Fabricación de torres eólicas: La guía definitiva de preguntas frecuentes

La fabricación de torres eólicas implica diversos procesos de producción y soldadura. Todo comienza con la fabricación de planchas de acero por parte de la industria siderúrgica. Estas planchas se procesan para obtener secciones resistentes de la torre y se envían a los fabricantes de torres eólicas.

Analicemos cómo se fabrican las secciones de las torres eólicas, el tipo de maquinaria que se utiliza en su fabricación y cómo la automatización de la soldadura puede mejorar los procesos de producción.

¿Qué es una torre de turbina eólica?

La torre de la turbina eólica es la estructura principal de soporte de un sistema de energía eólica. Se trata de una estructura alta y esbelta que sostiene la maquinaria situada en su parte superior. Las torres de las turbinas eólicas se componen de varias secciones que, una vez unidas, proporcionan la altura necesaria para que la turbina funcione eficazmente.

Las torres de los aerogeneradores no son simplemente perfiles largos y delgados de acero. Deben diseñarse adecuadamente para que tengan la resistencia, rigidez y estabilidad suficientes. Esto les permite resistir el pandeo bajo diversas cargas de viento y vibraciones.

Los dos tipos básicos de torres que se utilizan para las turbinas eólicas son las cónicas y las cilíndricas. Estas torres de acero se fabrican con placas de acero resistentes, diseñadas en función de la altura, el diámetro, el espesor de las paredes y las especificaciones del proyecto.

Actualmente, los procesos de fabricación de torres eólicas incluyen corte preciso, laminado de chapas, soldadura, ensamblaje, preparación de superficies y pintura. Estos procesos se pueden controlar con precisión mediante equipos de soldadura automatizados para mejorar la calidad general del producto final.

¿Cuál es la estructura de una torre de turbina eólica?

Debido a su gran altura, las torres eólicas se construyen con múltiples secciones durante su fabricación. Estas secciones se envían al lugar del proyecto y se conectan allí para ensamblar la torre. Cada sección cuenta con bridas en ambos extremos, lo que permite unirlas con secciones adyacentes y atornillarlas entre sí.

Las uniones longitudinales de las secciones de la torre se sueldan durante la fabricación. Las secciones individuales también se conectan mediante soldadura circular durante el proceso de producción. Una vez soldadas, cada sección de la torre se protege contra la corrosión mediante tratamientos superficiales antes del transporte.

Las secciones de la torre de las turbinas eólicas pueden albergar diversos sistemas y componentes que permiten al personal de mantenimiento acceder al sistema y trabajar en él. Estos sistemas y componentes pueden incluir escaleras, plataformas, puertas, cables de alimentación y controles, bandejas portacables y otros sistemas eléctricos y mecánicos.

¿Cuántos tipos de torres para aerogeneradores existen?

Las torres de los aerogeneradores se pueden clasificar según los materiales y métodos utilizados en su construcción. Las principales clasificaciones son las torres de acero, de hormigón e híbridas.

1. Torre de turbina eólica de acero

Las torres de acero son muy comunes, ya que se transportan e instalan fácilmente. Se pueden seccionar para su transporte y ensamblar en obra. El ensamblaje se realiza con la ayuda de equipos automatizados. Además, se diseñan y fabrican para una amplia variedad de usos y entornos de construcción.

2. Torre de turbina eólica de hormigón

Las torres de hormigón se pueden construir con paredes más gruesas. Se utilizan principalmente en proyectos terrestres. En comparación con las torres de acero, las de hormigón requieren más tiempo de construcción y, en ocasiones, métodos constructivos más complejos.

3. Torre de aerogenerador híbrida de hormigón y acero

Una combinación de secciones de acero y hormigón en una sola torre permite alcanzar mayores alturas. Esto resulta útil para aerogeneradores terrestres de mayor altura, donde se requieren materiales estructurales diferentes. Otros factores a considerar al elegir el tipo de torre adecuado incluyen los requisitos del proyecto, la ubicación, la altura de la torre, los medios de transporte y los métodos de construcción.

¿Qué es la línea de producción para la fabricación de torres eólicas?

Una línea de producción para la fabricación de torres eólicas ensambla dichas torres utilizando una serie de máquinas que transforman las placas de acero en secciones terminadas.

Estos procesos incluyen:

• Corte CNC
• Trabajo de bordes y biselado
• Placas de laminación
• Soldadura (de ajuste y longitudinal)
• Soldadura de costura circular
• Pulido y rectificado
• Chorro de arena
• Cuadro

Según SENLISWELD, el elemento principal de la línea de producción de torres eólicas es la soldadura. Esta consiste en unir múltiples secciones cilíndricas que forman el cuerpo principal de la torre. El tipo de equipo necesario y la disposición de la línea de producción dependen del tamaño de las torres fabricadas, así como del volumen de producción.

● Máquina de corte CNC

En primer lugar, se cortan grandes planchas de acero a la medida adecuada. El corte por llama o plasma se puede realizar con una máquina CNC para mejorar la precisión y la velocidad. Estas máquinas permiten obtener planchas con dimensiones uniformes antes de que el material pase a la siguiente etapa de producción. Nuestra empresa utiliza máquinas de corte por plasma y llama CNC para completar la primera etapa del proceso de producción de nuestras torres de alta resistencia.

● Fresadora de cantos

Tras el corte de las planchas de acero, sus bordes pueden requerir un biselado para prepararlas para la soldadura. Una fresadora o biseladora de bordes logra el bisel deseado en la plancha y la prepara para soldar. Con una preparación adecuada, se puede crear una unión correcta. El fresado de bordes es esencial para una soldadura exitosa y mejora la calidad de la misma.

● Máquina laminadora de placas

Tras el fresado de los bordes, se puede realizar el laminado de la chapa para darle forma de cilindro o cono. Antes de cerrar la costura longitudinal mediante soldadura, la máquina laminadora ayuda a dar a la chapa la forma deseada para la torre. El grado de automatización del proceso de laminado depende principalmente de los requisitos de producción.

● Soldadura de un solo tubo

Tras el laminado, es necesario soldar la costura longitudinal de la sección cilíndrica para cerrar la lata. El sistema SENLISWELD permite posicionar el cabezal de soldadura junto con la pieza de trabajo mediante un manipulador y un rotador de soldadura. Para la soldadura de costura longitudinal, el sistema SENLISWELD puede emplear procesos de soldadura SAW de hilo único o en tándem, e incluso GMAW/STT para la soldadura de refuerzo.

● Soldadura de ajuste

Una vez terminada una lata individual, se alinean y fijan varias latas antes de soldarlas para formar una unidad mayor. La estación de soldadura de ajuste ayuda a garantizar la alineación uniendo dos secciones cilíndricas. La soldadura de ajuste de dos piezas se puede realizar mediante soldadura hidráulica. Rotadores de soldadura de ajuste y manipuladores de soldadura de columna y brazo.

● Soldadura de varias tuberías

Las secciones más largas de la torre se fabrican a partir de varias secciones más cortas. Cada sección se alinea y posiciona, y se sueldan las juntas circulares. Se sueldan tanto las juntas circulares interiores como las exteriores. Una estación de soldadura de tubos múltiples SENLISWELD permite soldar las juntas circulares de las secciones de tubería mediante rotadores y manipuladores de soldadura.

● Pulido y rectificado

Tras la soldadura, se pueden eliminar rebabas y otras imperfecciones mediante lijado o pulido. El lijado de la soldadura ayuda a eliminar irregularidades y permite iniciar el siguiente paso del proceso. Antes del tratamiento final de la superficie, el acabado pulido o lijado mejora su aspecto y facilita una distribución más uniforme durante el arenado y la pintura.

● Chorro de arena

El arenado elimina irregularidades y contaminantes de la superficie del acero. Prepara la superficie para la pintura, permitiendo una buena adherencia del recubrimiento. El proceso de arenado de SENLISWELD utiliza rodillos giratorios para sujetar y sostener la pieza de trabajo, lo que reduce el riesgo de daños durante la preparación de la superficie.

● Cuadro

El pintado del acero proporciona una barrera protectora a la torre contra la corrosión de su superficie. El color y el sistema de recubrimiento varían según los requisitos del proyecto. Durante el proceso de pintado, SENLISWELD utiliza bridas temporales o simuladas en ambos extremos del tubo para ayudar a mantener la calidad e integridad del recubrimiento.

¿Cuáles son los requisitos de fabricación de una torre eólica?

Las secciones de las torres eólicas son grandes, pesadas y difíciles de manipular. Por lo tanto, la fabricación de estas torres solo puede automatizarse utilizando maquinaria robusta.

Varios factores influirán en el diseño de su línea de producción, entre ellos:

• El espesor de las placas de acero
• La longitud y el diámetro de las torres
• objetivos de producción anuales
• El espacio disponible en su taller
• El nivel de automatización requerido
• Las preocupaciones relacionadas con el transporte de las torres terminadas

El tamaño y el peso de las secciones de su torre influirán en el diseño de su línea de producción. SENLISWELD cuenta con la experiencia técnica necesaria. Por lo tanto, su asesoramiento le ayudará con el diseño y la fabricación de equipos para su proyecto. Sus empleados deberán recibir capacitación para operar la maquinaria automatizada de forma segura y realizar el control de calidad durante el proceso de soldadura.

¿Qué papel desempeña la automatización de la soldadura en la fabricación de torres eólicas?

Manipulador de soldadura + Rotador convencional

La soldadura es una parte esencial de la fabricación de torres eólicas. Mover y posicionar manualmente secciones grandes y pesadas de una torre eólica dificulta considerablemente su ensamblaje. En el proceso de soldadura, el uso de un rotador facilita la rotación de piezas cilíndricas de gran tamaño. Esto resulta útil cuando el acceso a la junta está obstruido. Asimismo, el uso de un manipulador de soldadura ayuda a posicionar el cabezal de soldadura en la ubicación deseada.

La soldadura de secciones de gran diámetro se realiza mediante un manipulador de soldadura, que ayuda a realizar soldaduras longitudinales o circunferenciales. La soldadura de torres de alta resistencia se puede realizar mediante un proceso llamado soldadura por arco sumergido (SAW). Para secciones de gran diámetro, se puede utilizar un sistema de soldadura de un solo hilo, mientras que para secciones de diámetro pequeño, se puede utilizar un sistema de soldadura en tándem.

La automatización de soldaduras largas y circulares ayuda a mejorar el control del proceso de soldadura y reduce la fatiga de los operarios. Para torres eólicas de mayor tamaño y secciones de acero más gruesas, esto supone una gran ventaja.

¿Qué equipos se utilizan en la fabricación de torres eólicas?

Existen numerosos equipos que ayudan a optimizar la línea de producción de las torres eólicas.

1. Máquina de corte CNC

Antes del conformado, las máquinas de corte por plasma o llama CNC pueden cortar con precisión las placas de acero a la medida deseada.

2. Fresadora de cantos

Las fresadoras de cantos realizan biseles en los bordes de las placas de acero para una mejor preparación para la soldadura.

3. Máquina laminadora de placas

Las máquinas laminadoras de chapas dan forma a las chapas de acero, creando diferentes secciones cilíndricas y cónicas.

4. Rotador de soldadura

Un rotador de soldadura sujeta y hace girar una sección de la torre para soldar. Según la pieza de trabajo, puede beneficiarse de rotadores convencionales, rotadores autoalineables, rotadores de ajuste hidráulico e incluso otras soluciones de torneado personalizadas.

5. Manipulador de soldadura

Un manipulador de soldadura es un sistema que mantiene el cabezal de soldadura en la posición deseada. Se puede utilizar tanto para soldadura longitudinal como circular.

6. Estación de soldadura de montaje

Una estación de soldadura de ajuste ayuda a alinear dos o más secciones de la torre antes de soldarlas. Se pueden utilizar rotadores hidráulicos de soldadura de ajuste para ajustar y alinear grandes secciones cilíndricas durante el proceso de unión.

7. Soporte hidráulico auxiliar

Las secciones de torre de gran diámetro pueden requerir soportes hidráulicos adicionales. El soporte hidráulico auxiliar ayuda a garantizar la estabilidad, especialmente al manipular piezas grandes y pesadas.

8. Equipos de chorro de arena y pintura

Para el tratamiento de superficies, la pintura y el arenado, es necesario preparar la superficie con la ayuda de rodillos giratorios y otros equipos de apoyo.

¿Cuáles son las principales etapas de la soldadura de torres eólicas?

La fabricación de secciones de torres eólicas consta de los siguientes procesos:

● Soldadura de costura longitudinal

En este proceso, las planchas de acero laminado se sueldan longitudinalmente para producir secciones cilíndricas o cónicas. Para obtener una sección de torre hermética, se puede utilizar soldadura GMAW/STT para la soldadura de respaldo. Posteriormente, se puede aplicar soldadura SAW de un solo hilo o en tándem, según la línea de producción.

● Soldadura de ajuste

Este proceso implica la alineación de secciones individuales cónicas o cilíndricas antes de soldar las secciones adyacentes para aumentar la altura de la torre.

● Soldadura de costura circular

Las secciones alineadas de la torre se sueldan alrededor de su circunferencia para construirla. Si la longitud de las secciones a soldar es demasiado grande para manipularlas manualmente, la sección se sujeta mediante un manipulador de soldadura de columna y brazo y se rota con un rotador de soldadura.

● Tratamiento final de la superficie

Una vez soldadas las secciones de la torre, las zonas soldadas se pulen y se lijan. A continuación, las torres se trasladan al taller de pintura para su arenado y posterior pintado.

¿Cómo puede la automatización de la soldadura mejorar la producción de torres eólicas?

Al automatizar el proceso de soldadura, se pueden manipular fácilmente secciones de torres grandes y pesadas.

Así es como un sistema automatizado adecuado puede beneficiarle:

• Mejorar la consistencia de la soldadura
• Minimizar la necesidad de manipulación manual.
• Hacer que la producción sea más eficiente.
• Sujete la pieza de trabajo en la posición correcta.
• Erradicar la fatiga del operador
• Soporta los requisitos de producción de alto volumen.
• Te brinda un mayor control sobre las operaciones de soldadura.

Con la ayuda de rotadores de soldadura, se pueden mover piezas cilíndricas de gran tamaño a una velocidad controlada. Por otro lado, los manipuladores de soldadura ayudan a posicionar correctamente el cabezal de soldadura.

Una línea de producción completa se crea combinando rotadores de soldadura, manipuladores de soldadura, estaciones de montaje, soportes hidráulicos y otros equipos, según las especificaciones de producción.

¿Cuántos componentes internos hay en el interior de una torre eólica?

En la torre de una turbina eólica hay muchos componentes internos que permiten su funcionamiento, inspección y mantenimiento. Estos se dividen en dos categorías:

1. Componentes internos de la torre eléctrica
2. Interiores de la torre de infraestructura

1. Componentes internos de la torre eólica eléctrica

Los componentes eléctricos son principalmente luces, cables, bandejas portacables y cajas de conexiones.

● Luces de torre para turbinas eólicas

Es necesario contar con una iluminación adecuada en el interior de la torre, ya que la luz natural es mínima o inexistente. Por lo tanto, se utilizan diferentes sistemas de iluminación según el diseño de la torre y los requisitos del proyecto.

● Cables de torre de turbina eólica

Dentro de la torre se encuentran instalados cables de alimentación y control que se conectan a diversas partes del sistema de la turbina eólica. También se han instalado cables de datos y monitorización para facilitar la comunicación y el control del sistema.

Para mantener todos estos cables organizados y protegidos, existen bandejas portacables que facilitan el mantenimiento futuro.

2. Componentes internos de la infraestructura de una torre de aerogenerador

Los componentes de la infraestructura interna ayudan a los trabajadores a acceder a los equipos dentro de la torre y a realizar su mantenimiento.

● Puerta de la torre de la turbina eólica

La puerta de la torre permite acceder al interior de la misma. Está fabricada en acero y aluminio, según los requisitos del proyecto.

● Escalera de acceso a la torre de la turbina eólica

La escalera de acceso facilita el acceso a la entrada de la torre cuando sea necesario. Los materiales y diseños suelen variar según el proyecto.

● Escalera de torre de turbina eólica

Para desplazarse verticalmente, existen escaleras que facilitan el trabajo de los técnicos durante las inspecciones y el mantenimiento. Estas se instalan en las secciones de la torre durante el proceso de fabricación y pueden ensamblarse con las secciones en el lugar del proyecto.

● Plataforma de la torre de la turbina eólica

Las plataformas ayudan a crear un entorno de trabajo seguro para los técnicos dentro de la torre. Estas se pueden instalar a intervalos durante el proceso de soldadura para facilitar la construcción y el mantenimiento futuro.

¿Cómo se utilizan las bridas de las torres eólicas?

El sistema completo de la torre de la turbina eólica puede ser muy alto, por lo que el transporte de una torre completamente ensamblada resulta complicado. Por ello, la torre se divide en secciones. Estas secciones se equipan con bridas en cada extremo para facilitar su transporte por separado. En el lugar de instalación, se atornillan entre sí.

La brida de una torre eólica es una pieza metálica circular de gran tamaño con varios orificios pequeños dispuestos de forma regular. Constituye la unión entre las secciones de la torre. La alineación de la brida y una soldadura precisa son fundamentales, ya que existe el riesgo de deformación, lo que puede afectar la conexión de las secciones de la torre.

¿Qué debe tener en cuenta al elegir equipos de soldadura para torres eólicas?

A la hora de decidir qué equipos utilizará para su línea de fabricación de torres eólicas, debe tener en cuenta algo más que el precio.

Entre los factores importantes a tener en cuenta se incluyen:

• Peso máximo de la pieza de trabajo
• Diámetro de la torre
• Longitud de la torre
• Espesor del acero
• Producción anual
• Método de soldadura
• Diseño del taller
• Nivel de automatización requerido
• Seguridad del operador
• Apoyo técnico
• Servicio de mantenimiento y posventa

Su proveedor de equipos también debe estar familiarizado con la forma en que cada una de las máquinas se integra en la línea de producción.

¿Cuáles son los elementos técnicos de los materiales de las turbinas eólicas chinas?

Los aceros para turbinas eólicas son aceros de aleación reducida y de alta resistencia para estructuras. La tecnología china de fabricación de acero de aleación reducida de alta resistencia está consolidada. Por lo tanto, el acero Q345 no es el único grado de acero disponible para la construcción de turbinas eólicas.

Además del acero Q345, existen otros tipos de acero de aleación reducida de alta resistencia, ideales para la fabricación de torres de aerogeneradores. Los propietarios de parques eólicos pueden elegir los componentes más rentables para sus aerogeneradores.

La investigación de las propiedades mecánicas de los metales se rige estrictamente por los requisitos de la norma GB china. La muestra de prueba estándar para placas de acero con espesores superiores a 12 mm es de 10 mm, 10 mm y 55 mm; para placas de acero con espesores inferiores a 12 mm, la muestra de prueba estándar es de 10 mm, 7,5 mm y 55 mm.

Cada categoría de investigación tiene tres pruebas de laboratorio y el valor medio se utiliza para determinar los resultados de la prueba.

Si el valor de prueba de alguien cae por debajo de 70% de la norma, el personal de prueba debe tomar otras tres pruebas de la misma barra de acero y tomar el promedio de las seis variables.

¿Cuáles son los grados de acero análogos en las regulaciones de acero extranjeras?

A continuación, se presenta una tabla comparativa de grados de metal relacionados con diversos niveles de acero para propietarios de parques eólicos internacionales que quizás no estén familiarizados con los grados de acero chinos. Esta tabla comparativa le ayudará a elegir el contenido de acero adecuado para la soldadura de su aerogenerador.

¿Por qué elegir SENLISWELD para la fabricación de torres eólicas?

SENLISWELD lleva más de 20 años en la industria de la automatización de soldadura. Ofrecen soluciones para líneas de producción de torres eólicas adaptadas a las necesidades de cada proyecto. La empresa ofrece asesoramiento técnico, diseño, soporte OEM, control de calidad y un año de garantía para sus máquinas de automatización de soldadura para torres eólicas.

También podemos ofrecerle asistencia en función del tamaño de sus torres, su capacidad de producción anual y la distribución de su taller. De esta forma, la línea de producción se puede diseñar según sus necesidades específicas de fabricación, en lugar de utilizar una solución estándar. SENLISWELD ofrece equipos como rotadores de soldadura, manipuladores de soldadura, rotadores de ajuste, máquinas de corte CNC y otra maquinaria para la fabricación de torres eólicas.

Conclusión

Una vez que comprenda el proceso de fabricación de las torres eólicas, podrá apreciar cómo las placas de acero se transforman en secciones sólidas para su instalación. Este proceso incluye corte CNC, fresado de bordes, laminado de placas, soldadura longitudinal, ensamblaje, soldadura circular, pulido, arenado y pintura.

Los rotadores, manipuladores y estaciones de montaje adecuados para soldadura pueden mejorar la eficiencia de la producción, la uniformidad de la soldadura y la seguridad del operario. SENLISWELD ofrece soluciones para la fabricación de torres eólicas y soluciones de automatización de soldadura adaptadas al tamaño de la torre, el volumen de producción anual y el espacio disponible en el taller.

Para quienes necesiten una línea de producción, también pueden colaborar con un equipo técnico profesional para crear equipos adecuados a su proyecto y proceso de producción.