一種葉片腹板後緣質量檢測方法與流程

2024-04-09 22:28:05

本發明創造涉及一種風力發電葉片腹板後緣的無損檢測方法，特別涉及一種利用超聲波判斷風力發電葉片腹板後緣粘接缺陷的方法。

背景技術：

目前，兆瓦級風力發電葉片多為樹脂基玻璃纖維複合材料，在其成型過程中，受人為因素、工藝穩定性、環境變化等因素的影響，產品很可能出現裂紋、摻雜、氣泡，粘接區域出現缺膠，氣泡等缺陷，這些缺陷對葉片的整體質量和壽命影響很大。尤其是隨著風電行業的發展，風電葉片逐漸向大尺寸大功率方向發展，由原來的普遍的1.5mw37.5m葉片，到現在出現的5mw75m葉片，甚至有超過100m長的葉片在研發中。大型風電葉片由於體積較大，製作工藝複雜，難免存在生產缺陷，使得葉片的質量風險加大。

目前用於風電葉片檢測的方法主要有目視法、敲擊法等比較原始的方法，這兩種方法簡單易行，但很大程度上依賴於檢測人員的經驗，準確性和可靠性較低。且葉片是由多組分材料組成的複合材料構件，各組分的物理界面常常易於出現缺陷，採用目視法和敲擊法很難對葉片內部缺陷等損傷進行準確判斷。所以可靠的、易於操作判斷的風電葉片無損檢測方法備受關注。

超聲波探傷是利用超聲波在固體中傳輸的過程中，在異質界面上會發生反射、折射等現象，通過收集並分析其反射信號來獲得內部結構缺陷的一種方法。目前對於樹脂基玻璃纖維複合材料的檢測較少，在風電葉片上的應用研究更少。對於複雜結構的風電葉片構件，波形的理解和判斷對於葉片缺陷的判斷至關重要。

技術實現要素：

鑑於以上內容，本發明創造為解決現有技術中存在的問題，提供一種方法簡單、可靠性好、適用於樹脂基玻璃纖維複合材料結構的風力發電葉片無損檢測的方法，尤其適用於對風力發電葉片粘接區域缺陷的檢測。

為解決上述技術問題，本發明創造採用的技術方案是，包括下述步驟：採用與風電葉片相同的材料製作若干對比試塊，所述對比試塊的表面狀態、結構特徵、缺陷類型與待測風電葉片具有一致性；利用超聲波探測對比試塊，獲得具有每一界面的特徵波群的完好部位波形圖，以及若干不具有或具有部分或全部界面的特徵波群的缺陷部位波形圖；以相同或相近的掃描設置和參數，對待測風電葉片的待測部位進行探測，獲得不具有或具有部分或全部界面的特徵波群的待測部位波形圖；將待測部位波形圖與完好部位波形圖或缺陷部位波形圖進行對比，獲得待測風電葉片的待測部位的缺陷信息。

其中，待測部位波形圖為以對比試塊相同的掃描設置和參數為基礎，通過對超聲波的掃描參數進行微調，提高檢測精度並減小反射波之間的幹擾後，獲得的形狀穩定的波形圖。

其中，所述特徵波群的獲得方法為：通過調整超聲波的掃描參數，提高檢測精度並減小反射波之間的幹擾，獲得形狀穩定的波形，然後根據所述對比試塊或待測風電葉片的每相鄰兩個組成層界面的設計深度，在波形圖的橫軸上以各個界面的厚度為基礎，向軸兩側延伸，至該組波的強度最低處，最終確定每一界面的特徵波群。本發明中，超聲波獲得的波形圖橫軸代表葉片厚度，縱軸代表聲波強度。

一般來說，波傳導與反射的特性分析材料內部結構。根據材料的特性，計算聲波在通過材料時的速度與強度進而分析粘接內部的組成結構，通過不同物質聲阻抗不同，分析內部整體架構。

本發明創造具有的優點和積極效果是：(1)該方法能夠簡單、可靠、準確、高效地判斷出風電葉片結構存在的缺陷，特別適用於風力發電葉片粘接區域的缺陷判斷，保證了葉片生產質量的可靠性；(2)能夠在風電葉片生產過程中隨時進行檢測，保證風電葉片的安全生產和運行；(3)能夠在幫助風電葉片運行過程中的維護，減少維護費用。

附圖說明

圖1是風電葉片腹板後緣粘接示意圖；

圖2是超聲波檢測風電葉片後緣粘接質量示意圖；

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發明創造進行進一步說明。

對風電葉片腹板後緣粘接區域進行檢測。採用與風電葉片相同的材料製作若干對比試塊，所述對比試塊的表面狀態、結構特徵、缺陷類型與待測風電葉片具有一致性；利用超聲波探測對比試塊，獲得具有每一界面的特徵波群的完好部位波形圖，以及若干不具有或具有部分或全部界面的特徵波群的缺陷部位波形圖。對待測葉片進行表面處理，將表面的灰塵擦拭乾淨，確保表面乾淨、沒有裂紋、臺階、波紋及表面缺陷，校準檢測儀器，在檢測區域噴灑水或者是肥皂水，檢測員確定粘接的邊界，做出標記，測量這些標記寬度，確認粘接寬度是否與規定要求一致再以對比試塊相同的掃描設置和參數為基礎，通過對超聲波的掃描參數進行微調，提高檢測精度並減小反射波之間的幹擾後，獲得的形狀穩定的波形圖。當待測部位波形圖與對比試塊的完好部位波形圖完全一致時，結構內無缺陷；當待測部位波形圖與對比試塊完好波形圖不一致時，則待測部位在不一致的部位存在缺陷。