第二届(2024)可再生能源投融资与价值提升创新论坛：超长叶片如何通过测试认证及全过程质量检验实现风险防控并获得保险保障

大型叶片可靠性技术保证-全过程质量认证北京鉴衡认证中心范海光CONTENTS03高可靠性型式认证叶片失效问题概述随着我国风电装机量的增长，风电事故数量逐年增加。据不完全统计（CGC独立分析的500+起事故及失效案例中），风电失效案例中部件失效占比达到70%，部件失效中叶片失效占比近50%。叶片失效问题概述多发生在制造阶段•80%工序，人员操作不规范或疏忽•部分新建基地质量保证能力较弱，产品迭代较快设计问题逐渐突出•大型化，设计逐渐进入无人区•新风险（面外变形等），未充分认知和验证结论：需要建立涵盖叶片设计、结论：需要建立涵盖叶片设计、生产制造、运输等全•大型化叶片方案未经仿真和验证•未按照方案执行，如吊装未使用护板、运输车辆不匹配全过程质量认证--提高每一支叶片的可靠性风电叶片全过程质量认证：以型式认证和工厂认证为基础，对批次叶片进行检验后，对每一支叶片均满足高可靠性要求而出具书面保证的程序，包括高可靠性型式认证、工厂认证、批次检验。叶片设计：高可靠设计与测试验证型式认证型式认证叶片运输：运输方案、要求及注意事项叶片运输：运输方案、要求及注意事项叶片吊装：吊装方案仿真及注意事项风电叶片全过程质量认证风电叶片全过程质量认证工厂认证制造能力：稳定和先进质量保证能力批次检验制造过程：每一支满足设计和工艺要求批次检验每一支叶片，系统性全过程评估与检验：生产与设计一致；高可靠性的设计要求；先进的质量保证能力每一支叶片：证书及认证标志型式认证--精细化设计校核更可靠型式认证：确保叶片定型设计（包括结构设计、原材料选用、测试等）满足相关标准要求；采用精细化设计新技术和充分测试验证，促使叶片设计更可靠。精细化设计新技术、新要求常规方法建模-精细化后缘实体粘接等区域采用六面形（结构单元，更精确）常规四面体（三角形单元，非结构单加载-更充分常规四方向载荷（90°)计算分析-新方法非线性稳定性分析，考虑叶片的大变形；依据结构变形更新结构刚度线性屈曲是以小位移小应变的线弹性理论为基础型式认证--充分测试更可靠叶片越来越柔，变形和受载复杂叶根区域（0-30%）、过渡区域、危险截面特殊结构（如：腹板、主梁起点；芯材过渡段、腹板拼接位置或其他设计中特殊的位置）；纤维间失效的危险区域叶尖区域测试polar（至少12方向），更精确的覆盖所有的设计载荷扭转测试：验证叶片的扭转特性设计参数（质量中心、质量惯量等）是否准确。弯扭测试：通过静力偏心加载来产生弯扭耦合变形，测量弯曲变形和扭转角度，以修正仿真模型中的叶片弯扭参数。型式认证--更高精度的测试影响测试精度和安全的因素：人员能力、设备、环境等环境温度的影响应变片粘贴桥路型式：半桥、1/4桥等，温度稳定性高应变片胶水：专用胶水（冰箱恒温保存，4-10度）张贴步骤：清洗--焊接--测电阻--打磨划线--贴片--目视检查型式认证--更高精度的测试测试考虑大变形加载力：考虑力臂缩短对测试载荷的影响；108m，6%差异建议：叶尖理论变形≥10%*L（叶片长度），需考虑大变形对测试载荷的影响非线性稳定性分析校核：依据结构变形更新结构刚度；90m以上叶片，最大挥舞方向测试测试数据处理测试数据处理单个应变循环：更精确；一定数量应变N个拟合计算，差异±6%测试数据的筛选：删除异常处理（应变片失效，按相邻通道等比例修复）型式认证--运输评估运输方案仿真工装（实体建模），胶垫（实体建模）接触（绑定解除）加载：重力、加速度等运输要求运输路线：提前规划，包括对道路的宽度、限高、转弯半径等进行要求；工器具：车辆选择、工器具具材料的规格和数量、施工人员资质、运输作业流程和质量控制及验收等进行要求、运输作业流程和质量控制及验收等进行要求运输注意事项1）车辆配置：根据大部件的尺寸和重量对车辆和船舶配置选择合理；2）运输前的加固方案需合理有效，满足运输的要求；捆绑加固检查项目需齐全，可控制运输前绑扎质量问题；安装警示装置。型式认证--吊装评估护板（实体模型），吊带（壳模型）接触（允许滑动）加载：自重、风载（PS面）、加速度、姿态变化等吊装方式：前缘向下、前后缘水平明确吊装涉及的人员要求、设备要求、作业要求和环境保护要求；吊装前、后设备安全检查表；吊装前、后叶片检查表前：对吊（安）装时有可能损伤的位置（部件、吊索具）应加防护垫；必须对所有相关部件进行外观检查；单叶片吊装时，有机械揽风绳系统10min平均风速一般≤12m/s；视线不清或恶劣气候环境（如台风等）禁止行进吊装作业工厂认证工厂认证工厂认证--稳定的先进质量保证能力对工厂生产一定型号叶片的条件和能力的评估；非体系认证；结合叶片制造特点，开展针对性的评估（参考16949认证）稳定性：控制重大变更，提高质量（人员变更、设备变更、型号切换、工艺变更、新材料应用等）先进性：自动化设备、先进工装、测量要求等环境人员要求---培训要求---考核要求---上重大变更---措施---评估和跟踪观察---设备与工装设备（模具）验收要求---点检和保养---设备（模具）暂停使用---保养和验收---工厂认证--稳定的先进质量保证能力信息管理原材料测量原材料）；产品的一致性不合格品控制针对不合格的性质和程度，确定对不合格经过返工或返修处理的产品，应重新检验。特定批次检验特定批次检验批次检验--每一支叶片与高可靠性设计一致性批次检验：对批次中每一支叶片的生产过程进行监督，关键质量控制点和质量满足相关要求的评估，过程和出厂检验一致性：生产过程与设计一致、与质量保证能力及要求一致高可靠性：设计的高可靠性、工厂质量保证能力的先进性批次：同一生产工厂，连续采用相同规格材料、相同模具工装，由同一组生产人员制造出的同规格型号的一定数量的叶片发放证书（批次每一支叶片）过程检验（批次每一支叶片）现场使用原材料规则型号与设计一致NCR处理满足工艺要求现场使用原材料规则型号与设计一致工艺文件与设计图纸和现场记录一致工艺文件与设计图纸和现场记录一致等关键质量控制点满足工艺要求出厂检验外观合格变更处理满足企业文件要求部件成型关键质变更处理满足企业文件要求部件成型关键质量控制点批次检验--每一支叶片与高可靠性设计一致性出厂检验：每一支叶片出厂前，工程师到工厂对叶片进行实物检查、并审查有关产品的过程质量记录工厂质量保证能力优秀的企业，与客户沟通后，可采用此模式进行检验文件复核过程记录与生产图纸、生产工艺一致性生产过程相关检验记录合格产品合格证产品检验报告等资料齐全原材料出厂检验报告TG测试报告UT测试报告现场复核+不定期抽检确认叶片内部是否存在发白、分层、抗模、结构胶开裂等缺陷检查避雷系统连接是否完好检查外部是标识定位、零部件安装和漆面损伤等问题。不定期检验抽查，采用飞行检查模式，与客户（整机企业或业主）共同进行THANKS保险保障方案汇报人：黄兵1产品介绍2风险评估3审核要点4保险方案1产品介绍产品介绍风电设备产品质量保证保险风险特性，研发该条款。产品质量保证保险（BBD）风电设备产品质量保证保险风险特性，研发该条款。风电设备产品质量保证保险多年期（BES）开发该条款。产品介绍——条款对比政府有关部门批准生产，并在中华人（二（二）风电设备产品质量保证保险BES权利人：仅限国内权利人：仅限国内（三）（三）风电设备产品质量保证保险多年期BA2产品介绍——内容对比（三）相关费用赔偿责任由于下列原因之一，导致权利人在保险期间内首次向被保险人提出索赔，依法（三）相关费用赔偿责任由于下列原因之一，导致权利人在保险期间内首次向被保险人提出索赔，依法应由被保险人承担修理、更换或退货责任，对于其中产品本身的质量赔偿责任1.不具备产品应当具备的使用性能而事先未作说明的1.防止或减少保险标的的损失所支付的必要的、合理的费用；2.不符合在产品说明书上或其包装上注明采用的产品标准的由于下列原因引发意外事故造成产品由于下列原因引发意外事故造成产品排除该损失是意外事故与产品质量缺陷共同作用所导致的BES（风电设备产品质量保证保险）特有BES（风电设备产品质量保证保险）特有条款3.不符合以产品说明、实物样品等方式表明的质量状况的产品介绍——保险环节方案落实启动方案落实启动方案制定服务服务服务跟进•进行风险管理培训，使企业由被动的风险承担者向主动的风险管理者•全方位服务管理，定期汇总投保情况、出险情况、赔付情况。风险评估风险评估——外部因素气候风险某些地区的极端天气事件可能增多，增加叶片受损的风险。地形风险困难，增加运输和安装过程中的损坏风险。控制系统出现故障，影响叶片的正常运行。风险评估——内部因素设计风险材料风险考察材料的供应稳定性，确保在需要维修或更换叶片时，能够及时生产工艺风险 分析制造过程质量把控风险，如果无法及时发现生产过程产品流入下一道工序，增加返工成本和质量风险。风险评估——第三方评估引入第三方进行保前查勘，将检验报告作为风险评估的重要支撑，可以准确了解叶片质量风险l支撑保险公司根据风险情况决定自留额，合理分配再保比例l支撑提前或及时发现叶片风险隐患，以提前处置风险、降低事故出险率及出险损失。操作校验验操作人员的技水平和操作规范，否有严格的操作程和安全培训制够正确、安全地制叶片生产过程；采购和供应商抽样过程检验对叶片进行现场抽样生产过程检验，检查关键质量控制点与工艺标准是否一致；检验实验设备要求的检验、实验能力，检验是否按照操作规程准确操作，检验校准规则等等抽样过程检验对叶片进行现场抽样生产过程检验，检查关键质量控制点与工艺标准是否一致；检验实验设备要求的检验、实验能力，检验是否按照操作规程准确操作，检验校准规则等等；一致性检验审查产品生产过程执行的工艺要求与设计要求是否保持一致；质量保证能力管理系统认证的运行有效；审核要点——基本信息要点企业基本情况性等企业经营状况近三年财务报告，在全国或行业中的市场占有率或所处地位等企业管理状况企业的历史、人员数量与结构，内部产品质量管理制度的建立与健全、质量责任以及相应的考核办法，质量体系是否完善、是否通过了相关认证产品产销售状况产品生产销售年限长短、产销数量、金额及其变动趋势产品设计属性自主研发专利产品、代加工订单产品产品追溯情况如能否根据产品的条码标签追溯产品曾经的物流过程，追溯产品内部的部件配置、部件来源（供应商）、供应批次和采购订单等，甚至还可以查询到生产过程和质检记录等相关数据审核要点——风电设备特殊要点投保产品性能产品型号、性能。产品的功率、运行时长产品投保产品种类产品质量认证情况生产加工流程、质量检测标准等是否符合国CGC、