La pulizia laser ripristina gli anelli del collezionista come-nuovi

Gli anelli collettori (chiamati anche anelli collettori) trasportano corrente di eccitazione e segnali di controllo tra le spazzole di carbone fisse e l'avvolgimento rotante di un generatore o di un grande motore industriale. Si tratta di componenti di piccole dimensioni con conseguenze enormi: una sottile pellicola di contaminazione sulla superficie dell'anello può spingere la resistenza di contatto a un livello tale da causare riscaldamento localizzato, scintille e - se non indirizzato - un'interruzione non pianificata misurata in giorni.

La pulizia laser pulsata ha cambiato il modo in cui i team di manutenzione gestiscono questa modalità di guasto. Invece di estrarre il rotore e spedirlo a un'officina meccanica per la rifinitura, i tecnici ora ripristinano le superfici dell'anello contaminate al loro posto, durante una finestra di manutenzione pianificata, senza utilizzare abrasivi né prodotti chimici. Per una visione più ampia di come la stessa tecnologia è al servizio delle turbine eoliche, delle linee di produzione di batterie e degli impianti termici, consulta la nostra panoramica dipulizia laser per apparecchiature energetiche.

In un generatore sincrono, l'avvolgimento del rotore riceve la corrente di eccitazione attraverso gli anelli collettori. Nelle turbine eoliche a doppia-alimentazione, i collettori rotanti trasferiscono sia la potenza che il controllo della corrente-del rotore tra il convertitore e l'avvolgimento rotante. In ogni caso, l'interfaccia elettrica è un contatto strisciante tra la-superficie dell'anello lavorata con precisione e le-spazzole di carbone caricate a molla - un contatto che rimane affidabile solo finché la superficie rimane pulita.

Tre contaminanti agiscono contro di esso:

• Polvere di spazzole di carbone.Ogni pennello si usura mentre percorre l'anello. La fine polvere di grafite si mescola con l'umidità presente nell'aria e con la nebbia d'olio per formare una crosta nera ostinata che la normale pulizia non riesce a rimuovere.
• Film di ossido.Le superfici degli anelli in rame e acciaio si ossidano continuamente, soprattutto in ambienti umidi o costieri. Gli ossidi sono cattivi conduttori e aumentano la resistenza di contatto molto prima che la contaminazione diventi visibile.
• Film di olio e grasso.Il lubrificante dei cuscinetti adiacenti migra lungo l'albero. Il film d'olio intrappola la polvere di carbonio in una pasta abrasiva che accelera l'usura sia della spazzola che dell'anello.

La sequenza di guasti che segue è familiare a ogni ingegnere di centrale elettrica: la resistenza di contatto aumenta, il calore si concentra sotto la pista delle spazzole, l'usura delle spazzole diventa irregolare, le scintille bucano la superficie dell'anello e una pulizia di routine si trasforma in un ritiro di emergenza del rotore. Se presa in anticipo, l'intera catena può essere interrotta nella fase di pulizia.

• Smontare-e-la macchina.La tradizionale soluzione "corretta" è tirare il rotore e girare o lucidare gli anelli in un'officina meccanica. Il risultato è una superficie veramente ripristinata - al costo di giorni di inattività, rischi di trasporto e manodopera significativa.
• Levigatura e pietratura manuale.Sugli anelli accessibili è possibile utilizzare carta vetrata e pietre oleose, ma il risultato dipende interamente dall'operatore. La ruvidità della superficie risulta incoerente, il che impedisce il corretto posizionamento delle spazzole e spesso riduce la durata delle spazzole anziché prolungarla.
• Pulizia con solvente.I solventi dissolvono le pellicole di olio fresco ma non fanno nulla alla crosta carbonizzata o agli strati di ossido - i due contaminanti più importanti per la resistenza al contatto. Introducono inoltre la gestione dei COV in un vano elettrico.

Ciascun metodo richiede lo smontaggio oppure non riesce a rimuovere l'intero stack di contaminazione. Questa lacuna è esattamente dove si inserisce la pulizia laser pulsata.

Il processo si basa sull’ablazione selettiva. Brevi impulsi laser vengono assorbiti fortemente dalla crosta di carbonio, dagli ossidi e dai residui di olio - ma non dal metallo base dell'anello, che ha una soglia di ablazione molto più elevata. Lo strato contaminante viene vaporizzato ed espulso mentre la superficie lavorata sottostante, compreso il suo profilo di rugosità controllato, rimane intatta. Preservare quel profilo è importante: gli sfregamenti si incastrano contro di esso e una superficie ri-lavorata necessita di una nuova usura-in un periodo che la pulizia laser evita.

Poiché la testina di pulizia è portatile e collegata tramite un cavo in fibra leggero, il lavoro viene svolto con l'anello in posizione. Non vi è alcuna trazione del rotore, né smontaggio dei cuscinetti né successivo riallineamento. La densità di potenza è regolabile, quindi la stessa macchina può rimuovere pesanti accumuli di carbonio-su un'unità in standby o eseguire un delicato passaggio di manutenzione su un anello che è ancora in condizioni di servizio.

In pratica, aPulitore laser pulsato da 200 Wè diventata la scelta standard per questa applicazione: energia di impulso sufficiente per rimuovere la crosta di carbonio e l'ossido in un unico passaggio, con la finestra dei parametri necessaria per proteggere la superficie dell'anello.

• Generatori a turbina negli impianti termici.Durante le interruzioni programmate, gli equipaggi puliscono gli anelli dei collettori di più generatori in sequenza. - Il lavoro che prima veniva programmato intorno alla rimozione del rotore ora rientra nella finestra di manutenzione regolare. La stessa logica di interruzione si applica in tutto l'impianto: i sistemi laser vengono utilizzati anche per le superfici della caldaia, delle pale e degli scambiatori di calore-, come illustrato nella nostra guida allepulizia centrali termiche.
• Collettori rotanti per turbine eoliche.Nei generatori a doppia-alimentazione, la contaminazione dei collettori rotanti si manifesta come guasti del convertitore e allarmi delle spazzole. Un sistema di pulizia portatile trasportato sulla-torre ripristina gli anelli senza rimuovere il rotore dalla navicella.
• Motori industriali DC e per mulini.Le acciaierie e le cartiere azionano grandi motori i cui commutatori e collettori rotanti si sporcano rapidamente di grafite e olio. La pulizia laser-sul posto mantiene queste macchine nel loro programma di produzione.

I team di manutenzione che sono passati alla pulizia laser degli anelli del collettore in genere segnalano:

• Resistenza di contatto ripristinata alle specifiche, misurato direttamente sul portaspazzole prima e dopo la pulizia - la fase di pulizia diventa un'operazione di QA documentata e ripetibile.
• Maggiore durata della spazzola, perché le spazzole non scivolano più su una pasta abrasiva di polvere e olio.
• Finestre di manutenzione misurate in ore, non in giorni, poiché il rotore rimane in posizione.
• Nessun rifiuto secondario- niente solventi da smaltire, niente stracci, nessun residuo abrasivo all'interno del vano elettrico.

La contaminazione dell'anello del collettore è una modalità di guasto lenta e prevedibile - che la rende uno dei problemi più economici da prevenire in una centrale elettrica. La pulizia laser pulsata interrompe la catena dei guasti al primo anello: rimuove il carbonio, l'ossido e l'olio presenti, preserva la superficie lavorata e trasforma un lavoro di più- giorni sul rotore in poche ore di manutenzione pianificata.

Per vedere il processo sui tuoi componenti, inviaci una sezione dell'anello o un campione contaminato - eseguiamo test di pulizia gratuiti e restituiamo un rapporto con i parametri consigliati e la configurazione della macchina.