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玻璃纤维结构风电叶片是风电机组关键部件之一,检测技术的原理是什么?

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-11-08  浏览次数:6386
核心提示:风电叶片在生产过程中产生的缺陷可能会在后续风力系统正常运作过程中发生变化,从而造成质量问题,其中最为常见的缺陷就是叶......
风电叶片在生产过程中产生的缺陷可能会在后续风力系统正常运作过程中发生变化,从而造成质量问题,其中最为常见的缺陷就是叶片上的微小裂纹(通常产生在叶片的边缘、顶部或者尖端处)。而造成裂纹的原因主要来源于生产过程中的缺陷,如脱层等,通常发生在树脂填充不完善区域。

风电叶片检测技术的原理:

风电叶片主要由玻璃纤维复合材料或碳纤维复合材料制成,外面涂有漆层,其中一些纤维复合蒙皮间还附以泡沫、木板等结构,我们主要关心的是玻纤和碳纤复合材料部分,而不考虑泡沫和木板结构区域。

内外观检验方法。风电叶片制造质量缺陷中80%以上为风电叶片内、外观质量缺陷。行业标准中笼统规定每片叶片应用敲击检验或无损检验方法进行,合格判据未定。

目前,国内叶片厂中的时代新材、中复连众等少数厂家将超声波实际应用于叶片内外观检测中,如叶片内部粘接缺陷检测,大部分厂家完全靠敲击法进行人工检查。一些研究机构还对红外热成像、X射线、激光全息等检测方法进行了研究,然而这类新型检测方法存在检测成本高昂和缺陷检出率受限等问题。

玻璃纤维结构风电叶片

在风电叶片的玻纤外壳之间会加入“T”型或“L”型支撑结构。叶片制造企业通常最关心的是玻纤外壳内部是否有分层缺陷,以及外壳与支撑结构之间的粘接是否完好。因而在这两个区域可能出现的缺陷包括:分层、干丝、缺胶以及粘接宽带不够等问题。

玻纤结构的工件由于其内部含有大量的玻璃纤维成分,使其声衰减非常严重,甚至其声衰减效应大于不锈钢材质,因而在检测中通常使用低频探头,以提高声音的穿透性。而且由于下层粘接了支撑结构,而玻纤外壳和支撑结构之间胶层的声衰减比单纯的玻纤结构工件还有更加严重,这样就进一步加剧了检测的难度。

我们使用专用的低频相控阵探头和耦合装置对这些类型的缺陷检测,通常可以得到比较理想的结果。该相控阵探头具有大晶片间距的特点,以得到更好的穿透能力;使用局部水浸探头,以提高近表面分辨率;同时使用的是树脂外壳,以减轻探头自重。

检测原理与常规超声原理类似,通过观察分层缺陷或脱粘缺陷的反射回波得到相应的缺陷深度和宽度信息,而通过探头携带的编码器记录缺陷的长度信息,这样即得到缺陷的数据信息,并进行了A扫描全波形存储。

在进行仪器参数设置时,需要使用手动TCG功能,这样可以在保证不提高近表面信号增益的前提下,提高近底面回波信号的高度,从而达到在不提高近表面噪音的前提下,提高近底面的灵敏度。

风电叶片是风电机组关键部件之一。随着风力发电机单台功率的不断提高,海上风电及低风速大叶型风电机组产品的应用,叶片尺寸规格也越来越大,对质量可靠性要求也越来越高。
 
 
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