Когда говорят про решетчатые опоры, многие сразу думают о ЛЭП, но в энергетике они давно переросли эту нишу — особенно в ветроустановках, где нагрузки динамические, а не статические. Основной покупатель сейчас не просто ищет ?железку?, а систему, которая выдержит циклические колебания десятилетиями. Вот где начинаются реальные проблемы проектирования.
Часто заказчики требуют увеличения сечения профиля, не учитывая, что решетчатая конструкция теряет эффективность при неправильном распределении узловых соединений. У нас на объекте в Калининградской области была история, когда локальное упрочнение привело к концентрации напряжений — трещины пошли именно от сварных швов добавленных раскосов.
Основной покупатель из ветроэнергетики сейчас смотрит не на цену тонны металла, а на расчет усталостной прочности. Например, для решетчатая конструкция опора в прибрежных зонах добавляем цинкование плюс полимерное покрытие — солевой туман съедает даже оцинкованную сталь за 5-7 лет.
Кстати, в ООО Хуайань Тяньлун Новые Строительные Материалы мы как раз экспериментировали с комбинированной защитой для опор ВЭУ — на сайте https://www.hatlgg.ru есть кейс по замене опор на Кольском полуострове. Там пришлось полностью менять конструкцию узлов крепления фундаментных болтов после первых двух лет эксплуатации.
Здесь требования к контролю сварных швов на порядок строже. Недавно делали партию опор для КРУЭ на АЭС — каждый стык просвечивали рентгеном, а потом еще ультразвуковой контроль. Основной покупатель из Ростехнадзора принимал с дозиметром в руках — проверял остаточные напряжения после термообработки.
Интересно, что для атомных объектов чаще требуют не сталь, а алюминиевые сплавы — меньше наведенная радиация. Но с алюминием своя головная боль: соединения на болтах постоянно нужно подтягивать из-за ползучести металла. Приходится ставить пружинные шайбы специального типа.
В ветроэнергетике таких проблем нет, но там своя специфика — вибрационная стойкость. Как-то раз поставили опору с шагом решетки 1.2 метра, а при частоте вращения лопастей 18 об/мин возник резонанс — пришлось экстренно ставить демпферы.
Раньше использовали в основном Ст3сп, но для высотных опор ВЭУ перешли на низколегированные стали типа 09Г2С — они лучше работают при минусовых температурах. Правда, сварка таких сталей требует предварительного подогрева до 120-150°C, что удорожает производство.
Сейчас экспериментируем с нержавеющей сталью AISI 316 для прибрежных ветропарков — дорого, но в расчете на 30 лет эксплуатации выходит дешевле постоянных ремонтов. Основной покупатель пока скептически относится, но несколько пробных опор уже работают в Финском заливе.
Кстати, на https://www.hatlgg.ru в разделе оборудования для гидроэнергетики как раз есть пример использования нержавеющих решетчатых конструкций для затворов — там совсем другие нагрузки, но опыт переносимый.
Сборные решетчатые опоры высотой больше 50 метров — это отдельная головная боль при транспортировке. Максимальная длина полуприцепа 13.6 метров, поэтому приходится делать стыковые соединения на месте монтажа. А там — проблемы с соблюдением геометрии.
Запомнился случай на строительстве ВЭУ в Ростовской области: из-за перепада температур днем и ночью собранная опора ?гуляла? на 3 см по вертикали — не могли выставить вертикальность. Пришлось переносить работы на раннее утро.
Основной покупатель сейчас все чаще требует поставки в укрупненных блоках — готовые секции по 25 метров. Но это требует специального транспорта и кранов большей грузоподъемности. В ООО Хуайань Тяньлун Новые Строительные Материалы как раз разработали систему модульных соединений с самоконтрящимися болтами — уменьшили время монтажа на 30%.
Основной покупатель часто пытается сэкономить на мелочах — например, на антикоррозионной защите. Но потом ремонт обходится в 3-4 раза дороже. Убедили как-то заказчика поставить опоры с горячим цинкованием вместо окраски — через 5 лет он сам позвонил благодарить: соседняя ветростанция уже красила конструкции дважды.
Сейчас считаем не первоначальную стоимость, а стоимость жизненного цикла. Для решетчатая конструкция опора в агрессивных средах это особенно важно — замена даже одной секции требует остановки ветроустановки на 2-3 недели.
В атомной энергетике подход другой — там перестраховка стоит дорого, но оправдана. Делали как-то опоры для вспомогательных систем АЭС с тройным запасом прочности — проектное бюро перестраховалось, но зато спокойно спим уже 10 лет.
Сейчас активно тестируем композитные элементы в решетчатых конструкциях — стеклопластиковые раскосы для уменьшения веса. Пока дорого, но для мобильных ветроустановок интересно. Основной покупатель из МЧС уже проявил интерес — им важна скорость развертывания.
В гидроэнергетике перспективно применение решетчатых опор для реконструкции старых ГЭС — там часто нужно вписываться в существующие габариты. На https://www.hatlgg.uk есть пример такой работы на Камской ГЭС, где заменили мостовые краны на более мощные без изменения несущих конструкций.
Думаю, через 5-7 лет появятся гибридные решения — стальной каркас с композитными элементами. Уже сейчас ведем переговоры с научными институтами о совместных испытаниях. Основной покупатель пока осторожничает, но тренд очевиден — легче, прочнее, долговечнее.
