JP2020067390A - 風車翼の品質評価方法 - Google Patents
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Abstract
Description
積層体を含む外皮によって内部空間が囲まれた中空構造を有する風車翼の品質評価方法であって、
前記外皮の内壁面又は外壁面の少なくとも一部に設定された少なくとも一つの走査ラインに従って超音波プローブを走査する超音波プローブ走査工程と、
前記走査ライン上における前記超音波プローブの位置、及び、前記位置における反射エコーに基づいて、前記走査ラインに対応する前記外皮の断面画像を作成する断面画像作成工程と、
前記断面画像からエコーレベルが第1閾値より大きなインディケーションを検出するインディケーション検出工程と、
前記走査ライン又は前記断面画像に含まれる基準ラインに対する前記インディケーションの傾きを第1パラメータとして求める第1パラメータ算出工程と、
前記第1パラメータに基づいて前記風車翼の寿命又は破損リスクを評価する評価工程と、
を備える。
前記断面画像からエコーレベルが前記第1閾値より大きく設定される第2閾値より大きなデラミネーションを検出するデラミネーション検出工程と、
前記デラミネーションの特徴量を第2パラメータとして求める第2パラメータ算出工程と、
を更に備え、
前記評価工程では、前記第1パラメータ及び前記第2パラメータに基づいて、前記風車翼の寿命又は破損リスクを評価する。
前記第1パラメータ又は前記第2パラメータが大きくなるに従って前記風車翼の寿命が減少し、及び/又は、前記破損リスクが大きくなるように、前記風車翼の寿命又は破損リスクを評価する。
前記第2パラメータは、前記デラミネーションの前記走査ラインに沿った長さである。
前記デラミネーション検出工程で前記断面画像から前記デラミネーションが複数検出された場合、前記第2パラメータは、前記デラミネーションの各々の翼長方向に沿った合計長である。
前記少なくとも一つの走査ラインは、互いに平行に延在する複数の走査ラインを含み、
前記複数の走査ラインのうち少なくとも2つの走査ラインで前記デラミネーションが検出された場合、前記少なくとも2つの走査ラインの各々で検出された前記デラミネーションの特徴量の合計を前記第2パラメータとする。
前記第2パラメータは、前記少なくとも2つの走査ラインの各々で検出された前記デラミネーションの特徴量を、前記デラミネーションの深さに従って大きく設定される重み付けで合計することにより求められる。
前記第2パラメータは、前記少なくとも2つの走査ラインの各々で検出された前記デラミネーションの特徴量を、前記断面画像で検出された前記デラミネーションの数に従って設定される重み付け係数を用いて合計することで求められる。
前記外皮は、前記風車翼の圧力側及び吸込側にそれぞれ対応する第1部材及び第2部材が互いに結合されることで構成されており、
前記複数の走査ラインは、前記第1部材及び前記第2部材の各々について、前記翼長方向に沿った中心線の両側に分布するように設定される。
前記第2パラメータは、前記少なくとも2つの走査ラインの各々で検出された前記デラミネーションの特徴量を、前記走査ラインと前記中心線との距離が小さくなるに従って大きく設定される重み付け係数を用いて合計することで求められる。
前記少なくとも一つの走査ラインは、翼長方向に沿って互いに平行に延在する複数の走査ラインを含む。
前記複数の走査ラインのうち第1の走査ラインに対応する前記断面画像において異常が検出された場合、前記第1の走査ラインに隣接する第2走査ラインに対応する前記断面画像について品質評価を行う。
前記複数の走査ラインは、互いに50−200mmの間隔で設定される。
前記断面画像に含まれる前記インディケーションのうち前記底面エコーより下層側に表示されるインディケーションを無視する。
前記評価工程では、前記風車翼の寿命又は破損リスクに対応する評価パラメータを算出し、
前記評価パラメータに基づいて前記風車翼の補修方針を策定する補修方針策定工程を更に備える。
記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれ
に限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
尚、風車翼2の翼根端62と反対側の端部は翼先端64である。
尚、翼根部12は、翼先端部14より翼根部12に近い領域であり、例えば、全翼長のうち翼根部12側の約10%以内の領域として規定される。
尚、風車翼2の表面状態によっては、当該表面処理は省略されてもよい。
尚、デラミネーション120bは基準ラインL1に対して傾斜しているため、その傾斜角度θは第1パラメータP1として特定される。
Dtotal=D1×α1+D2×α2
により求めてもよい。この場合、重み付け係数α1、α2は、断面画像100に含まれるデラミネーション120の深さが外皮の中心部に近くなるほど大きくなるように設定されるとよい。これにより、デラミネーション120の深さによる外皮の寿命又は破損リスクへの影響を加味した品質評価ができる。
Dtotal=D1×β1+D2×β2
により求めてもよい。この場合、重み付け係数β1、β2は、断面画像100に含まれるデラミネーション120の数Nが増えるほど大きくなるように設定されるとよい。これにより、各走査ライン80上におけるデラミネーション120の分布密度による外皮の寿命又は破損リスクへの影響を加味した品質評価ができる。
Dtotal=D1×γ1+D2×γ2
により求めてもよい。この場合、重み付け係数γ1、γ2は、断面画像100に対応する走査ライン80の中心線Cからの距離Rが小さくなるほど大きくなるように設定されるとよい。これにより、中央線Cに近いデラミネーションほど風車翼の寿命及び/又は破損リスクに影響が大きいことを加味した、品質評価が可能となる。
上記実施形態では、予め設定された走査ライン80に従って超音波プローブを走査することによって検査を行ったが、以下に説明する変形例のように、 超音波プローブ50の走査をしながら走査ライン80を順次設定しながら検査を進めるようにしてもよい。図19は変形例に係る風車翼の品質評価方法を工程毎に示すフローチャートであり、図20は変形例における走査ラインの走査ラインの設定順を示す模式図である。
2 風車翼
3 翼本体
4 ハブ
5 内壁面
6 風車ロータ
7 外壁面
8 ナセル
10 翼厚変化部
11 タワー
12 翼根部
14 翼先端部
20 パテ材(又はFRPなど)
32 第1部材
34 第2部材
36 シアウェブ
46 隔壁板
50 超音波プローブ
52 プローブ本体
54 側面板
56 ガイド部材
60 エンコーダ
65 アーム
80 走査ライン
Claims (15)
- 積層体を含む外皮によって内部空間が囲まれた中空構造を有する風車翼の品質評価方法であって、
前記外皮の内壁面又は外壁面の少なくとも一部に設定された少なくとも一つの走査ラインに従って超音波プローブを走査する超音波プローブ走査工程と、
前記走査ライン上における前記超音波プローブの位置、及び、前記位置における反射エコーに基づいて、前記走査ラインに対応する前記外皮の断面画像を作成する断面画像作成工程と、
前記断面画像からエコーレベルが第1閾値より大きなインディケーションを検出するインディケーション検出工程と、
前記走査ライン又は前記断面画像に含まれる基準ラインに対する前記インディケーションの傾きを第1パラメータとして求める第1パラメータ算出工程と、
前記第1パラメータに基づいて前記風車翼の寿命又は破損リスクを評価する評価工程と、
を備える、風車翼の品質評価方法。 - 前記断面画像からエコーレベルが前記第1閾値より大きく設定される第2閾値より大きなデラミネーションを検出するデラミネーション検出工程と、
前記デラミネーションの特徴量を第2パラメータとして求める第2パラメータ算出工程と、
を更に備え、
前記評価工程では、前記第1パラメータ及び前記第2パラメータに基づいて、前記風車翼の寿命又は破損リスクを評価する、請求項1に記載の風車翼の品質評価方法。 - 前記第1パラメータ又は前記第2パラメータが大きくなるに従って前記風車翼の寿命が減少し、及び/又は、前記破損リスクが大きくなるように、前記風車翼の寿命又は破損リスクを評価する、請求項2に記載の風車翼の品質評価方法。
- 前記第2パラメータは、前記デラミネーションの前記走査ラインに沿った長さである、請求項2又は3に記載の風車翼の品質評価方法。
- 前記デラミネーション検出工程で前記断面画像から前記デラミネーションが複数検出された場合、前記第2パラメータは、前記デラミネーションの各々の翼長方向に沿った合計長である、請求項2又は3に記載の風車翼の品質評価方法。
- 前記少なくとも一つの走査ラインは、互いに平行に延在する複数の走査ラインを含み、
前記複数の走査ラインのうち少なくとも2つの走査ラインで前記デラミネーションが検出された場合、前記少なくとも2つの走査ラインの各々で検出された前記デラミネーションの特徴量の合計を前記第2パラメータとする、請求項2から5のいずれか一項に記載の風車翼の品質評価方法。 - 前記第2パラメータは、前記少なくとも2つの走査ラインの各々で検出された前記デラミネーションの特徴量を、前記デラミネーションの深さに従って大きく設定される重み付けで合計することにより求められる、請求項6に記載の風車翼の品質評価方法。
- 前記第2パラメータは、前記少なくとも2つの走査ラインの各々で検出された前記デラミネーションの特徴量を、前記断面画像で検出された前記デラミネーションの数に従って設定される重み付け係数を用いて合計することで求められる、請求項6に記載の風車翼の品質評価方法。
- 前記外皮は、前記風車翼の圧力側及び吸込側にそれぞれ対応する第1部材及び第2部材が互いに結合されることで構成されており、
前記複数の走査ラインは、前記第1部材及び前記第2部材の各々について、前記翼長方向に沿った中心線の両側に分布するように設定される、請求項2から8のいずれか一項に記載の風車翼の品質評価方法。 - 前記第2パラメータは、前記少なくとも2つの走査ラインの各々で検出された前記デラミネーションの特徴量を、前記走査ラインと前記中心線との距離が小さくなるに従って大きく設定される重み付け係数を用いて合計することで求められる、請求項9に記載の風車翼の品質評価方法。
- 前記少なくとも一つの走査ラインは、翼長方向に沿って互いに平行に延在する複数の走査ラインを含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の風車翼の品質評価方法。
- 前記複数の走査ラインのうち第1の走査ラインに対応する前記断面画像において異常が検出された場合、前記第1の走査ラインに隣接する第2走査ラインに対応する前記断面画像について品質評価を行う、請求項11に記載の風車翼の品質評価方法。
- 前記複数の走査ラインは、互いに50−200mmの間隔で設定される、請求項11又は12に記載の風車翼の品質評価方法。
- 前記断面画像に含まれる前記インディケーションのうち前記底面エコーより下層側に表示されるインディケーションを無視する、請求項1から13のいずれか一項に記載の風車翼の品質評価方法。
- 前記評価工程では、前記風車翼の寿命又は破損リスクに対応する評価パラメータを算出し、
前記評価パラメータに基づいて前記風車翼の補修方針を策定する補修方針策定工程を更に備える、請求項1から14のいずれか一項に記載の風車翼の品質評価方法。
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