風(fēng)機(jī)葉片缺陷的無(wú)損檢測(cè)方法比較

莊益孌++阮楚琪++裘科名++徐洪海

摘 要：比較、分析風(fēng)機(jī)葉片缺陷的無(wú)損檢測(cè)方法發(fā)現(xiàn)，不同的無(wú)損檢測(cè)方法適用于不同階段的風(fēng)機(jī)葉片缺陷檢測(cè)。在工作過程中，需要結(jié)合實(shí)際情況選擇最合理的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，避免意外事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī)葉片；無(wú)損檢測(cè)；超聲波檢測(cè)技術(shù)；聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.106

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生態(tài)環(huán)境遭到了嚴(yán)重破壞。為了謀求社會(huì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，低碳、環(huán)保的綠色發(fā)展理念受到了人們的高度關(guān)注。在日常生活中，人們要使用更加清潔的可再生新能源降低能源消耗。風(fēng)能作為綠色清潔能源，有良好的發(fā)展前景。而我國(guó)在這方面有很大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槲覈?guó)資源豐富，風(fēng)能開發(fā)總量可達(dá)1 000～1 500 GW。風(fēng)機(jī)葉片不僅是風(fēng)電機(jī)中的重要組成部分，也是收集風(fēng)能的主要裝置，其性能直接影響著風(fēng)電機(jī)組整體運(yùn)行效率和質(zhì)量。由此看來(lái)，保證風(fēng)機(jī)葉片的正常運(yùn)行是非常重要的。因此，在工作中，要合理運(yùn)用檢測(cè)技術(shù)，避免對(duì)風(fēng)機(jī)葉片造成損傷，同時(shí)，還要針對(duì)其中存在的問題提出合理的解決辦法。

1 風(fēng)機(jī)葉片缺陷成因

風(fēng)機(jī)葉片是由玻璃纖維復(fù)合材料制作而成的。因?yàn)槠鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)和制作工藝比較復(fù)雜，所以，可能會(huì)存在一些缺陷或不同程度的損傷。另外，受風(fēng)電機(jī)組作業(yè)環(huán)境的影響，風(fēng)機(jī)葉片會(huì)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)損傷。引發(fā)風(fēng)機(jī)葉片缺陷的原因有很多，例如在生產(chǎn)制造時(shí)，可能會(huì)分層或者出現(xiàn)空隙缺陷。這主要是因?yàn)闃渲屠w維浸潤(rùn)不充分導(dǎo)致空氣混入其中。在運(yùn)輸和安裝葉片的過程中，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積比較大，極易受到外力擠壓而被損壞。在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的過程中，還可能會(huì)出現(xiàn)葉片裂縫、老化的現(xiàn)象。裂縫缺陷主要是外力沖擊造成的，而斷裂是缺陷長(zhǎng)時(shí)間累積而成，老化是指葉片長(zhǎng)時(shí)間在惡劣的風(fēng)沙天氣下作業(yè)，受風(fēng)沙和雨水的侵蝕造成的。

鑒于此，為了能夠更客觀地了解風(fēng)機(jī)葉片在生產(chǎn)、安裝和運(yùn)輸過程中出現(xiàn)的缺陷，運(yùn)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)不僅能夠檢測(cè)出葉片的損壞程度，還能夠防止安全事故的發(fā)生。因此，制訂科學(xué)、合理的葉片檢測(cè)方案對(duì)保證風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。

2 無(wú)損檢測(cè)方法的比較

無(wú)損檢測(cè)法是一種應(yīng)用型學(xué)科技術(shù)，它主要是在不損壞被檢測(cè)物件結(jié)構(gòu)的前提下，運(yùn)用特點(diǎn)方法檢測(cè)物體的狀態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的完好程度，從而判斷出其中存在的損傷。工業(yè)中應(yīng)用的無(wú)損檢測(cè)法主要包括超聲波檢測(cè)法、射線檢測(cè)法、磁粉檢測(cè)法、渦流檢測(cè)法和滲透檢測(cè)法等，它們是當(dāng)前較為常見的檢測(cè)方法。下面，簡(jiǎn)要介紹3種常用的檢測(cè)方法。

2.1 超聲波檢測(cè)法

超聲波檢測(cè)法主要是利用超聲波傳播路徑檢驗(yàn)材料本身缺陷的聲學(xué)特征。這種常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)方法能夠在不損傷被檢測(cè)物體原有結(jié)構(gòu)特性的前提下，精確判斷出物體缺陷和損傷的位置。它檢測(cè)范圍比較廣，深度大，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確定位缺陷位置。這種檢測(cè)方法以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)被國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用。超聲波檢測(cè)技術(shù)的使用情況如圖1所示。

超聲波檢測(cè)技術(shù)適用于檢測(cè)風(fēng)電機(jī)葉片缺陷。在風(fēng)機(jī)葉片生產(chǎn)完成后尚未安裝時(shí)，可以借助超聲波檢測(cè)技術(shù)檢查葉片中存在的缺陷，以保證其質(zhì)量符合相關(guān)要求。利用超聲波檢測(cè)技術(shù)能夠明確葉片的厚度，查看其內(nèi)部是否存在分層、氣孔等問題，從而最大程度地減小葉片失效的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)

聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)是利用材料聲發(fā)射信號(hào)做出判定，以判斷物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整性的一種無(wú)損檢測(cè)方法。而探測(cè)時(shí)所用的能量石來(lái)自被檢測(cè)物體自身。它與其他無(wú)損檢測(cè)技術(shù)有明顯的差異，是一種動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)。這種方法的工作效率比較高，能夠達(dá)到在線監(jiān)測(cè)的目的。與超聲波檢測(cè)技術(shù)相比，這種檢測(cè)技術(shù)在靜態(tài)葉片檢測(cè)方面不具優(yōu)勢(shì)，但是，在被檢測(cè)物體要求不高的時(shí)候，適合采用這種技術(shù)。因?yàn)樗軌蚪邮盏饺~片運(yùn)行狀態(tài)下傳輸出來(lái)的聲發(fā)射信號(hào)，獲得葉片損傷信息。

2.3 光纖傳感器檢測(cè)技術(shù)

光纖傳感器技術(shù)主要是指葉片內(nèi)部纖維出現(xiàn)的斷裂現(xiàn)象。當(dāng)光纖斷裂，就很難探測(cè)到光，這時(shí)，就可以判斷出被檢測(cè)物體內(nèi)部有損傷的部位。在風(fēng)機(jī)葉片關(guān)鍵位置埋入光纖傳感器，可以實(shí)時(shí)判斷葉片生產(chǎn)、成型和運(yùn)行過程中內(nèi)部的應(yīng)力變化情況，實(shí)時(shí)檢測(cè)外力造成的變形或者斷裂現(xiàn)象，并進(jìn)行全面評(píng)估。這種技術(shù)具有體積小、精準(zhǔn)度高的特點(diǎn)，應(yīng)用方便，能夠滿足實(shí)際檢測(cè)要求，而且不會(huì)損傷被檢測(cè)物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和掌握物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化。一旦物體內(nèi)部出現(xiàn)損傷和缺陷，可以及時(shí)、有效地修補(bǔ)缺陷位置。由此可知，這種技術(shù)具有廣闊的發(fā)展空間。但是，因?yàn)楣饩€傳感器的價(jià)格比較高，所以，未能被廣泛應(yīng)用。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，目前，我國(guó)尚未制訂出完善的風(fēng)機(jī)葉片缺陷檢測(cè)方案。隨著風(fēng)能等清潔能源的發(fā)展，各部門越來(lái)越重視風(fēng)電機(jī)葉片缺陷檢測(cè)工作的質(zhì)量。為了保證風(fēng)電機(jī)組能夠正常運(yùn)行，減少磨損，首要任務(wù)就是對(duì)風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，從而創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益，提升風(fēng)電企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，促使風(fēng)電產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。此外，通過比較上述幾種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)現(xiàn)，超聲波檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)最突出，值得推廣。

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〔編輯：白潔〕