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图1叶片目视检查
叶片内窥机器人检查:对于叶片内部人力不可及的范围,会使用专用的内窥机器人代替人工对叶片内部质量、粘接质量和避雷组件的固定情况进行近距离检查。内窥机器人检查可以进入人力不可及区域(狭小区域)的外观缺陷进行检查;但其受叶片角度、障碍物(如结构胶胶瘤、避雷导线)等因素制约,部分区域无法行进,行业应用并不普遍。
图2 叶片内窥机器人检查
叶片无人机检查:检查人员利用无人机代替人工对叶片外部进行检查。无人机可以代替人力对叶片外部进行高效率的检查,不依赖检查人员自身的素质;近年来无人机巡检业务发展迅速,但具有自动巡航控制系统的无人机设备价格高企,且目前仅能检查叶片外部,不具备测试电阻的功能,需要配合人工测试电阻,相对于目视检查,增加了检测费用。
叶片超声检查:检查人员利用超声波探伤仪对叶片的粘接质量进行检测。超声探伤仪可以对人力不可及区域(狭小区域)的粘接质量进行检查;但受介质制约,无法对含有芯材的后缘粘接区域进行检查,同时由于涉及到多点测试,在空中的检查效率较低。
四种检查方法各有利弊,适用不同场景下的检查需要。随着科技的进步,制造者和使用者对质量认知的不断提升,叶片的检查方式已经由常规的目视检查逐渐向仪器检查过渡。
叶片检查结果与叶片延寿判定
涂层剥落:会加速叶片结构层老化,长时间不处理会导致叶片结构层损伤及分层,降低叶片使用寿命。
结构层褶皱缺陷:褶皱带来结构层角度的偏移,降低结构层强度,随着叶片的运行,会导致褶皱区域结构层进一步分层或裂纹,降低叶片使用寿命,严重时可导致叶片提前退役。
叶根螺栓出现裂纹或缺失:此损伤会导致其他螺栓受力不均,承受的载荷超过设计载荷,随着叶片的运行,其他螺栓可能会相继断裂,如发现不及时,叶片有从轮毂上脱落至地面的风险,同时也影响了机组的安全运行。
叶片内外表层的开裂和分层:当结构层出现开裂及分层时,相对于其他正常的区域,缺陷区域成为了最薄弱区域,当最薄弱的区域发生破坏时,随着叶片的运行会逐渐向周边扩展,降低叶片的使用寿命。
叶片避雷系统断线,电阻过大等问题:降低叶片防雷性能,一旦发生雷击,可能严重影响叶片的正常使用。
通过以上检查结果,可对缺陷的严重程度进行判断,并对叶片的处理建议提出合理的推断。对于不可修复的缺陷,在机组延寿期间,应适当减小剩余可用寿命及延寿期间的检查时间间隔;对于可以修复的缺陷,在不能及时修复且未停机继续运行的情况下,同样应缩短检查时间间隔,防止损伤区域的损伤程度从可修复转化为不可修复,加剧风场的经济损失。
近年来,鉴衡共完成80多个风场、5000多台风电机组的叶片检查,不仅帮助业主排除了大量安全隐患,还将叶片检查中积累的丰富经验和数据融合进延寿方法的制定中,在我国风电延寿需求高峰期到来前,《风力发电机组延寿技术规范》从技术角度填补了机组寿命分析和延寿方案制定的工作方法空白。但延寿涉及机组的众多部件,特别是我国早期的风电场或多或少存在资料缺失情况,这给机组的寿命评估带来了挑战,为此鉴衡将组织国内专家进一步探讨完整的延寿评估方法的建立,为即将到来的批量机组延寿做准备。
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