2024风电场在役叶片维修全过程质量控制技术要求

风电场在役叶片维修全过程质量控制技术要求2024CONTENTS目录一、风电场在役叶片维修现状二、在役叶片缺陷定义及分级三、维修全过程质量控制技术要求四、在役叶片维修后验证跟踪一、风电场在役叶片维修现状

叶片是风电机组最关键的部件之一，其可靠的质量是机组长期安全稳定运行的重要保障，风电场机组一般要面对风吹、日晒、雷击、腐蚀等复杂恶劣环境，运行中难免出现缺陷损伤等问题。目前，行业内无明确统一的标准及规范来管控在役风电叶片缺陷维修过程质量，同时由于风电叶片维修行业门槛低、人员专业性不足和质量观念差等，导致风电场在役风电叶片缺陷维修不规范，缺陷问题重复出现并加剧，甚至导致机组倒塌失效情况发生，给机组运行带来巨大安全隐患和重大经济损失。叶片用材料类型“小飞人”检查叶片修型不合格二、在役叶片缺陷定义及分级叶片结构图根据叶片承载结构进行区域划分：ØA类区域/重要区域：根端螺栓连接区域、根端至最大弦长区域、粘接区域、后缘UD区域、主辅梁区域。ØB类区域/次重要区域：除A类区域外最大弦长至叶身50%长度区域（以100m叶片为例B类区域覆盖至50m位置）。ØC类区域/一般重要区域：除A/B类区域以外的其他蒙皮芯材结构区域。

目前行业内还缺少针对在役风电叶片缺陷分级的国家标准和行业统一标准，根据缺陷对叶片结构安全、性能或使用寿命的影响程度，叶片本身的损伤程度，对在役叶片缺陷进行分类。二、在役叶片缺陷定义及分级等级定义处置措施I级指叶片轻微质量缺陷，仅对叶片局部区域产品质量产生较小的影响。该等级缺陷现场可由质量人员确认，按照工艺操作规范更正或相关叶片维修大纲补偿维修即可重新安装或补偿维修II级指对叶片结构安全、性能或使用寿命有较大影响的缺陷。该等级缺陷需由叶片生产厂家组织工艺、质量共同确定处置方法结构维修III级指对叶片结构安全、性能或使用寿命有重大影响的缺陷。该等级缺陷需由叶片生产厂家组织工艺、研发/设计等部门专家评审处置，若可维修，所出具的维修处置方案需通过工艺、研发/设计等部门专家评审；如不可维修，叶片需进行报废处理结构维修或报废前缘腐蚀壳体玻璃钢褶皱发白后缘开裂三、维修全过程质量控制技术要求

在役风电叶片出现缺陷后，会直接导致风电场业主的利益损失（叶片停机维修或倒塔事故）。在对相关缺陷进行维修后，维修后叶片质量需要达到在机组设计寿命期间保证机组安全运行的水平。

在役风电叶片维修质量控制应采用“过程方法”和“P-D-C-A”循环模式，强调维修质量及过程控制的预先策划和设计，在维修工艺的设计和实施过程中采用适用的统计技术，例如，FEMA分析（失效模型及影响分析），关键生产过程的SPC控制（统计过程控制），持续改进维修过程技术要求，保证维修的高质量水平、技术稳定性和一致性。3.1维修全过程质量控制理念三、维修全过程质量控制技术要求3.1维修全过程质量控制理念维修服务要求评审维修工艺设计维修服务过程维修结果跟踪结构校核计算试验验证维修资源人力、设备，环境、材料、技术支持关键质量控制点CTQ不合格处置及处理检试验设备配置、检定、维护维修全过程质量控制流程三、维修全过程质量控制技术要求3.2维修服务全过程控制-结构校核

对于在役风电叶片缺陷维修，在结构校核过程中，应考虑维修对在役运行寿命造成的结构强度衰减（与叶片生产对比），建立维修后叶片有限元模型，并按照IEC61400-5或GL2010、DNVGL-ST-0376等标准进行叶片强度和稳定性分析。结构校核维修后叶片强度维修后叶片稳定性IEC61400-5或GL2010、DNVGL-ST-0376等标准极限强度分析，分为纤维失效分析、纤维间失效分析，需综合考虑用于极限强度分析的材料安全系数、载荷、失效准则等，分析验证叶片的全尺寸有限元计算结果是否满足叶片标准的要求。1）稳定性分析即叶片整体屈曲，需综合考虑用于屈曲分析的材料安全系数、载荷等，分析验证叶片的全尺寸有限元的屈曲因子是否满足叶片的稳定性要求；2）需考虑维修后叶片的质量、频率、质量矩的变化以及对机组造成的影响，避免同一机组三支叶片套内互差不满足设计要求或叶片参数变化过大对机组产生重大风险。三、维修全过程质量控制技术要求3.2维修服务全过程控制-工艺设计维修主要工艺（玻璃钢缺陷）真空灌注手糊袋压手糊在打磨后的维修区域内先铺“干”增强材料，然后铺设真空袋膜，保证维修区域真空系统形成一个负压，利用该负压将树脂通过预铺的管路压入纤维层中，让树脂浸润增强材料并充满整个维修区域。一些特殊区域，如主梁、后缘梁，需要采用真空灌注成型工艺。因为这些区域在整个风电叶片中起到关键作用，所以对其要求比较严格将纤维基材铺放于打磨后的维修区域，然后用滚子或毛刷涂敷玻璃布和树脂将纤维基材铺放于打磨后的维修区域，然后用滚子或毛刷涂敷玻璃布和树脂，最后铺设真空系统，抽出多余树脂和部分树脂中混入的空气三、维修全过程质量控制技术要求3.2维修服务全过程控制-工艺设计相较于手糊袋压和手糊，真空灌注是更接近于恢复叶片原结构的生产工艺，采用该维修工艺后维修区域树脂含量较低，树脂中气泡少，可有效预防维修区域发白、干纱等缺陷的产生。在役叶片的维修一般是在高空吊篮或平台上进行，真空系统建立相对困难。对于叶片不容易保压的区域，如前缘、后缘等，可以采用手糊袋压的方式进行维修。采用真空灌注和手糊袋压方式进行维修时，真空度应参考当地大气压设置，太高可能导致无法实现，太低会导致维修后玻璃钢树脂含量太高而影响玻璃钢结构强度要求。对于在役风电叶片重大缺陷，建议将叶片吊至地面后，采用真空灌注方式进行维修。三、维修全过程质量控制技术要求3.3维修服务全过程控制-试验验证对于存在关键位置重大缺陷和批次性重大缺陷的叶片，建议在叶片校核后，对维修后叶片进行试验验证。维修后叶片一般应按照IEC61400-23标准进行全尺寸试验，此外，也可通过维修区域的部件级试验来验证。静力试验疲劳试验应至少在最大挥舞、最小挥舞、最大摆振、最小摆阵四个方向上进行。试验施加的目标载荷应大于设计载荷，以抵偿叶片全生命周期内温度、湿度、生产（叶片间的差异）和其他环境方面的影响最常用的疲劳试验方法，是在固有频率下通过固定在叶片上偏心质量块的旋转来激发叶片。通过控制偏心质量块的旋转，把叶片的主要部分加载至目标载荷。三、维修全过程质量控制技术要求3.4维修服务全过程实施-维修关键因素维修人员应熟悉叶片的基本结构，经过专业培训并取得上岗证（如GWO培训认证）。了解叶片常用的原材料、成型工艺和质量控制要求在役风电叶片重大缺陷维修前，维修人员应进行技术交底，并严格按照维修方案执行。设备一般包括测量工具、电动工具、手动工具、个人防护用品等，应具备相应功能性和安全性在维修过程中，应按要求对设备进行定期检定和校准，以及进行日常维护和保养，并做好相关记录原材料原材料采购时材料的规格型号要与维修方案保持一致，包括名称、厂家、规格型号、批次号、出厂检验报告和用量等信息，材料合格证和入厂复检报告检验项目要符合标准要求采购验收时要进行原材料外观检查，禁止使用出现损坏或污染情况的材料现场材料存储时尤其注意树脂类化学品材料的防护要求，包括防尘、防雨水、防潮、防阳光直射环境要求应考虑温度、湿度、风速等环境因素对维修质量的影响温度会影响树脂灌注进度：温度过低，树脂流动过慢，维修区域局部可能灌注不透；温度过高，树脂在灌注过程中可能直接固化湿度过大，维修区域表面、玻纤布和树脂中会含有较多水分，影响树脂热固化放热过程，导致树脂固化Tg值（玻璃化转变温度）降低，出现发白问题，影响玻璃钢结构强度风速过大，影响吊篮或平台稳定性，对维修质量的稳定性和人员安全造成较大隐患一般要求，温度15~35℃，湿度＜85%，风速＜8m/s三、维修全过程质量控制技术要求3.5维修服务全过程实施-维修关键质量控制点（CTQ）打磨铺布灌注加热固化修型涂装维修区域打磨，应平顺，不能过渡打磨和欠打磨铺布应按照顺序平顺铺放；错层轴向和弦向满足工艺要求；注意纤维方向；三轴布应注意0°线朝向树脂和固化剂混合比满足工艺要求；混合均匀；流道布置合理，树脂由下侧向上侧流动；灌注过程中，注意开关管顺序，树脂流速稳定使用热风枪或加热毯对维修区域进行加热，使其固化。在加热过程中要按工艺文件要求，严格控制加热温度和时间打磨粗糙面，辊涂腻子及修型，涂针孔腻子，辊涂及修型；湿膜厚度符合要求；油漆固化良好，无漏底、针孔、颗粒等缺陷错层打磨要求拉挤板？三、维修全过程质量控制技术要求3.5维修服务全过程实施-维修关键质量控制点（CTQ）打磨铺布灌注加热固化修型涂装维修区域打磨，应平顺，不能过渡打磨和欠打磨铺布应按照顺序平顺铺放；错层轴向和弦向满足工艺要求；注意纤维方向；三轴布应注意0°线朝向树脂和固化剂混合比满足工艺要求；混合均匀；流道布置合理，树脂由下侧向上侧流动；灌注过程中，注意开关管顺序，树脂流速稳定使用热风枪或加热毯对维修区域进行加热，使其固化。在加热过程中要按工艺文件要求，严格控制加热温度和时间打磨粗糙面，辊涂腻子及修型，涂针孔腻子，辊涂及修型；湿膜厚度符合要求；油漆固化良好，无漏底、针孔、颗粒等缺陷铺层要求打磨掉n层玻纤布，铺放n+1层相应规格玻纤布，第n+1层与第n层的纤维布种类相同，纤维布面积根据不合格区域面积和错层要求制定，由小到大按照错层铺设，最后一层需覆盖整个打磨面三、维修全过程质量控制技术要求3.5维修服务全过程实施-维修关键质量控制点（CTQ）打磨铺布灌注加热固化修型涂装维修区域打磨，应平顺，不能过渡打磨和欠打磨铺布应按照顺序平顺铺放；错层轴向和弦向满足工艺要求；注意纤维方向；三轴布应注意0°线朝向树脂和固化剂混合比满足工艺要求；混合均匀；流道布置合理，树脂由下侧向上侧流动；灌注过程中，注意开关管顺序，树脂流速稳定使用热风枪或加热毯对维修区域进行加热，使其固化。在加热过程中要按工艺文件要求，严格控制加热温度和时间打磨粗糙面，辊涂腻子及修型，涂针孔腻子，辊涂及修型；湿膜厚度符合要求；油漆固化良好，无漏底、针孔、颗粒等缺陷灌注要求1）根据维修工艺要求铺设真空胶条、多孔膜、导流网、脱模布，包覆双层真空膜。2）真空保压合格；3）关闭注胶管，保持真空泵一直处于抽气状态三、维修全过程质量控制技术要求3.5维修服务全过程实施-维修关键质量控制点（CTQ）打磨铺布灌注加热固化修型涂装维修区域打磨，应平顺，不能过渡打磨和欠打磨铺布应按照顺序平顺铺放；错层轴向和弦向满足工艺要求；注意纤维方向；三轴布应注意0°线朝向树脂和固化剂混合比满足工艺要求；混合均匀；流道布置合理，树脂由下侧向上侧流动；灌注过程中，注意开关管顺序，树脂流速稳定使用热风枪或加热毯对维修区域进行加热，使其固化。在加热过程中要按工艺文件要求，严格控制加热温度和时间打磨粗糙面，辊涂腻子及修型，涂针孔腻子，辊涂及修型；湿膜厚度符合要求；油漆固化良好，无漏底、针孔、颗粒等缺陷固化要求1）要求固化过程中温度能实时显示或检测到，如测温枪温度显示仪等设备；2）控制固化起始和过程温度，记录过程温度；3）固化TG或硬度要求：三、维修全过程质量控制技术要求3.5维修服务全过程实施-维修关键质量控制点（CTQ）打磨铺布灌注加热固化修型涂装维修区域打磨，应平顺，不能过渡打磨和欠打磨铺布应按照顺序平顺铺放；错层轴向和弦向满足工艺要求；注意纤维方向；三轴布应注意0°线朝向树脂和固化剂混合比满足工艺要求；混合均匀；流道布置合理，树脂由下侧向上侧流动；灌注过程中，注意开关管顺序，树脂流速稳定使用热风枪或加热毯对维修区域进行加热，使其固化。在加热过程中要按工艺文件要求，严格控制加热温度和时间打磨粗糙面，辊涂腻子及修型，涂针孔腻子，辊涂及修型；湿膜厚度符合要求；油漆固化良好，无漏底、针孔、颗粒等缺陷修型涂装要求1）界面标准：干燥、洁净、无污染、合理的粗糙度（80#砂纸）；2）厚度标准：腻子0.6mm~0.9mm，油漆0.125mm～0.15mm；3）气泡标