CN101915222A - 一种叶片粘接剂开裂的修补方法 - Google Patents

一种叶片粘接剂开裂的修补方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种叶片粘接剂开裂的修补方法，其包括对叶片的叶根、前缘、后缘、叶尖和抗剪腹板一种以上位置粘接剂开裂的修补，其中：1)对叶片叶根粘接剂开裂的修补；2)对叶片前缘粘接剂开裂的修补；3)对叶片后缘粘接剂开裂的修补；4)对叶片叶尖粘接剂开裂的修补；5)对叶片中抗剪腹板粘接剂开裂的修补。本发明方法结合理论依据，使受损叶片的结构强度、疲劳强度和气动外形得以恢复，广泛适用于风电行业中。

Description

一种叶片粘接剂开裂的修补方法
技术领域
本发明涉及一种叶片的修补方法，特别是关于一种叶片粘接剂开裂的修补方法。
背景技术
如图1、图2所示，风电行业中的叶片包括叶根1、前缘2、后缘3、叶尖4和抗剪腹板5，各部分通过粘接剂粘接成一体。而粘接剂在叶片加工过程中，如果上述各部位的粘接面清理得不彻底或是所使用粘接剂材料粘接强度及固化工艺没有达到要求，均容易导致开裂。而大多数生产制造单位通常是依据工人的相关经验，对叶片上粘接剂开裂的位置进行修补，目前尚无统一的标准修补方法。而这种经验修补方法往往缺乏理论依据，叶片的结构及其疲劳强度等几乎很难被考虑到，所以不仅叶片的产品质量及使用寿命难以得到恢复，而且叶片原有的气动外形也会受到严重影响。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种结合理论依据，使受损叶片的结构强度、疲劳强度和气动外形得以恢复的叶片粘接剂开裂的修补方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种叶片粘接剂开裂的修补方法，其包括对叶片的叶根、前缘、后缘、叶尖和抗剪腹板一种以上位置粘接剂开裂的修补，其中：1)对叶片叶根粘接剂开裂的修补包括以下步骤：①清除修补位置的外补强，完全暴露开裂的粘接剂和壳体；②使用旋转锉剔除粘接缝中开裂的粘接剂，完全暴露玻璃钢本体，再通过压缩空气将粘接面上残留的粘接剂清洁干净；③往粘接缝中填充粘接剂，使粘接剂填充均匀；④还原原有壳体外的外补强，并执行相应的固化程序；2)对叶片前缘粘接剂开裂的修补包括以下步骤：①在靠近前缘的合模缝的SS面上切割一修补窗口，窗口尺寸为该位置内粘接角宽度的1/2；②使用旋转锉剔除开裂粘接剂，完全暴露粘接法兰的玻璃钢本体，再通过压缩空气将粘接面上残留的粘接剂清洁干净；③往粘接缝中填充粘接剂，使粘接剂填充均匀；④在暴露的粘接法兰的位置涂抹上粘接剂，并使该位置的粘接剂略高于原厚度；⑤按照1∶20的打磨深度和宽度比例错层打磨PS面；⑥使用贴补法还原原有的壳体铺层，再沿壳体铺层的最外层弦向宽出修补区域50mm的位置加补一层三轴向玻璃纤维织物，并执行固化程序；3)对叶片后缘粘接剂开裂的修补包括以下步骤：①在靠近后缘的合模缝PS面的壳体上切割一修补窗口，完全暴露开裂的粘接剂；②使用旋转锉剔除开裂的粘接剂，完全暴露玻璃钢本体，再通过压缩空气将粘接面上残留的粘接剂清洁干净；③往粘接缝中填充粘接剂，使粘接剂填充均匀，且使暴露出的粘接剂的高度略超出后缘分型线；④利用C型夹固定修补部位；⑤按照1∶20的打磨深度和宽度比例错层打磨PS面；⑥使用贴补法还原原有壳体铺层，再沿壳体铺层的最外层弦向宽出修补区域50mm加补一层三轴向玻璃纤维织物，并执行固化程序；4)对叶片叶尖粘接剂开裂的修补包括以下步骤：①在靠近叶尖的合模缝的PS面上切割一修补窗口，完全暴露开裂的粘接剂；②使用旋转锉剔除开裂粘接剂，完全暴露玻璃钢本体，再通过压缩空气将粘接面上残留的粘接剂清洁干净；③往粘接缝中填充粘接剂，使粘接剂填充均匀，且使暴露出的粘接剂的高度略超出后缘分型线；④使用C型夹固定修补部位；⑤按照1∶20的打磨深度和宽度比例错层打磨PS面；⑥使用贴补法还原原有壳体铺层，再沿壳体铺层的最外层弦向宽出修补区域50mm加补一层三轴向玻璃纤维织物，并执行固化程序；5)对叶片中抗剪腹板粘接剂开裂的修补包括以下步骤：①清理抗剪腹板与叶片壳体粘接缝外侧的残胶，使用粘接剂对抗剪腹板及壳体的粘接过渡区进行倒角处理，使壳体、粘接剂和抗剪腹板平滑过渡；②待粘接剂固化完成后，在抗剪腹板与壳体粘接的过渡区使用双轴向玻璃纤维织物对腹板与壳体的粘接进行补强，补强层数与该位置抗剪腹板的铺层数目相同。
对叶片叶尖粘接剂开裂的修补时，当切割修补窗口伤及后缘单向玻璃纤维织物，在步骤⑤中按照1∶100的打磨深度和宽度比例进行错层修补。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明是根据经典复合材料层合板理论及有限元分析为基础，对叶片上粘接剂开裂的位置进行修补，充分考虑了受损叶片的结构强度和疲劳强度，从而使修补后的叶片的气动外形能够得以恢复。2、本发明方法简单实用，操作可行性强。本发明广泛适用于风电行业中。
附图说明
图1A是叶片的横剖示意图
图1B是叶片的纵剖示意图
图2是叶片叶根粘接剂开裂后的示意图
图3是清除粘接剂后的叶片叶根示意图
图4是填充粘接剂后的叶片叶根示意图
图5是利用本发明方法修补后的叶片叶根示意图
图6是叶片前缘粘接剂开裂后的示意图
图7是开设修补窗口后的叶片前缘示意图
图8是剔除粘接剂后的叶片前缘示意图
图9是填充粘接剂后的叶片前缘示意图
图10是利用本发明方法修补后的叶片前缘示意图
图11是叶片后缘粘接剂开裂后的示意图
图12是开设修补窗口后的叶片后缘的示意图
图13是剔除粘接剂后的叶片后缘的示意图
图14是填充粘接剂后的叶片后缘的示意图
图15是叶片叶尖粘接剂开裂后的第一种实施例示意图
图16是剔除粘接剂后的叶片叶尖的第一种实施例示意图
图17是填充粘接剂后的叶片叶尖的第一种实施例示意图
图18是填充粘接剂后的叶片叶尖的第一种实施例示意图
图19是叶片叶尖粘接剂开裂后的第二种实施例示意图
图20是剔除粘接剂后的叶片叶尖的第二种实施例示意图
图21是填充粘接剂后的叶片叶尖的第二种实施例示意图
图22是填充粘接剂后的叶片叶尖的第二种实施例示意图
图23是利用本发明方法修补后的叶片内抗剪腹板的示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明的叶片粘接剂开裂的修补方法根据经典复合材料层合板理论及有限元分析为基础，对叶片上粘接剂开裂的位置进行修补，其包括以下内容：
1)如图2～5所示，叶片叶根粘接剂开裂的修补方法，其包括以下步骤：
①将修补位置的外补强6清除干净，完全暴露开裂的粘接剂7和壳体8。
②使用旋转锉剔除粘接缝9中开裂的粘接剂7，完全暴露玻璃钢本体9，再通过压缩空气将粘接面上残留的粘接剂7清洁干净。
③往粘接缝中填充粘接剂，使粘接剂填充均匀，尽量减少粘接剂中的孔洞。
④还原原有壳体8外的外补强6，并执行相应的固化程序。
2)如图6～10所示，叶片前缘粘接剂开裂的修补方法，其包括以下步骤：
①在靠近前缘的合模缝的SS面(suction surface，吸力面)10上切割一修补窗口，窗口的尺寸是该位置内粘接角宽度的1/2。
②使用旋转锉剔除开裂粘接剂7，完全暴露粘接法兰的玻璃钢本体11，再通过压缩空气将粘接面上残留的粘接剂7清洁干净。
③往粘接缝中填充粘接剂，使粘接剂填充均匀，尽量减少粘接剂中的孔洞。
④在暴露的粘接法兰的位置涂抹上粘接剂，并将涂抹在该位置的粘接剂厚度略高于原厚度，以防止缺胶现象的发生，上述缺胶现象指的是粘接剂没有充斥粘接区域。
⑤按照1∶20的打磨深度和宽度比例错层打磨PS面(pressure surface，压力面)，且不伤及芯材。
⑥使用贴补法还原原有的壳体铺层，再沿壳体铺层的最外层弦向宽出修补区域50mm的位置加补一层三轴向玻璃纤维织物，以保证修补区域的剥离强度，并执行固化程序。
3)如图11～14所示，叶片后缘粘接剂开裂的修补方法，其修补方法包括以下步骤：
①在靠近后缘的合模缝PS面14的壳体上切割一修补窗口，完全暴露开裂的粘接剂7。
②使用旋转锉剔除开裂的粘接剂7，完全暴露玻璃钢本体15，再通过压缩空气将粘接面上残留的粘接剂7清洁干净。
③往粘接缝中填充粘接剂，使粘接剂填充均匀，尽量减少粘接剂中的孔洞，并且使暴露出的粘接剂的高度略超出后缘分型线，以防止缺胶现象的发生。
④利用C型夹固定修补部位。
⑤按照1∶20的打磨深度和宽度比例错层打磨PS面，且不伤及芯材。
⑥使用贴补法还原原有壳体铺层，再沿壳体铺层的最外层弦向宽出修补区域50mm加补一层三轴向玻璃纤维织物，并执行固化程序。
3)如图15～22所示，叶片叶尖粘接剂开裂的修补方法，由于叶片叶尖包括带有立边(图15～18)和不带立边(图19～22)两种形状的叶尖，其修补方法相同，均包括以下步骤：
①在靠近叶尖的合模缝的PS面16上切割一修补窗口，在保证能够清理干净开裂粘接剂的前提下，尽量减小窗口尺寸，且尽量不伤及后缘单向玻璃纤维织物，完全暴露开裂的粘接剂7。
②使用旋转锉剔除开裂粘接剂，完全暴露玻璃钢本体，再通过压缩空气将粘接面上残留的粘接剂7清洁干净。
③往粘接缝中填充粘接剂，使粘接剂填充均匀，尽量减少粘接剂中的孔洞，并且使暴露出的粘接剂的高度略超出后缘分型线，以防止缺胶现象的发生。
④使用C型夹固定修补部位。
⑤按照1∶20的打磨深度和宽度比例错层打磨PS面，且不伤及芯材。
⑥使用贴补法还原原有壳体铺层，再沿壳体铺层的最外层弦向宽出修补区域50mm加补一层三轴向玻璃纤维织物，并执行固化程序。
在上述步骤④中，在切割修补窗口时，若伤及了后缘单向玻璃纤维织物，相应地，在上述步骤⑤中按照1∶100的打磨深度和宽度比例进行错层修补。
4)如图23所示，叶片中抗剪腹板粘接剂开裂的修补方法，其修补方法包括以下步骤：
①清理抗剪腹板与叶片壳体粘接缝外侧的残胶，使用粘接剂对抗剪腹板及壳体的粘接过渡区进行倒角处理，使壳体、粘接剂和抗剪腹板平滑过渡，以提高结构整体的疲劳性能，从而避免了过渡不平滑导致的应力集中，疲劳寿命下降的问题。
②执行固化程序，待粘接剂固化完成后，在抗剪腹板与壳体粘接的过渡区使用双轴向玻璃纤维织物对腹板与壳体的粘接进行补强，补强层数与该位置抗剪腹板的铺层数目相同。
可以采用本发明方法对叶片的叶根、前缘、后缘、叶尖和抗剪腹板中的一种位置进行修补，也可以对上述多种位置进行修补。

Claims (2)

1.一种叶片粘接剂开裂的修补方法，其包括对叶片的叶根、前缘、后缘、叶尖和抗剪腹板一种以上位置粘接剂开裂的修补，其中：
1)对叶片叶根粘接剂开裂的修补包括以下步骤：
①清除修补位置的外补强，完全暴露开裂的粘接剂和壳体；
②使用旋转锉剔除粘接缝中开裂的粘接剂，完全暴露玻璃钢本体，再通过压缩空气将粘接面上残留的粘接剂清洁干净；
③往粘接缝中填充粘接剂，使粘接剂填充均匀；
④还原原有壳体外的外补强，并执行相应的固化程序；
2)对叶片前缘粘接剂开裂的修补包括以下步骤：
①在靠近前缘的合模缝的SS面上切割一修补窗口，窗口尺寸为该位置内粘接角宽度的1/2；
②使用旋转锉剔除开裂粘接剂，完全暴露粘接法兰的玻璃钢本体，再通过压缩空气将粘接面上残留的粘接剂清洁干净；
③往粘接缝中填充粘接剂，使粘接剂填充均匀；
④在暴露的粘接法兰的位置涂抹上粘接剂，并使该位置的粘接剂略高于原厚度；
⑤按照1∶20的打磨深度和宽度比例错层打磨PS面；
⑥使用贴补法还原原有的壳体铺层，再沿壳体铺层的最外层弦向宽出修补区域50mm的位置加补一层三轴向玻璃纤维织物，并执行固化程序；
3)对叶片后缘粘接剂开裂的修补包括以下步骤：
①在靠近后缘的合模缝PS面的壳体上切割一修补窗口，完全暴露开裂的粘接剂；
②使用旋转锉剔除开裂的粘接剂，完全暴露玻璃钢本体，再通过压缩空气将粘接面上残留的粘接剂清洁干净；
③往粘接缝中填充粘接剂，使粘接剂填充均匀，且使暴露出的粘接剂的高度略超出后缘分型线；
④利用C型夹固定修补部位；
⑤按照1∶20的打磨深度和宽度比例错层打磨PS面；
⑥使用贴补法还原原有壳体铺层，再沿壳体铺层的最外层弦向宽出修补区域50mm加补一层三轴向玻璃纤维织物，并执行固化程序；
4)对叶片叶尖粘接剂开裂的修补包括以下步骤：
①在靠近叶尖的合模缝的PS面上切割一修补窗口，完全暴露开裂的粘接剂；
②使用旋转锉剔除开裂粘接剂，完全暴露玻璃钢本体，再通过压缩空气将粘接面上残留的粘接剂清洁干净；
③往粘接缝中填充粘接剂，使粘接剂填充均匀，且使暴露出的粘接剂的高度略超出后缘分型线；
④使用C型夹固定修补部位；
⑤按照1∶20的打磨深度和宽度比例错层打磨PS面；
⑥使用贴补法还原原有壳体铺层，再沿壳体铺层的最外层弦向宽出修补区域50mm加补一层三轴向玻璃纤维织物，并执行固化程序；
5)对叶片中抗剪腹板粘接剂开裂的修补包括以下步骤：
①清理抗剪腹板与叶片壳体粘接缝外侧的残胶，使用粘接剂对抗剪腹板及壳体的粘接过渡区进行倒角处理，使壳体、粘接剂和抗剪腹板平滑过渡；
②待粘接剂固化完成后，在抗剪腹板与壳体粘接的过渡区使用双轴向玻璃纤维织物对腹板与壳体的粘接进行补强，补强层数与该位置抗剪腹板的铺层数目相同。
2.如权利要求1所述的一种叶片粘接剂开裂的修补方法，其特征在于：对叶片叶尖粘接剂开裂的修补时，当切割修补窗口伤及后缘单向玻璃纤维织物，在步骤⑤中按照1∶100的打磨深度和宽度比例进行错层修补。
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