风机叶片检验主要项目概述

1、风机叶片检验主要项目概述来源：华夏风力发电信息网 时间：2007-6-18 10:24:05风机叶片检验和分析项目主要有以下几种：静态检验疲劳检验室外检验模型分析强度（硬度）检验红外成像分析声学分析超声检查叶片表面质量控制质量分布测量自然频率和阻尼的测定一、静态检验静态检验用来测定叶片的结构特性，包括硬度数据和应力分布。静态检验可以使用多点负载方法或单点负载方法，并且负载可以在水平方向 进行也可以在垂直方向进行。图1：室外多点垂直方向静态检验图2：高达10个负载点的叶片静态检验二、疲劳检验叶片的疲劳检验用来测定叶片的疲劳特性。实际大小的叶片疲劳检验通常是 认证程序的基本部分。BLAEST叶片检

2、验中心提供的叶片疲劳检验包括单独的翼 面向和翼弦向检验疲劳检验时间要长达几个月，检验过程中，要定期的监督、检 查以及检验设备的校准。检验工作人员通过网络摄象机和数据采集系统的在线网 络端口进行检验过程的监督。图3：大篷中的风机叶片疲劳检验图4：翼面向疲劳检验三、室外检验室外检验是一种选择性的检验方式。室外检验可以降低费用，但同时也增加 难度。必须对检验和测量设备加以保护，以免受环境的破坏，并且还要考虑检验 的机密性和噪音的影响。温度变化和风况也影响检验的结果，因此有必要在测量、 分析时把这些因素考虑进去，然后得出结果。四、超声波检查最佳叶片生产需要渊博的设计、原材料知识以及生产技术。随之带来的

3、问题 是随着叶片的增大，生产成本也在提高，技术要求也在提高，因此生产风机叶片 的风险也在提高，因此需要一种快速、高效并且非破坏性的检查方法。图6：新型移动扫描仪自动超声波检查非常适合风机叶片检验。利用自动超声波检验方可以有效的 检测层的厚度变化，显示隐藏的产品故障，例如：分层、内含物、气孔（干燥地 区）、缺少黏合剂、翼梁与外壳之间以及外壳的前缘与后缘之间黏结不牢。超声波检验可以直接用来最优化叶片设计和产品参数，从而大幅降低叶片故 障的风险。五、叶片表面质量控制良好的叶片表面和涂层是确保叶片使用寿命的第一步，如果对叶片表面进彳亍 涂层，清洁是非常重要的。通过测量叶片表面张力来确定叶片表面是否清洁

4、。完 成叶片表面涂层后，可以通过测量颜色、光泽、表面粗糙度以及粘着力来判断叶 片表面质量。叶片的耐久性包括叶片抵御风化的能力，通过周期性的喷洒盐水加速自然风 化的方法检验叶片的抗腐蚀的能力。叶片的耐久性还包括抵御酷暑天气的能力。 耐磨损以及化学稳定性如果需要也可以进行检验。所有的耐久性检验一般都是检 验样品，而不是检验已经生产好的叶片。六、红外成象分析和声学分析非破坏性检验可以是叶片疲劳检验的红外成像分析检验或者是叶片疲劳和 静态检验的应力波分析检验。红外成像分析叶片的红外成像分析检验可以提示设计人员叶片结构的危险区，这种危险区 的小的缺陷可以导致最终的故障。图7:叶片检验的初期阶段的红外成象

5、分析。叶片中间发光的部分为主梁图8:加速检验的结束时看到的红外图谱。由于超强的疲劳负载引起了主梁遭到破坏，后缘处的红外线的增加是由负载 的再分布引起的。七、声学检查声学分析或应力波分析使锁定小的裂痕和结构上的小缺陷成为可能。在疲劳 检验和静态检验时使用声学检测系统使叶片在遭到破坏的程度大到足以毁坏叶 片之前停止检验成为可能。声学检测系统是按照预定义模式放置在叶片上的一套压电传感器系统.传感 器与数据采集系统相连接，这样可以采集传感器的信号。利用声学检测系统的原 理示意图如下:图9：利用声学检测系统的原理示意图八、硬度检验硬度检验用来测定叶片不同横截面处的硬度分布，硬度检验可以在翼面向和 翼弦向

6、进行。而且还可以进行扭力硬度检验风电机组叶片静态检验方法概述图1:多负载点，翼面向的叶片静态检验静态检验的目的是测定叶片的结构特性，其中包括硬度数据和张力分布. 丹麦Spark r叶片检验中心负责的DANAK委任的静态检验包括以下标准部分：测定物理特性、翼面向检验、翼弦向检验与叶片目视检验。收到叶片后，一个典型的叶片检验包括：叶片长度、质量、自重力矩和重力 中心的测定。160个变形测量器被放置在叶片的外壳和内部结构上，与生产商的 检验计划一致。叶片被固定到检验设备上，并且一个根部弯曲力矩被安装到叶片 上。在叶片静态检验中，共有7个负载夹子固定到叶片上。在所有位点同时加上 负载。静态检验的最大叶

7、根弯曲容量是20.000 kNm。检验中的弯曲力矩分布状 态与叶片设计人员计算的设计力矩分布状态相比较。与剪切力相比，多点负载程 序比单点负载程序更现实。负载由远程控制电动提升机或液压系统产生，用力量 传感器测量负载强度。距离传感器沿着叶片测量不同位点的偏差，尤其是负载传入点的偏差。变形 测量器扫描仪对变形测量器信号进行加工。所有测量值被储存进数据采集系统。 翼弦向与翼面向检验通常分两个方向进行，分别为上风向与下风向。从检验获得的最基本数据是在叶片表面测量的张力值。非线性图表往往暗示 叶片外壳的结构弯曲正在形成，虽然这种现象在早期阶段很难发现。坡形张力图 查证叶片结构设计的最基本的信息。张力分

8、布的纵向图揭示了可能可以降低叶片 疲劳寿命的高应力梯度变化曲线。图2张力与局部弯曲力矩的函数关系图SOM 4血 SOW-哄-3OHStabc Tust - 22 m B.adcLcngttTwsc hrain Drah-ib 河 i5S 卜htn嵯2.!1 S ?.E- ：D 12.S 10 IT.* 如 ZZ, 土 25由tones *oe Raw： Farpe 问图3最大负载时的张力分布风力发电机叶片的测试与认证目前德国、丹麦与印度等风电发展快速的国家，规定风力发电机组须通过具 有公众影响力的第三者认证才或准安装。在荷兰、美国、加拿大及大部分的国家 中，投资银行也要求风力发电机组通过同类的

9、认证才可以借贷。风机叶片是关键 元件，整机认证前应完成叶片的认证，叶片应具有20年的寿命。在预期时间段 内，须承受极端负荷、50年急风及疲劳强度。下面将简单介绍相关的分析、文 件流程、及IEC、GL、NVN等叶片认证标准。风电产业风险大，需要规范与仲裁，首先须制定相关标准作为制造风力发电 机组的依据；通常“国际认证”交由非官方色彩的第三者认证公司来执行审查、 监督、发证及查验的工作，“国家认证”则由指定的官方机构或代理人处理，“厂 商认证”属于系统厂商私下对其承包厂商所能提供之元件的性能确认。除厂商认 证系自行测试外，测试工作通常交由公信力的测试单位执行，各自独立，藉由完 整的认证流程及方式来

10、连到全面的监督与管束。风力发电机组的认证工作开始于30年前的丹麦、德国与荷兰，1980年国际 上就有相关基本标准，德国第三者认证单位GL于1986年提出正式标准；IEC基 于以上于1988年开始制定的国际标准，同年荷兰公布标准NEN6096，1992年丹 麦公布标准DS472，1993年GL再提出法规供申请者依据。1995年，IEC公布风 力发电机组认证程序，2001年出版第一版IEC WT01。国际上风力发电机组的认证主要以IEC为相关标准；毕竟IEC之规定属于原 则性，执行上不明之处很多，各认证单位应制定细则预与补充，以便于申请者依 据。国际认证主要的法规与标准：IEC WT01 “IEC

11、 System for conformity testing and certification ofwind turbinesrules and procedures”Regulations for the certification of wind energy conversion system of Germanischer Lloyd.Guidelines for design of wind turbines, DNV and Riso.在丹麦风力发电机必须满足下列条文规定：“ Technical Criteria for the Danish Approval Scheme for wind turbines ”以下条款描述安全性系统中负荷分析中的要求：Recommendations for design documentation and the testing of wind turbine blades are given in document.Further the “Recommenda