风电叶片—超声检测

目前，全球对清洁能源的需要越来越迫切，作为清洁能源的风能扮演着日益重要的角色。风电叶片在风能的作用下转动，带动发电电机工作，从而产生电能。

目前，在风资源丰富的地方，如近海区域、平原区域和山地区域，风机的建设越来越多。在叶片、螺栓、主轴、塔筒等部件制造过程中，会由于各种因素产生一系列的不连续性（可以简单的理解成缺陷）。同时，风机在外界风力的交变载荷作用，以及常年累月的雨水风沙作用下，风电叶片、螺栓、主轴、塔筒等部件容易产生腐蚀、疲劳裂纹、磨损等缺陷。

随着这些作用时间的延长，缺陷逐渐长大，当长大后的缺陷尺寸超过了断裂力学中的临界尺寸时，缺陷将迅速扩展，从而导致叶片折断、叶片前后沿开裂，螺栓断裂，风机（塔筒）倒塌，风机主轴断裂等。

本文重点介绍一下风电叶片在生产制造、运行阶段产生的各种缺陷和主要的无损检测方法。

风电叶片生产中存在的缺陷

不同功率大小的风电叶片尺寸不一样，风机的功率从750KW逐步上升至2.5MW，风电叶片的长度由原来的30多米增加到100多米，截止2018年，121m长的叶片开始占领大部分市场，131m叶片也开始批量生产。

叶片在生产过程中，根据风机叶片的大小和叶片材料，采用不同的树脂灌注方式，如手糊工艺、真空导注工艺和预浸料工艺等。不同的灌注方式，会产生不同的缺陷

P1：叶片结构和缺陷

如玻璃纤维外壳内部的分层和干丝缺陷，玻璃纤维外壳内部中的密集气孔玻璃纤维外壳与内部支撑结构之间的脱粘缺陷以及粘接宽度不够等问题。

根据叶片结构和现场的检测环境要求，结合无损检测方法特点，以及检测设备和检测费用，采用超声检测方法较为合理。

超声波检测风电叶片存在的难点

首先，玻璃纤维结构的工件内部含有大量的玻璃纤维及树脂成分，玻璃纤维和树脂对声波的衰减严重，甚至超过了奥氏体不锈钢材料；

其次，在风电叶片的玻璃纤维外壳之间，常常会引入“T”型或“L”型支撑结构（如下fig.1所示），声波在穿过该结构时一部分被吸收，另一部分被反射，有支撑结构和没有支撑结构的位置，声波传输的路径不同，这增加了检测判断的难度；

第三，玻璃纤维的厚度并非一致，从叶片的前沿至后沿，叶片的厚度在实时变化，这增加了检测判断的难度。

P2：超声相控检测分层缺陷

P3：超声相控检测粘脱缺陷

（来源：国投检测）