風(fēng)能是一種可再生能源，近年來隨著風(fēng)能穩(wěn)固性的進步和
風(fēng)電葉片成本的進一步降低，這種綠色能源得到了快速的發(fā)展。風(fēng)電葉片是風(fēng)電體系的核心部分，它的轉(zhuǎn)動可以將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為可用能源。風(fēng)電葉片一樣平常都是由碳纖維或玻璃纖維加強復(fù)合材料制備，在生產(chǎn)和使用過程中不可避免地會出現(xiàn)缺陷和損傷，因此無論是生產(chǎn)過程中的質(zhì)量檢測，照舊使用過程中的跟蹤檢測都顯得十分緊張。無損檢測技術(shù)和風(fēng)電質(zhì)量檢測技術(shù)也成為了風(fēng)電葉片生產(chǎn)和使用過程中特別很是緊張的技術(shù)。
1風(fēng)電葉片的常見缺陷
風(fēng)電葉片在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的缺陷可能會在后續(xù)風(fēng)力體系正常運作過程中發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而造成質(zhì)量題目，其中最為常見的缺陷就是葉片上的細小裂紋(通常產(chǎn)生在葉片的邊緣、頂部或者尖端處)。而造成裂紋的緣故原由重要來源于生產(chǎn)過程中的缺陷，如脫層等，通常發(fā)生在樹脂添補不完美區(qū)域。其他缺陷還有外觀脫膠、主梁區(qū)域脫層和材料內(nèi)部的一些孔隙結(jié)構(gòu)等，見圖1。
圖1.風(fēng)電葉片存在的缺陷種類
2傳統(tǒng)無損檢測技術(shù)
2.1目視檢測
目測法被廣泛用于航天飛機或橋梁上的大尺寸結(jié)構(gòu)材料的檢測。因為這些結(jié)構(gòu)材料的尺寸都特別很是大，所以目視檢測所需的時間會比較長，此外檢測的正確度也依靠于檢測人員的經(jīng)驗。因為一些材料屬于“高空作業(yè)”領(lǐng)域，因此檢測人員工作的傷害性較高。在檢測過程中檢測人員一樣平常會配備一個長鏡頭的數(shù)碼相機，但是長時間的檢測過程會造成眼睛委靡。目測法可以直觀的檢測到材料外觀的缺陷，但是內(nèi)部結(jié)構(gòu)的缺陷卻無法檢測到，因此還必要其他有用的手段來評價材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。
2.2超聲及聲學(xué)檢測技術(shù)
超聲波和聲波無損檢測技術(shù)是最常用的風(fēng)電葉片檢測技術(shù)，可細分為超聲回波、空氣耦合超聲波、激光超聲波、實時共振光譜技術(shù)以及聲發(fā)射技術(shù)等。迄今為止，這些技術(shù)都已經(jīng)被用于風(fēng)電葉片的檢測。
(1)超聲回波技術(shù)
超聲回波技術(shù)是一種常用的無損檢測技術(shù)，檢測的原理也十分簡單，短脈沖的超聲旌旗燈號施加到目標區(qū)域，然后旌旗燈號經(jīng)過散射和反射之后被檢測到，通過旌旗燈號處理獲取圖像數(shù)據(jù)。而檢測區(qū)域的深度則由旌旗燈號結(jié)構(gòu)的時間來確定，因此該技術(shù)可以有用地檢測碳纖維和玻璃纖維加強復(fù)合材料的厚度。JuengertA等行使超聲回波技術(shù)檢測玻纖加強復(fù)合材料的結(jié)合區(qū)域。超聲波經(jīng)過材料后會形成回波，假如樹脂和纖維結(jié)合不是很好的，旌旗燈號會很顯明也很快被檢測到;反之，旌旗燈號則會出現(xiàn)耽誤或者消散。對于高阻尼材料必要施加高電壓脈沖，高頻波相比低頻波更加容易衰減，因此對于高阻尼材料低頻波更加有利于檢測，不同的聲波匹配不同的尺寸的缺陷，因此選取合適頻率的波長取決于材料的阻尼性能和測試的分辨率兩方面的因素。
此外還可以將風(fēng)電葉片浸沒在水中進行聲波檢測，行使不同的聲波轉(zhuǎn)換器(聚焦2.2MHz和平面00KHz)，可以有用地檢測材料內(nèi)部存在的缺陷尺寸。
在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上人們還開發(fā)出二維超聲無損檢測體系，可隨身攜帶，通過旌旗燈號處理對數(shù)據(jù)進行圖像化，從而正確的檢出缺陷區(qū)域，并對風(fēng)電葉片進行維護，如許可以節(jié)約大量的時間。
(2)導(dǎo)波檢測
導(dǎo)波檢測也屬于無損檢測范疇，是通過機械力沿內(nèi)部結(jié)構(gòu)傳播，傳播距離長，衰減較小。導(dǎo)波傳遞過程中碰到缺陷區(qū)域會產(chǎn)生散射和反射旌旗燈號，一樣平常對回波進行測試或者對間歇脈沖進行測試，而收集的旌旗燈號重要包括旌旗燈號收集時間和振幅等，根據(jù)這些獲取的旌旗燈號就可以獲得缺陷的信息。長程超聲測試重要采用低頻率的導(dǎo)波來檢測玻纖加強風(fēng)電葉片。測試設(shè)備重要由低頻旌旗燈號發(fā)生器、單軸旌旗燈號掃描器和旌旗燈號接收轉(zhuǎn)化器構(gòu)成。旌旗燈號轉(zhuǎn)化器為PZT類型，必要使用耦合劑。該技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電葉片監(jiān)測過程中也存在著不足之處，重要是由于材料內(nèi)部的各向異性和生產(chǎn)過程造成的不均一性增長了測試過程中波的衰減和散射。
魯公網(wǎng)安備 37142202000788號
