风机叶片检测有了新技术

北极星风力发电网讯:据最新预测，到2030年全球风电总产能将达到2110吉瓦，占电力总供应量的20%。因此，需要效率更高、更可靠、寿命更长的风电机组。叶片是风电机组关键部件之一，其造价占整机造价的15%—20%左右，同时，叶片也是风电机组中最容易受到损伤的部件之一。一旦受损，常额外造成数百万元的运行维护费用。

据业内人士介绍，风电叶片的故障源头有三个：一是原材料问题，二是制造或者工艺缺陷，三是设计因素。而就故障种类来看，则是以结构脱落占主体。

“风电机组叶片运转5年左右，起到外固合保护作用的胶衣已被风沙抽磨至最低固合力点，原始叶片粘合缝从外观上已清晰可见，此时叶片完全依靠内粘合来运转。由于原始叶片弯曲、扭曲的内粘合受粘合面不均匀、受力点不均，风电机组的每一次弯曲、扭曲和自振，都可能造成叶片的内粘合缝处自然开裂。尤其是叶片的迎风面叶脊处，是叶片受损最严重的部位，自然开裂率最高。”一位风电场运维人员表示，“如果风场巡视未发现开裂现象，风电机组继续运转，叶片折断、摔落现象极有可能发生，造成严重事故。”

对于风电叶片故障来说，最好的运维方式就是提前预防。这不仅体现在风场后期的定检、巡检，更重要的是要在叶片的生产制造环节就要杜绝原材料的缺陷。

德国弗劳恩霍夫应用固体物理研究所(IAF)日前开发了一个用于叶片材料质量控制的扫描检测装置，就可以更好地为叶片材料把关。

据介绍，该装置具有三方面特点：一是可以检测识别复合材料的缺陷。在叶片制造中，需将近百层玻璃纤维有序层叠，层间多用环氧树脂粘接。质控难点在于，在粘接之前，玻璃纤维层要保持平整光滑、没有起伏。采用红外热成像仪可进行大面积表面检测，而IAF研制的装置则可以更精确地进行深层检测，且可用于检测超声方法不适用的部位。

二是横截面检测精度达到毫米级。材料扫描器的核心是一个高频率的雷达，专用软件可将发送和接收信号处理为可视化结果，从而能够识别叶片横截面毫米范围内的缺陷，比传统方法更准确。这个雷达模块采用砷化铟镓半导体技术，重量轻、结构紧凑，体积只有香烟盒大小，可通过互联网输出测量情况。

三是通过缩短停机时间，降低维护成本。目前，主要通过专家敲击来判断叶片是否受损。用这种自动化的雷达技术辅助，可以显著减少停机时间，从而节约开支，尤其适用于人工维护难度大的、耗时费力的海上风电机组。据称，这种雷达扫描装置同样可以用于采用轻型复合材料的波音787、空客A350等新型飞机制造的检测中。

据悉，该技术有望在2017年德国汉诺威工业博览会上展出。