風機葉片缺陷的無損檢測方法比較

莊益孌++阮楚琪++裘科名++徐洪海

摘 要：比較、分析風機葉片缺陷的無損檢測方法發現，不同的無損檢測方法適用于不同階段的風機葉片缺陷檢測。在工作過程中，需要結合實際情況選擇最合理的無損檢測技術，避免意外事故的發生。

關鍵詞：風機葉片；無損檢測；超聲波檢測技術；聲發射檢測技術

中圖分類號：TM315 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.106

隨著全球經濟的快速發展，生態環境遭到了嚴重破壞。為了謀求社會的長遠發展，低碳、環保的綠色發展理念受到了人們的高度關注。在日常生活中，人們要使用更加清潔的可再生新能源降低能源消耗。風能作為綠色清潔能源，有良好的發展前景。而我國在這方面有很大的優勢，因為我國資源豐富，風能開發總量可達1 000～1 500 GW。風機葉片不僅是風電機中的重要組成部分，也是收集風能的主要裝置，其性能直接影響著風電機組整體運行效率和質量。由此看來，保證風機葉片的正常運行是非常重要的。因此，在工作中，要合理運用檢測技術，避免對風機葉片造成損傷，同時，還要針對其中存在的問題提出合理的解決辦法。

1 風機葉片缺陷成因

風機葉片是由玻璃纖維復合材料制作而成的。因為其內部結構和制作工藝比較復雜，所以，可能會存在一些缺陷或不同程度的損傷。另外，受風電機組作業環境的影響，風機葉片會在運行過程中出現損傷。引發風機葉片缺陷的原因有很多，例如在生產制造時，可能會分層或者出現空隙缺陷。這主要是因為樹脂和纖維浸潤不充分導致空氣混入其中。在運輸和安裝葉片的過程中，由于其結構復雜、體積比較大，極易受到外力擠壓而被損壞。在風電機組運行的過程中，還可能會出現葉片裂縫、老化的現象。裂縫缺陷主要是外力沖擊造成的，而斷裂是缺陷長時間累積而成，老化是指葉片長時間在惡劣的風沙天氣下作業，受風沙和雨水的侵蝕造成的。

鑒于此，為了能夠更客觀地了解風機葉片在生產、安裝和運輸過程中出現的缺陷，運用無損檢測技術不僅能夠檢測出葉片的損壞程度，還能夠防止安全事故的發生。因此，制訂科學、合理的葉片檢測方案對保證風電機組的正常運行起著至關重要的作用。

2 無損檢測方法的比較

無損檢測法是一種應用型學科技術，它主要是在不損壞被檢測物件結構的前提下，運用特點方法檢測物體的狀態和內部結構的完好程度，從而判斷出其中存在的損傷。工業中應用的無損檢測法主要包括超聲波檢測法、射線檢測法、磁粉檢測法、渦流檢測法和滲透檢測法等，它們是當前較為常見的檢測方法。下面，簡要介紹3種常用的檢測方法。

2.1 超聲波檢測法

超聲波檢測法主要是利用超聲波傳播路徑檢驗材料本身缺陷的聲學特征。這種常規的無損檢測方法能夠在不損傷被檢測物體原有結構特性的前提下，精確判斷出物體缺陷和損傷的位置。它檢測范圍比較廣，深度大，能夠及時、準確定位缺陷位置。這種檢測方法以其獨特的優勢被國內外廣泛應用。超聲波檢測技術的使用情況如圖1所示。

超聲波檢測技術適用于檢測風電機葉片缺陷。在風機葉片生產完成后尚未安裝時，可以借助超聲波檢測技術檢查葉片中存在的缺陷，以保證其質量符合相關要求。利用超聲波檢測技術能夠明確葉片的厚度，查看其內部是否存在分層、氣孔等問題，從而最大程度地減小葉片失效的風險。

2.2 聲發射檢測技術

聲發射檢測技術是利用材料聲發射信號做出判定，以判斷物體內部結構完整性的一種無損檢測方法。而探測時所用的能量石來自被檢測物體自身。它與其他無損檢測技術有明顯的差異，是一種動態檢測技術。這種方法的工作效率比較高，能夠達到在線監測的目的。與超聲波檢測技術相比，這種檢測技術在靜態葉片檢測方面不具優勢，但是，在被檢測物體要求不高的時候，適合采用這種技術。因為它能夠接收到葉片運行狀態下傳輸出來的聲發射信號，獲得葉片損傷信息。

2.3 光纖傳感器檢測技術

光纖傳感器技術主要是指葉片內部纖維出現的斷裂現象。當光纖斷裂，就很難探測到光，這時，就可以判斷出被檢測物體內部有損傷的部位。在風機葉片關鍵位置埋入光纖傳感器，可以實時判斷葉片生產、成型和運行過程中內部的應力變化情況，實時檢測外力造成的變形或者斷裂現象，并進行全面評估。這種技術具有體積小、精準度高的特點，應用方便，能夠滿足實際檢測要求，而且不會損傷被檢測物體的內部結構，可以實時監測和掌握物體內部結構參數的變化。一旦物體內部出現損傷和缺陷，可以及時、有效地修補缺陷位置。由此可知，這種技術具有廣闊的發展空間。但是，因為光線傳感器的價格比較高，所以，未能被廣泛應用。

3 結束語

綜上所述，目前，我國尚未制訂出完善的風機葉片缺陷檢測方案。隨著風能等清潔能源的發展，各部門越來越重視風電機葉片缺陷檢測工作的質量。為了保證風電機組能夠正常運行，減少磨損，首要任務就是對風機葉片進行無損檢測，從而創造更好的經濟效益，提升風電企業的競爭力，促使風電產業健康持續發展。此外，通過比較上述幾種無損檢測技術發現，超聲波檢測技術的優勢最突出，值得推廣。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕