные литые детали с тонкими стенками, позволяющие минимизировать массу ветряных турбин.

Очень важно обеспечить отсутствие на необработанной поверхности материала любых полостей, которые могли бы вызвать эффект надреза. Типичными примерами такого вида дефекта являются полости, которые образуются вследствие налипания остатков формовочного материала, компонентов шлака, канавок при удалении модели, царапин в результате неправильного нанесения покрытия, металлического шлака и аналогичных дефектов. Особое внимание следует обратить на удаление или, скорее, предупреждение образования металлического шлака, так как это может привести к снижению модуля упругости материала на
50 %.

Следует бороться и с эффектом надреза, который может иметь место в вышеуказанных случаях. Для этого, как правило, используется шлифование при строгом соблюдении требуемой минимальной толщины стенок. Расплав, состоящий из специального чушкового чугуна, отобранного стального скрапа и части возврата очищенного скрапа, получают путем плавки в высокопроизводительной индукционной печи средней частоты.

Требуемые для литья металлургические параметры можно задать только при условии непрерывного контроля всех технологических операций в ходе плавки, надлежащего модифицирования шихты и строгого соблюдения требований к качеству исходных материалов. После обработки расплавленного металла магнием выполняется удаление шлака и другие технологические операции, такие как отбор проб и первичное модифицирование.
Вторичное модифицирование обычно выполняется в литнике в ходе литья.


При автоматизированном проектировании литых деталей надежное качество литья и однородность материала принимаются с учетом коэффициента достоверности. Литейное предприятие должно проверить, что планируемый уровень качества обеспечивается на всех этапах изготовления отливки – от планирования (моделирование заполнения литейной формы и кристаллизация) до производства (проверка технологической надежности) и контроля получаемых изделий (ультразвуковое исследование, рентгеноскопический контроль, структурный анализ, и т. д.). Для каждой отливаемой детали должны задаются механические свойства. Это делается посредством испытания на растяжение и испытания надрезанного образца на удар, которые проводятся на литых образцах для испытаний.

Решения в области литья ветряных турбин


Совместно с партнерами, компания ASK Chemicals занимается разработкой комплексных решений для литья крупногабаритных деталей ветряных турбин. Данные решения включают связующие, которые отвечают особым требованиям (например, высокая размерная и температурная стабильность), и системы на основе фурановых смол с низким содержанием серы. Помимо изготавливаемых на заказ изделий особого назначения, которые предназначены для расплавов и отвечают требованиям по чистоте, мы специализируемся на изготовлении специальной проволоки, модификаторов, а также на методах модифицирования.
Ферритный материал марки EN-GJS-400-18U-LT использовался для изготовления отливок благодаря высокой пластичности, т. е. способности снижать перегрузки за счет пластической деформации и компенсировать внезапные нагрузки без разрушения. Данный материал также показывает исключительно хорошие результаты в случае его использования при низких или резко меняющихся температурах, что подтверждается и результатами испытания надрезанного образца на ударную вязкость, которые составляют 12 Дж при −20 °C. Разрушающая деформация равна 18 %. Требуемое качество отливаемой детали достигается за счет применения методов синхронизированного проектирования, начиная с моделирования заполнения литейной формы, моделирования
кристаллизации и заканчивая моделированием формирования структуры.
Для ветряных турбин, мощность которых достигает 5 МВт, необходимы литые детали, изготовленные из чугуна с шаровидным графитом (марка EN-GJS-400-18U-LT). Вес данных деталей может достигать 50 метрических тонн.
Это приводит к появлению новых требований с точки зрения размеров, материалов литейной формы, специальной обработки магнием, технологии модифицирования и перемещения масс. Таким образом, поставщики литейной продукции для ветроэнергетики сталкиваются с новыми задачами и тенденциями и должны адаптироваться к ним с точки зрения своего опыта и знаний, проверенных свойств материалов, из которых изготавливаются изделия, оборудования и его производительности.
Сотрудничество поставщика и специалиста в сфере литья непосредственно на площадке дает впечатляющий
синергетический эффект. Быстрый обмен информацией способствует оптимизации процесса литья и производства в целом, а также стимулирует дальнейшее совершенствование продукции компании
ASK Chemicals. Методики цифрового моделирования заполнения литейной формы и кристаллизации помогают
решать проблемы, которые было бы намного сложнее решить непосредственно при заливке металла. Проводятся испытания, которые раскрывают новые возможности оптимизации функций деталей путем внесения изменений в процесс литья. Таким образом, слабые места конструкции или превышение размеров выявляются уже на ранних этапах, что исключает необходимость изготовления литой детали. Опыт компании ASK Chemicals по изготовлению продукции для литейной отрасли наилучшим образом дополняется исчерпывающими знаниями специалистов-литейщиков в области формовочных материалов и металлургии.