Fabrication de tours éoliennes : le guide ultime des questions fréquentes

La fabrication des éoliennes comprend divers procédés de production et de soudage. Tout commence par la production de tôles d'acier par l'industrie sidérurgique. Ces tôles sont ensuite transformées en sections de tour robustes et expédiées aux fabricants d'éoliennes.

Voyons comment sont fabriquées les sections de tour éolienne, le type de machines utilisées pour leur fabrication et comment l'automatisation du soudage peut améliorer les processus de production.

Qu'est-ce qu'une tour d'éolienne ?

La tour d'une éolienne est la structure porteuse principale d'un système éolien. C'est une structure haute et élancée qui supporte les machines situées à son sommet. Les tours d'éoliennes sont composées de plusieurs sections qui, une fois assemblées, permettent d'atteindre la hauteur nécessaire au bon fonctionnement de la turbine.

Les mâts d'éoliennes ne sont pas de simples sections d'acier longues et fines. Leur conception doit être rigoureuse afin de leur conférer une résistance, une rigidité et une stabilité suffisantes. Ceci leur permet de résister au flambage sous l'effet des variations de charge et de vibration du vent.

Les deux principaux types de tours utilisées pour les éoliennes sont les tours coniques et cylindriques. Ces tours en acier sont fabriquées à partir de plaques d'acier robustes, conçues en fonction de la hauteur, du diamètre, de l'épaisseur des parois et des spécifications du projet.

Aujourd'hui, la fabrication des éoliennes comprend des étapes de découpe précise, de roulage de tôles, de soudage, d'assemblage, de préparation de surface et de peinture. Grâce à des équipements d'automatisation du soudage, ces étapes peuvent être contrôlées avec précision afin d'améliorer la qualité globale du produit final.

Quelle est la structure d’une tour d’éolienne ?

Du fait de leur grande hauteur, les éoliennes sont construites en plusieurs sections lors de leur fabrication. Ces sections sont acheminées sur le site du projet et assemblées sur place pour former la tour. Chaque section est munie de brides à ses deux extrémités, ce qui permet de les fixer aux sections adjacentes par boulonnage.

Les joints longitudinaux des sections de la tour sont soudés lors de la fabrication. Les différentes sections sont également assemblées par soudage circulaire pendant le processus de production. Après soudage, chaque section de tour est protégée contre la corrosion par des traitements de surface avant son transport.

Les sections de la tour d'une éolienne peuvent abriter divers systèmes et composants permettant au personnel de maintenance d'accéder à l'éolienne et d'y intervenir. Ces systèmes et composants peuvent inclure des échelles, des plateformes, des portes, des câbles d'alimentation et des commandes, des chemins de câbles, ainsi que d'autres systèmes électriques et mécaniques.

Combien existe-t-il de types de tours d'éoliennes ?

Les mâts d'éoliennes peuvent être classés selon les matériaux et les méthodes utilisés pour leur construction. Les principales catégories sont les mâts en acier, en béton et hybrides.

1. Tour d'éolienne en acier

Les pylônes en acier sont très répandus, car ils sont faciles à transporter et à installer. Ils peuvent être sectionnés pour le transport et assemblés sur site. L'assemblage des pylônes en acier peut être réalisé à l'aide d'équipements automatisés. Ces pylônes peuvent être conçus et fabriqués pour s'adapter à une grande variété d'usages et d'environnements de construction.

2. Tour d'éolienne en béton

Les tours en béton permettent d'obtenir des parois plus épaisses. Elles sont principalement utilisées pour les projets terrestres. Comparées aux tours en acier, les tours en béton nécessitent un temps de construction plus long et peuvent également faire appel à des méthodes de construction plus complexes.

3. Tour d'éolienne hybride en béton et acier

L'utilisation d'une combinaison de sections en acier et en béton au sein d'une même tour permet d'atteindre des hauteurs plus importantes. Ce type de tour peut être utilisé pour les éoliennes terrestres de grande hauteur nécessitant des matériaux de construction différents. Parmi les autres facteurs à prendre en compte pour choisir le type de tour approprié figurent les exigences du projet, l'emplacement, la hauteur de la tour, les moyens de transport et les méthodes de construction.

Qu'est-ce qu'une chaîne de production pour la fabrication d'éoliennes ?

Une chaîne de production de tours éoliennes assemble ces tours à l'aide d'une série de machines qui transforment des plaques d'acier en sections finies.

Ces processus comprennent :

• Découpe CNC
• travail des bords et biseautage
• Rouler des plaques
• Soudage (assemblage et longitudinal)
• Soudage circulaire
• Polissage et meulage
• sablage
• Peinture

Selon SENLISWELD, le soudage est l'étape principale de la production d'éoliennes. Il consiste à assembler plusieurs sections cylindriques qui constituent le corps principal de la tour. Le type d'équipement nécessaire et l'agencement de la ligne de production dépendent de la taille des tours produites et du volume de production.

● Machine de découpe CNC

Tout d'abord, de grandes plaques d'acier sont découpées aux dimensions requises. La découpe au plasma ou à la flamme, réalisée par une machine à commande numérique (CNC), permet d'optimiser la précision et la rapidité. Ces machines garantissent des dimensions uniformes aux plaques avant leur passage à l'étape de production suivante. Notre entreprise utilise des machines de découpe CNC au plasma et à la flamme pour mener à bien cette première étape de la fabrication de nos tours robustes.

● Fraiseuse de chants

Après la découpe des plaques d'acier, leurs bords peuvent nécessiter un chanfreinage en vue du soudage. Une fraiseuse ou une chanfreineuse de bords permet d'obtenir le chanfrein souhaité et de préparer la plaque au soudage. Une fois correctement préparée, une soudure de qualité peut être réalisée. Le fraisage des bords est essentiel à la réussite du soudage et améliore la qualité de la soudure.

● Machine à rouler les plaques

Après le fraisage des bords, le laminage permet de donner à la tôle d'acier la forme d'un cylindre ou d'un cône. Avant le soudage de la jointure longitudinale, la rouleuse contribue à façonner la tôle d'acier selon la section de tour souhaitée. Le degré d'automatisation du processus de laminage dépend principalement des exigences de production.

● Soudage de tubes simples

Après le laminage, la soudure longitudinale de la section cylindrique est nécessaire pour fermer le récipient. Le système SENLISWELD permet de positionner la tête de soudage par rapport à la pièce à l'aide d'un manipulateur et d'un rotateur de soudage. Pour le soudage longitudinal, le système SENLISWELD peut utiliser des procédés de soudage SAW monofil ou tandem, et même GMAW/STT pour le soudage de fond.

● Soudage d'assemblage

Une fois chaque boîte terminée, plusieurs boîtes sont alignées et fixées avant d'être soudées pour former un ensemble plus grand. Le poste de soudage d'assemblage assure l'alignement en reliant deux sections cylindriques. Le soudage d'assemblage de deux pièces peut être réalisé à l'aide d'un système hydraulique. rotateurs de soudage d'assemblage et des manipulateurs de soudage à colonne et à flèche.

● Soudage de plusieurs tuyaux

Les sections de tour les plus longues sont fabriquées à partir de plusieurs sections plus courtes. Chaque section est alignée et positionnée, puis ses joints circulaires sont soudés. Les joints circulaires intérieurs et extérieurs sont soudés simultanément. Une station de soudage multitubes SENLISWELD permet de souder les joints circulaires des sections de tuyauterie à l'aide de rotateurs et de manipulateurs de soudage.

● Polissage et meulage

Après soudage, les bavures et autres imperfections peuvent être éliminées par meulage ou polissage. Le meulage du cordon de soudure permet d'éliminer les irrégularités et de passer à l'étape suivante. Avant le traitement de surface final, la finition polie ou meulée améliore l'aspect de la surface et assure une répartition plus homogène lors du sablage et de la peinture.

● sablage

Le sablage élimine les irrégularités et les contaminants de la surface de l'acier. Il prépare la surface à la peinture, assurant ainsi une bonne adhérence du revêtement. Le procédé de sablage SENLISWELD utilise des rouleaux rotatifs pour soutenir et faciliter le mouvement de la pièce. Ceci réduit les risques d'endommagement lors de la préparation de la surface.

● Peinture

La peinture de l'acier forme une barrière protectrice contre la corrosion de la surface de la tour. La couleur et le système de revêtement varient selon les exigences du projet. Lors de l'application de la peinture, SENLISWELD utilise des brides temporaires ou factices aux deux extrémités du tuyau afin de préserver la qualité et l'intégrité du revêtement.

Quelles sont les exigences de fabrication d'une tour éolienne ?

Les éléments constitutifs des éoliennes sont volumineux, lourds et difficiles à manipuler. Par conséquent, leur fabrication ne peut être automatisée qu'à l'aide de machines robustes.

Plusieurs facteurs influenceront la conception de votre ligne de production, notamment :

• L'épaisseur des plaques d'acier
• La longueur et le diamètre des tours
• Objectifs de production annuels
• L'espace disponible dans votre atelier
• Le niveau d'automatisation requis
• Les préoccupations liées au transport des tours achevées

Les dimensions et le poids exacts de vos sections de tour influenceront la conception de votre ligne de production. SENLISWELD possède l'expertise technique nécessaire. Son service de conseil vous accompagnera dans la conception et la fabrication des équipements pour votre projet. Vos employés devront être formés à l'utilisation en toute sécurité des machines automatisées et au contrôle qualité pendant le processus de soudage.

Quelle place occupe l'automatisation du soudage dans la fabrication des éoliennes ?

Manipulateur de soudage + rotateur conventionnel

Le soudage est une étape essentielle de la fabrication des éoliennes. La manutention et le positionnement manuels des éléments volumineux et lourds d'une éolienne compliquent considérablement son assemblage. Lors du soudage, l'utilisation d'un rotateur facilite la rotation des pièces cylindriques de grande taille. Ceci s'avère particulièrement utile lorsque l'accès au joint est difficile. De plus, l'utilisation d'un manipulateur de soudage permet de positionner la tête de soudage avec précision.

Le soudage des sections de grand diamètre est réalisé par un manipulateur de soudage, qui permet d'effectuer des soudures longitudinales ou circonférentielles. Le soudage des pylônes lourds peut être réalisé par un procédé appelé soudage à l'arc submergé (SAW). Pour les sections de grand diamètre, un système de soudage à fil unique peut être utilisé, tandis que pour les sections de petit diamètre, un système de soudage en tandem peut être utilisé.

L'automatisation des soudures longues et circulaires contribue à améliorer le contrôle du processus de soudage et à réduire la fatigue des opérateurs. Pour les grandes éoliennes et les profilés d'acier épais, il s'agit d'un avantage majeur.

Quels équipements sont utilisés dans la fabrication des éoliennes ?

De nombreux équipements permettent de rationaliser la chaîne de production des éoliennes.

1. Machine de découpe CNC

Avant le formage, les machines de découpe plasma ou à flamme CNC peuvent découper avec précision les plaques d'acier aux dimensions voulues.

2. Fraiseuse de chants

Les fraiseuses de bord permettent de réaliser des chanfreins sur les bords des plaques d'acier afin d'améliorer la préparation au soudage.

3. Machine à rouler les plaques

Les laminoirs transforment les plaques d'acier en différentes sections cylindriques et coniques.

4. rotateur de soudage

Un rotateur de soudage maintient et fait pivoter un élément de tour pour le soudage. Selon la pièce à usiner, vous pouvez opter pour des rotateurs conventionnels, des rotateurs auto-aligneurs, des rotateurs hydrauliques d'assemblage, voire d'autres solutions de rotation sur mesure.

5. Manipulateur de soudage

Un manipulateur de soudage est un système qui maintient la tête de soudage dans la position souhaitée. Il peut être utilisé pour le soudage longitudinal et circulaire.

6. Poste de soudage d'assemblage

Un poste de soudage d'assemblage permet d'aligner deux sections de tour ou plus avant leur soudage. Des rotateurs de soudage d'assemblage hydrauliques peuvent être utilisés pour ajuster et aligner de grandes sections cylindriques lors du processus d'assemblage.

7. Support hydraulique auxiliaire

Les sections de tour de grand diamètre peuvent nécessiter des supports hydrauliques supplémentaires. Un support hydraulique auxiliaire contribue à assurer la stabilité, notamment lors de la manipulation de pièces volumineuses et lourdes.

8. Équipement de sablage et de peinture

Pour le traitement de surface, la peinture et le sablage, il faut préparer la surface à l'aide de rouleaux de rotation et d'autres équipements de support.

Quelles sont les principales étapes du soudage des éoliennes ?

La fabrication des sections de tours éoliennes comprend les processus suivants :

● Soudage longitudinal

Dans ce procédé, des tôles d'acier laminées sont soudées sur toute leur longueur pour obtenir des sections cylindriques ou coniques. Pour réaliser une section de tour étanche, on peut utiliser le soudage GMAW/STT pour le support. Cette étape peut être suivie d'un soudage SAW monofil ou tandem, selon la ligne de production.

● Soudage d'assemblage

Ce procédé consiste à aligner les sections coniques ou cylindriques individuelles avant de souder les sections adjacentes pour augmenter la hauteur de la tour.

● Soudage circulaire

Les sections de tour alignées sont soudées sur leur circonférence pour construire la tour. Si la longueur des sections à souder est trop importante pour être manipulée manuellement, la section de tour est soutenue par un manipulateur de soudage à colonne et flèche et mise en rotation à l'aide d'un rotateur de soudage.

● Traitement de surface final

Une fois le soudage des sections de la tour terminé, les zones soudées sont polies et meulées. Les tours sont ensuite déplacées vers l'atelier de peinture pour le sablage et la peinture.

Comment l'automatisation du soudage peut-elle améliorer la production des éoliennes ?

En automatisant le processus de soudage, vous pouvez facilement manipuler des sections de tour grandes et lourdes.

Voici comment un système automatisé approprié peut vous être utile :

• Améliorer la régularité du soudage
• Réduire au minimum le besoin de manutention manuelle.
• Améliorer l'efficacité de la production.
• Maintenez la pièce à usiner dans la position adéquate.
• Éliminer la fatigue des opérateurs
• Résister aux exigences de production à grand volume.
• Vous permettre de mieux contrôler les opérations de soudage.

Les rotateurs de soudage permettent de maintenir une vitesse contrôlée pour le déplacement de grandes pièces cylindriques. Par ailleurs, les manipulateurs de soudage facilitent le positionnement précis de la tête de soudage.

Une ligne de production complète est constituée de rotateurs de soudage, de manipulateurs de soudage, de stations d'assemblage, de supports hydrauliques et d'autres équipements en fonction de vos spécifications de production.

Combien d'éléments internes sont présents à l'intérieur d'une tour éolienne ?

Une tour d'éolienne comporte de nombreux composants internes qui assurent son fonctionnement, son inspection et sa maintenance. Ceux-ci se divisent en deux catégories :

1. intérieur de tour électrique
2. Infrastructure interne de la tour

1. Éléments internes électriques de la tour éolienne

Les composants électriques sont principalement des luminaires, des câbles, des chemins de câbles et des boîtes de jonction.

● Lumières de la tour d'une éolienne

L'éclairage intérieur de la tour est indispensable, car la lumière naturelle y est quasi inexistante. C'est pourquoi différents systèmes d'éclairage sont utilisés en fonction de la conception de la tour et des exigences du projet.

● Câbles de tour d'éolienne

Des câbles d'alimentation et de commande sont installés à l'intérieur de la tour et relient les différents éléments du système d'éolienne. Des câbles de données et de surveillance sont également installés pour faciliter la communication et le suivi du système.

Pour maintenir tous ces câbles organisés et protégés, des chemins de câbles facilitent la maintenance ultérieure.

2. Infrastructure interne d'une tour d'éolienne

Les éléments d'infrastructure internes aident les travailleurs à accéder aux équipements à l'intérieur de la tour et à les entretenir.

● Porte de tour d'éolienne

La porte de la tour permet d'accéder à l'intérieur. Elle est fabriquée en acier et en aluminium, selon les exigences du projet.

● Escalier d'entrée de la tour d'éolienne

L'escalier d'entrée facilite l'accès à l'entrée de la tour, le cas échéant. Les matériaux et les conceptions varient souvent selon le projet.

● Échelle de tour d'éolienne

Pour les déplacements verticaux, des échelles facilitent l'accès des techniciens lors des inspections et de la maintenance. Installées sur les sections de la tour pendant la fabrication, elles peuvent ensuite être assemblées sur le site du projet.

● Plateforme de tour d'éolienne

Les plateformes contribuent à créer un environnement de travail sécurisé pour les techniciens à l'intérieur de la tour. Elles peuvent être installées à intervalles réguliers pendant les opérations de soudage afin de faciliter la construction et la maintenance ultérieure.

À quoi servent les brides des éoliennes ?

L'ensemble du système de mât d'une éolienne peut être très haut, rendant ainsi le transport d'une tour entièrement assemblée complexe. C'est pourquoi la tour est divisée en sections. Celles-ci sont munies de brides à chaque extrémité afin de faciliter leur transport séparé. Elles sont ensuite boulonnées ensemble sur le site d'installation.

La bride d'une tour éolienne est une grande pièce métallique circulaire percée de nombreux petits trous disposés de façon régulière. Elle assure la liaison entre les sections de la tour. L'alignement de la bride et le soudage contrôlé sont essentiels car toute déformation de celle-ci peut compromettre l'assemblage des sections de la tour.

Quels sont les critères à prendre en compte lors du choix d'un équipement de soudage pour éoliennes ?

Au moment de choisir l'équipement que vous utiliserez pour votre ligne de fabrication d'éoliennes, vous devez prendre en compte plus que le prix.

Les facteurs importants à prendre en compte sont les suivants :

• Poids maximal de la pièce
• Diamètre de la tour
• Longueur de la tour
• Épaisseur de l'acier
• production annuelle
• méthode de soudage
• Aménagement de l'atelier
• Niveau d'automatisation requis
• Sécurité de l'opérateur
• assistance technique
• Maintenance et service après-vente

Votre fournisseur d'équipement doit également connaître la manière dont chaque machine est intégrée à la chaîne de production.

Quels sont les éléments techniques des matériaux des éoliennes chinoises ?

Les aciers pour éoliennes sont des aciers à alliage réduit et à haute résistance pour la construction d'éoliennes. La technologie chinoise de fabrication de ces aciers à alliage réduit et à haute résistance est bien établie. Par conséquent, l'acier Q345 n'est pas la seule nuance d'acier disponible pour la construction d'éoliennes.

Outre l'acier Q345, il existe d'autres types d'aciers ultra-résistants à alliage réduit, idéaux pour la fabrication de mâts d'éoliennes. Les propriétaires de parcs éoliens peuvent ainsi choisir les composants d'éoliennes les plus économiques.

La recherche sur les propriétés mécaniques des métaux est strictement encadrée par les exigences du GB chinois. Les dimensions standard des échantillons d'essai pour les tôles d'acier d'une épaisseur supérieure à 12 mm sont de 10 mm, 10 mm et 55 mm ; pour les tôles d'acier d'une épaisseur inférieure à 12 mm, les dimensions standard sont de 10 mm, 7,5 mm et 55 mm.

Chaque catégorie de recherche comporte trois tests de laboratoire et la valeur moyenne est utilisée pour déterminer les résultats des tests.

Si la valeur de test de quelqu'un descend en dessous de 70% de la norme, le personnel de test doit effectuer trois autres tests à partir de la même barre d'acier et prendre la moyenne des six variables.

Quelles sont les nuances d’acier analogues dans les réglementations sur l’acier étranger ?

Vous trouverez ci-dessous un tableau comparatif des nuances de métaux, avec différentes teneurs en acier, destiné aux propriétaires de parcs éoliens internationaux qui ne connaissent peut-être pas les nuances d'acier chinoises. Ce tableau vous aidera à choisir la teneur en acier adaptée au soudage de vos éoliennes.

Pourquoi choisir SENLISWELD pour la fabrication de tours éoliennes ?

SENLISWELD est présent dans le secteur de la fabrication de systèmes d'automatisation du soudage depuis plus de 20 ans. L'entreprise propose des solutions de lignes de production pour éoliennes adaptées aux exigences de votre projet. Elle offre des conseils techniques, la conception et l'assistance OEM, le contrôle qualité et une garantie d'un an pour ses machines d'automatisation du soudage destinées aux éoliennes.

Un accompagnement personnalisé est également possible en fonction des dimensions de vos tours, de votre capacité de production annuelle et de l'agencement de votre atelier. Ainsi, la ligne de production est conçue sur mesure pour répondre à vos besoins spécifiques, plutôt que d'opter pour une solution standardisée. SENLISWELD propose des équipements tels que des rotateurs de soudage, des manipulateurs de soudage, des rotateurs d'assemblage, des machines de découpe CNC et d'autres machines pour la fabrication de tours éoliennes.

Conclusion

Une fois que vous aurez compris le processus de fabrication des éoliennes, vous pourrez apprécier comment les plaques d'acier sont transformées en sections de tour robustes prêtes à être installées. Ce processus comprend la découpe CNC, le fraisage des bords, le roulage des plaques, le soudage longitudinal, l'assemblage, le soudage circulaire, le polissage, le sablage et la peinture.

Des rotateurs de soudage, des manipulateurs de soudage et des stations d'assemblage adaptés contribuent à améliorer l'efficacité de la production, la régularité du soudage et la sécurité des opérateurs. SENLISWELD propose des solutions de fabrication de tours éoliennes et d'automatisation du soudage en fonction de la taille de la tour, du volume de production annuel et de l'espace disponible en atelier.

Ceux qui ont besoin d'une ligne de production peuvent également collaborer avec une équipe technique professionnelle pour créer un équipement adapté à leur projet et à leur processus de production.