Témata
Reklama

Aditivní výroba součástí plynových turbín

Společnost Siemens zaměřuje svou pozornost mimo jiné i na oblast aditivních výrobních technologií. Příkladem z nedávné doby je akvizice britské společnosti Materials Solutions, která se specializuje na výrobu odolných kovových dílů z práškových materiálů metodou selektivního tavení laserem (SLM). Touto technologií se vyrábějí například součásti plynových turbín nebo proudových motorů.

Již od počátků aditivní výroby (AM, additive manufacturing) investuje společnost Siemens do těchto technologií a v současné době směřuje k jejich průmyslovému a komerčnímu využití. AM technologie Siemens v hojné míře využívá pro rychlý vývoj prototypů a do sériové výroby zavedla řešení pro rychlou výrobu malých směšovačů paliva a pro rychlé opravy hořákových hrotů pro středně velké plynové turbíny. Ve švédském Finspångu začala společnost Siemens využívat technologie aditivní výroby už v roce 2009 a v únoru 2016 otevřela výrobní závod pro 3D tištěné kovové součásti. Tato investice byla prvním krokem v plánech společnosti pro masovou výrobu a opravu kovových dílů s využitím aditivních technologií.

Reklama
Reklama
Reklama


Clean Energy Center v Ludwigsfelde u Berlína

Akvizice společnosti Materials Solutions

V letošním roce získal Siemens většinový, 85% podíl ve společnosti Materials Solutions Ltd. z anglického Worcesteru, která je průkopníkem v použití technologie selektivního tavení laserem (SLM) při výrobě vysoce odolných kovových dílů. Společnost se specializuje na výrobu dílů pro turbínová strojní zařízení, zejména vysokoteplotní plynové turbíny, kde je přesnost, povrchová úprava a nejvyšší kvalita materiálů rozhodující pro zajištění provozního výkonu použitých dílů. „Akvizicí společnosti Materials Solutions získáváme odborné znalosti světové úrovně v oblasti vývoje materiálů a procesů AM se zaměřením na vysoce legované vysokoteplotní slitiny. Devizou společnosti je schopnost v rekordním čase proměnit modely ve vysoce kvalitní součásti,“ potvrdil Willi Meixner, generální ředitel divize Power and Gas společnosti Siemens. Společnost Materials Solutions vyvíjí aplikační know-how a buduje dodavatelské řetězce pro přední světové strojírenské společnosti – dodává procesy a přesné díly z 3D CAD modelů s použitím softwaru, laserů a kovových prášků.

„Vytištěné“ díly pro turbínu brněnské teplárny

V Brně je od letošního června úspěšně provozována první komerční aplikace 3D tištěné součásti hořáku pro vysoce výkonnou plynovou turbínu Siemens. Brněnská teplárna Červený mlýn je moderní paroplynový zdroj s kombinovanou výrobou elektřiny a tepla. Technologie je v provozu od roku 1999 a letos na jaře prošla generální opravou v režii společnosti Siemens, která byla před patnácti lety dodavatelem spalovací turbíny. Spalovací turbína o výkonu 70 MW z rodiny turbín SGT-1000F má typové označení V64.3A, pracuje s otáčkami 5 412 min-1 a za sekundu jí proteče 192 kilogramů spalin, které mají na výstupu ze stroje teplotu 575 °C. Spaliny proudí do výměníku tepla, kde předávají tepelnou energii vodě. Ta se mění v páru, která roztáčí ještě protitlakovou parní turbínu Siemens GE 40. Výstupní pára z protitlakové turbíny je vedena do výměníku tepla a předává teplo vodě, jež slouží k vytápění. Zhruba 48 % energie z paliva, kterým je zemní plyn, se v tomto procesu mění v elektřinu a 52 procent na teplo. Celková účinnost paroplynového cyklu je asi 89 %. Nejproblematičtější částí turbíny z hlediska údržby je spalovací komora a komponenty stroje, kterými procházejí horké plyny, jejichž teplota dosahuje až 1 200 °C.


Oblasti plynové trubíny vhodné pro uplatnění aditivní výroby
Vláknové lasery mají nyní dostatečný výkon, aby roztavily vysoce odolné kovové slitiny pro výrobu dílů plynových turbín nebo proudových motorů.

Hlavice hořáků z 3D tiskárny

Při opravě zmíněné spalovací turbíny byla poprvé použita technologie 3D tisku – touto cestou vznikly tři hlavice směšovacích hořáků, v nichž se mísí vzduch s plynem. Jedná se o tvarově složitou součást zařízení, a pokud by se vyráběla klasickým obráběním, proces by trval téměř jeden rok. Z 3D tiskárny součástka vyjede za čtyřiadvacet hodin a její výroba tak představuje zajímavou finanční a časovou úsporu. Montáž hořáků proběhla v dubnu a v červnu 2016 byla turbína uvedena do provozu. V současnosti má Siemens několik svých 3D tiskařských center po celém světě, v případě požadavku na vybrané nové součástky se reakce pohybuje pouze v řádech dnů.

Společnost Materials Solutions vyrobila 3D tištěné hlavice směšovacích hořáků Siemens.

3D tisk nastupuje do sériové výroby

Velký závod na výrobu vysoce výkonných plynových turbín má Siemens v Berlíně na Huttenstrasse. V závodě o rozloze 130 000 m2 pracuje 3 700 zaměstnanců a v dubnu letošního roku zde byla vyrobena již tisící plynová turbína. 3D tisk metodou selektivního tavení laserem zde v současnosti představuje jednu z perspektivních technologií pro výrobu tvarově náročných dílů z odolných kovových materiálů. Jedná se především o malé díly kompresoru, součásti spalovacího systému, jako hořáky, vířivé klapky, trysky, součásti chlazení apod., a komponenty turbíny, především lopatky, statorové rozváděcí lopatky a další menší díly. V současnosti jsou touto technologií komerčně prováděny opravy špiček hořáků turbín SGT-700/800, což přináší 90% úsporu času, a vyráběny jsou náhradní díly na požádání, což je případ hlavic hořáků plynových turbín SGT-1000F pro brněnskou teplárnu. V závěrečné fázi testování je rapid prototyping statorové rozváděcí lopatky pro turbíny SGT5-4000F, s jehož pomocí se díky včasné validaci zkrátí vývoj nové konstrukční generace až o 75 %, či rapid manufacturing využívaný pro hořáky plynových turbín SGT-700/800 přinášející zkrácení doby výroby o 85 %. Nové komponenty plynových turbín jsou testovány v novém zkušebním centru Clean Energy Center (CEC), které se nachází v Ludwigsfelde nedaleko Berlína a bylo otevřeno v únoru 2015.

Zpracováno podle podkladů společnosti Siemens

Pavel Marek

pavel.marek@mmspektrum.com

Něco navíc

Video, které představuje aditivní výrobu součástí pro plynové turbíny metodou SLM:

Reklama
Související články
Stroje v pohybu – Sledování zásilek na dálku

Takzvaný internet věcí (IoT) nabízí mnoho možností. Základem této technologie je bezdrátová komunikace velkého počtu autonomních zařízení prostřednictvím datových sítí, jež jsou navrženy tak, aby datový přenos spotřeboval co nejméně energie. Toho využívají i moderní sledovací jednotky (lokátory), které mohou díky energetické úspornosti pracovat i několik let bez dobíjení baterií.

Integrovaný obvod o tloušťce jedné molekuly

Lidstvo již zvládlo přeměňovat světlo na elektřinu a vytvořit akumulátory, v nichž nedochází k chemickým reakcím. Problémem však je, že tyto přístroje mají velmi nízkou účinnost. Nejlepších parametrů by se dosáhlo při použití polovodičů o tloušťce jediné molekuly. A ty se nyní naučili vyrábět vědci z ruského institutu MISiS, který je partnerem ruské korporace pro atomovou energii Rosatom.

Projekt Resindustry: Digitální továrna

Dornbirn je největším městem rakouské spolkové země Vorarlberg, nacházející se na jejím nejzápadnějším cípu, co by kamenem dohodil od romantické procházky podél Bodamského jezera a na dohled zasněženým kopcům rakouských, italských i švýcarských Alp. Krom nádherné panoramatické restaurace s visutou vyhlídkou nad městem ve výšce 976 m n. m. je zde také muzeum automobilů Rolls-Royce, a především univerzita FH Vorarlberg, která se na počátku března tohoto roku stala místem setkání mezinárodního projektu RESindustry (www.interregeurope.eu/resindustry/) zaměřeného na výzkum a výměnu zkušeností v oblasti využívání obnovitelných zdrojů energie v průmyslu.

Související články
CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Opřít se o silného partnera

V dnešní době hospodářského růstu mnoho firem přemýšlí o rozšíření výroby. To se však neobejde bez úvah o tom, kde získat prostředky na nové stroje a zařízení. Řešení má jméno SGEF.

Novinky ze světa 3D tisku

V uplynulém měsíci se v české kotlině seběhlo několik akcí, jejichž společným jmenovatelem byl průmyslový 3D tisk. Představeny byly nové produkční 3D tiskárny, profesionální tiskové materiály a zapomenout nesmíme ani na největší z těchto akcí, výstavu a konferenci 3dexpo.

Virtuální a rozšířená realita zvyšuje konkurenceschopnost

Dnes již máme řadu možností, jak můžeme v byznysu prakticky využít virtuální a rozšířenou realitu. A to doslova ve všech dostupných oborech a firemních procesech.

Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Chytré stroje přivádějí továrny k životu

Bezpečné balicí stroje připojené k Ethernetu zvyšují produktivitu, zlepšují flexibilitu, snižují komplexnost konstrukce a řeší problémy pracovníků v provozu.

Nanovlákenná membrána v oknech ochrání stroje i pracovníky

Zatímco o smogu v ulicích se vedou časté debaty, znečištěný vzduch v interiéru patří k opomíjeným tématům. A to i přesto, že podle Světové zdravotnické organizace stojí život 4,3 milionu lidí ročně a v průmyslových objektech ohrožuje jak zdraví pracovníků, tak samotný provoz. Díky rozvoji moderních technologií nyní interiér účinně ochrání nanovlákenná okenní membrána.

Pomocník pro plánování výroby

Většina lidí dnes ví, že žádná firma, která chce být konkurenceschopná, neobejde bez kvalitního ERP. Díky němu lze především řídit procesy, a to doslova všechny. Ne každý si však uvědomuje, jak velké mohou být rozdíly mezi systémy pro jednotlivé oblasti podnikání. Asi nejsofistikovanější ERP najdeme bezesporu ve výrobních firmách.

Novinky značky IMAO pro upínání obrobků

V dnešní době je velká poptávka po efektivní produkci různorodých výrobků v malém objemu a klíčem k vyšší produktivitě je použití přípravků, které lze flexibilně přizpůsobit mnoha různým obrobkům. Upínací prvky ONE-TOUCH se vyrábějí v mnoha různých provedeních, snadno z nich lze vybrat prvky vhodné pro upnutí požadované součásti. Upnutí a odepnutí součásti je jednoduché, bez použití dalšího nářadí a rychlé, zkracuje se čas potřebný pro manipulaci s obrobkem a tím i celkové náklady na výrobu.

Ohřevné skříně Amarc - skladujte své sudy v teple a bezpečí

Připravili jsme pro Vás přehledný web s ohřevnými prvky společnosti Amarc. www.ohrevneprvky.cz. Naleznete zde kompletní nabídku topných plášťů pro sudy a průmyslové (IBC) kontejnery i podlahové topné desky v klasickém a EX provedení pro výbušné prostředí.

Jak přispívají opakovaně použitelné čisticí utěrky k ochraně životního prostředí

Dne 5. června 1972, v den zahájení první světové konference o ochraně životního prostředí ve Stockholmu, inicioval program ochrany životního prostředí Spojených národů (United Nations Environment Programme, UNEP) oficiální světový den životního prostředí. Od té doby se každo-ročně 5. červen slaví jako mezinárodní den životního prostředí. Opakovaně použitelný systém čisticích utěrek MEWA k tomu každý den v dílnách a výrobních halách přispívá: Čistí stroje a zařízení a podporuje ochranu zdrojů.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit