CN107228900A - 一种叶片腹板后缘质量检测方法 - Google Patents

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徐杨
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Abstract

本发明创造提供一种叶片腹板后缘质量检测方法。包括采用与风电叶片相同的材料制作若干对比试块。利用超声波扫描分别探测对比试块，获得具有特征波群的完好部位波形图及缺陷部位波形图。并对待测部位波形图与之对比，获得待测风电叶片部位的缺陷信息的过程。本发明提供的方法简单可靠，适用于树脂基玻璃纤维复合材料结构的风力发电叶片的检测。

Description

一种叶片腹板后缘质量检测方法
技术领域
本发明创造涉及一种风力发电叶片腹板后缘的无损检测方法，特别涉及一种利用超声波判断风力发电叶片腹板后缘粘接缺陷的方法。
背景技术
目前，兆瓦级风力发电叶片多为树脂基玻璃纤维复合材料，在其成型过程中，受人 为因素、工艺稳定性、环境变化等因素的影响，产品很可能出现裂纹、掺杂、气泡，粘接区域 出现缺胶，气泡等缺陷，这些缺陷对叶片的整体质量和寿命影响很大。尤其是随着风电行业 的发展，风电叶片逐渐向大尺寸大功率方向发展，由原来的普遍的 1.5MW37.5m 叶片，到现 在出现的 5MW75m 叶片，甚至有超过 100m 长的叶片在研发中。大型风电叶片由于体积较大， 制作工艺复杂，难免存在生产缺陷，使得叶片的质量风险加大。
目前用于风电叶片检测的方法主要有目视法、敲击法等比较原始的方法，这两种 方法简单易行，但很大程度上依赖于检测人员的经验，准确性和可靠性较低。且叶片是由多 组分材料组成的复合材料构件，各组分的物理界面常常易于出现缺陷，采用目视法和敲击 法很难对叶片内部缺陷等损伤进行准确判断。所以可靠的、易于操作判断的风电叶片无损 检测方法备受关注。
超声波探伤是利用超声波在固体中传输的过程中，在异质界面上会发生反射、折射等现象，通过收集并分析其反射信号来获得内部结构缺陷的一种方法。目前对于树脂基玻璃纤维复合材料的检测较少，在风电叶片上的应用研究更少。对于复杂结构的风电叶片构件，波形的理解和判断对于叶片缺陷的判断至关重要。
发明内容
鉴于以上内容，本发明创造为解决现有技术中存在的问题，提供一种方法简单、可靠性好、适用于树脂基玻璃纤维复合材料结构的风力发电叶片无损检测的方法，尤其适用于对风力发电叶片粘接区域缺陷的检测。
为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是，包括下述步骤 ：采用与风电叶片相同的材料制作若干对比试块，所述对比试块的表面状态、结构特征、缺陷类型与 待测风电叶片具有一致性；利用超声波探测对比试块，获得具有每一界面的特征波群的完好部位波形图，以及若干不具有或具有部分或全部界面的特征波群的缺陷部位波形图；以相同或相近的扫描设置和参数，对待测风电叶片的待测部位进行探测，获得不具有或具有部分或全部界面的特征波群的待测部位波形图；将待测部位波形图与完好部位波形图或缺陷部位波形图进行对比，获得待测风电叶片的待测部位的缺陷信息。
其中，待测部位波形图为以对比试块相同的扫描设置和参数为基础，通过对超声波的扫描参数进行微调，提高检测精度并减小反射波之间的干扰后，获得的形状稳定的波形图。
其中，所述特征波群的获得方法为：通过调整超声波的扫描参数，提高检测精度并减小反射波之间的干扰，获得形状稳定的波形，然后根据所述对比试块或待测风电叶片的 每相邻两个组成层界面的设计深度，在波形图的横轴上以各个界面的厚度为基础，向轴两侧延伸，至该组波的强度最低处，最终确定每一界面的特征波群。 本发明中，超声波获得的波形图横轴代表叶片厚度，纵轴代表声波强度。
一般来说，波传导与反射的特性分析材料内部结构。根据材料的特性，计算声波在通过材料时的速度与强度进而分析粘接内部的组成结构，通过不同物质声阻抗不同，分析内部整体架构。
本发明创造具有的优点和积极效果是：(1) 该方法能够简单、可靠、准确、高效地判断出风电叶片结构存在的缺陷，特别适用于风力发电叶片粘接区域的缺陷判断，保证了叶片生产质量的可靠性；(2) 能够在风电叶片生产过程中随时进行检测，保证风电叶片的安全生产和运行；(3) 能够在帮助风电叶片运行过程中的维护，减少维护费用。
附图说明
图1是风电叶片腹板后缘粘接示意图；
图2是超声波检测风电叶片后缘粘接质量示意图；
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明创造进行进一步说明。
对风电叶片腹板后缘粘接区域进行检测。采用与风电叶片相同的材料制作若干对比试块，所述对比试块的表面状态、结构特征、缺陷类型与待测风电叶片具有一致性；利用超声波探测对比试块，获得具有每一界面的特征波群的完好部位波形图，以及若干不具有或具有部分或全部界面的特征波群的缺陷部位波形图。对待测叶片进行表面处理，将表面的灰尘擦拭干净，确保表面干净、没有裂纹、台阶、波纹及表面缺陷，校准检测仪器，在检测区域喷洒水或者是肥皂水，检测员确定粘接的边界，做出标记，测量这些标记宽度，确认粘接宽度是否与规定要求一致再以对比试块相同的扫描设置和参数为基础，通过对超声波的扫描参数进行微调，提高检测精度并减小反射波之间的干扰后，获得的形状稳定的波形图。当待测部位波形图与对比试块的完好部位波形图完全一致时，结构内无缺陷；当待测部位波形图与对比试块完好波形图不一致时，则待测部位在不一致的部位存在缺陷。

Claims (5)

1.一种叶片腹板后缘质量检测方法，包括下述步骤 ： 采用与风电叶片相同的材料制作对比试块，所述对比试块的表面状态、结构特征、缺陷类型与完好待测风电叶片具有一致性； 利用超声波探测对比试块，获得具有每一界面的特征波群的完好部位波形图。
2.利用超声波对待测风电叶片的待测部位进行探测，获得不具有或具有部分或全部界面的特征波群的待测部位波形图；将待测部位波形图与完好部位波形图或缺陷部位波形图进行对比，获得待测风电叶片的待测部位的缺陷信息。
3.根据权利要求 1所述的一种叶片腹板后缘质量检测方法，其特征在于：所述所述叶片腹板后缘质量检测方法，超声波检测之前在需检测区域表面喷上耦合剂，然后用探头贴合被检测区域表面，探头先后从不同方向移动，确保探头完整的扫查被检测区域。
4.根据权利要求 1 所述的一种叶片腹板后缘质量检测方法， 其特征在于：所述叶片腹板后缘特征波群的获得方法为：通过调整超声波的扫描参数，提高检测精度并减小反射波之间的干扰，获得形状稳定的波形。
5.根据权利要求 1 所述的一种叶片腹板后缘质量检测方法，其特征在于：当待测部位波形图与对比试块的完好部位波形图完全一致时，结构内无缺陷；当待测部位波形图与对比试块完好波形图不一致时，则待测部位在不一致的部位存在缺陷。
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