探讨风机叶片缺陷的无损检测方法

　　风能是绿色的可再生能源，有良好的开展前景。我国可开发的风能潜力宏大，资源丰厚，总的风能可开发量约有1～15GW，可见，风电有潜力成为将来能源构造中重要的组成局部。因而，风力发电的开展也备受关注，而风机叶片是风电机组的重要组成局部，普通由玻璃纤维复合资料制成，因其制造工艺的复杂性，在成型过程中难免会呈现缺陷;另外，由于工作环境的恶劣性与工况的复杂多变性，在运转过程中也会呈现不同水平的损伤。武汉科技大学资料与冶金学院的刘双等研讨人员经过对文献的调研理解到，目前，关于风机叶片缺陷的无损检测办法主要有X射线、超声波、声发射、光纤传感器、红外热成像检测技术等。但每种检测办法都具有各自的优点和运用局限性，而且并没有完善的规范来规则检测办法的适用阶段。

　　风机叶片的缺陷和损伤剖析

　　风机叶片产生缺陷的缘由是多方面的，在消费制造过程中，会呈现孔隙、分层和夹杂等典型缺陷。孔隙缺陷主要是由于树脂与纤维浸润不良，空气排斥不完整等要素形成;分层缺陷主要是由于树脂用量不够，二次成型等;夹杂缺陷的产生主要是由于加工过程中的异物混入。

　　此外，叶片在运输和装置过程中，由于叶片自身尺寸和自重较大而且具有一定的弹性。因而，一定要做好维护叶片的工作，以防产生内部损伤。值得留意的是，风机在运转过程中叶片也会呈现不同水平的损伤，其主要方式有裂纹、断裂和基体老化等，外界冲击是产生裂纹的主要缘由，断裂通常是由缺陷损伤累积惹起的，风机在正常运转状况下叶片不会发作忽然断裂，而基体老化是由于风机叶片长期工作在沙尘、雨水和盐雾腐蚀的恶劣条件下。

　 无损检测办法的比拟与评价

　　X射线检测技术

　　关于风电叶片而言，何杰等研讨人员经过实验考证了X射线技术是检测风电叶片中孔隙和夹杂等体积型缺陷的良好办法，能够检测垂直于叶片外表的裂纹，对树脂、纤维汇集有一定的检测才能，也能够丈量小厚度风电叶片铺层中的纤维弯曲等缺陷，但对风电叶片中常见的分层缺陷战争行于叶片外表的裂纹不敏感，文献中对孔隙和夹杂等缺陷停止了检测，从实验结果中能够察看到缺陷的存在，可满足叶片出厂前的检测，可以停止定性剖析。中北大学电子测试国防重点实验室的研讨人员将X射线与现代测试理论相分离，在数字图像处置阶段，经过小波变换与图像合成理论，将一幅图像合成为大小、位置和方向都不同的重量，改动小波变换域中的某些参数的大小，实时地辨认出X射线图像的内部缺陷。朱省初等研讨人员经过实验考证了不同工艺条件下的缺陷检出状况，并标明停止射线探伤的工艺管理是十分必要的。综上可知，在实验条件下，X射线技术可完成对风机叶片的缺陷检测。

　　由于该办法检测周期长，对不同类型的缺陷需运用不同规格的探头，在检测过程中需运用耦合剂，也是局限性所在。所以，关于实时的动态监测，超声波检测技术很难完成，但能够停止出厂前的静态检测，关于缺陷存在的区域会构成反射脉冲，因而，能够判别出缺陷产生的位置。

　　声发射检测技术

　　声发射检测技术可对裂纹的萌发和扩展停止动态监测，进而，可以有效检测出风机叶片构造的整体质量程度，评价缺陷的实践危害水平，可预防不测事故的发作。在检测过程中，接纳的信号是缺陷在应力作用下自发产生的，但在实践应用中，由于声发射对环境要素非常敏感，因而对监测系统会形成干扰，影响检测的精确性，所以很难对缺陷停止定量剖析，但是可以提供缺陷在应力作用下的动态信息，关于寿命评价有一定的优势，可对叶片停止平安评价。

　　该办法与超声波法相比，在检测静态叶片质量方面没有优势;但是，由于该技术其对被检件的接近请求不高，因此比拟适用于在役风机叶片的实时监测，采用多传感器长间隔布置的方式，可以接纳到叶片在运转过程中所产生的声发射信号，经过后处置，能够取得损伤部位的动态信息。采用该办法对叶片停止监测，主要是由于叶片在运转过程中，会遭到外力作用，进而产生应力集中现象，缺陷处在外力作用下会自发的产生信号，这样就可以判别出缺陷产生的位置。

　　光纤传感器技术

　　在风机叶片的关键位置埋人光纤传感器阵列，探测其在加工、成型及退役的动态过程中内部应力、应变的变化，并对外力、疲倦等惹起的变形、裂纹停止实时监测，可完成对风机叶片的状态监测与损伤评价。

　　光纤具有体积小、重量轻、灵活度高、抗电磁干扰等特性，自身既是传感器，又能传输光信号，易于埋在构件中而不影响构件整体的强度，而且光纤可对内部构造参数的变化停止连续实时的平安检测，可探测出各种缘由形成的资料与构造内部损伤，因而，该办法具有很好的开展前景，但由于光纤传感器存在性能稳定性及价钱方面的问题，使其在应用中遭到很大的限制。

　　红外无损检测技术

　　国内不少研讨和文献的调研阐明，红外热成像检测技术可以检测出玻璃纤维制叶片的几种典型缺陷。并且，缺陷尺寸越大、深度越浅，冷却过程中构成的*大外表温差越大，运用红外热成像仪越容易停止检测，关于制造风力机叶片的玻璃纤维加强复合资料，热成像技术是一种比拟适用的无损检测办法，尤为适用于常见的分层和渗胶类型的缺陷。

　　该办法与其他检测办法相比，具有非接触、可大面积远距检测以及操作简单和易于实时察看等特性，愈加适用于风机叶片的现场检测;但由于遭到塔筒的高度限制，在现场检测中有一定的局限性，思索到光线的映照以及叶片外表温差较小等要素，这都会对检测结果形成不利影响，关于缺陷的检出和定性剖析有一定难度。所以，该办法在应用方面还有待进一步的开发研讨，研讨意义较大。