[发明专利]用于修复风力涡轮机叶片的方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及风力涡轮机领域，更具体地来说涉及一种用于修复风力涡轮机叶片的方法。

背景技术

涡轮机叶片是用于将风能转化成电能的风力涡轮机的主要元件。涡轮机叶片典型地由吸力侧壳体部件和压力侧壳体部件组成，所述吸力侧壳体部件和压力侧壳体部件沿叶片的后缘和前缘在结合线处结合在一起。通常通过在壳体部件之间沿着结合线以最小设计结合宽度施加合适的粘结糊剂或化合物来形成上述多个结合线。

源自原始制造过程或由于叶片所经受的操作条件，叶片中不可避免地会出现缺陷。举例来说，原始粘结材料中的空隙(即，源自空气气泡或非完全填充)可能最终引发叶片材料的分层。由冰、冰雹、闪电、鸟类等引起的冲击损伤经常导致分层。热循环(例如，冬季温度和夏季温度之间的热循环)也可能导致叶片损伤。水渗透穿过外部凝胶涂层中的裂隙也可能导致分层。分层可以存在于壳体部件之间(例如，在粘结材料内部)或层间(在壳体部件各层的内部)。

叶片缺陷必须被修复，通常是在现场修复，以便确保风力涡轮机在其设计使用寿命期间以其设计的额定功率有效地操作。用于叶片层压板中的表面下缺陷(subsurface defects)的传统修复方法要求研磨受影响的叶片区域以及后续再施加层压材料。通过研磨/砂磨层压板层直至缺陷暴露而去除缺陷。各层压层随后被重新施加并且砂磨光滑。典型地，“层压板上”层(“over-laminate”ply)被添加到修复区域用于增加额外强度。但是，这种附加层压层在周围叶片区域的平面表面上延伸，因此干扰了叶片上的气流，并且降低了空气动力学性能。此外，研磨/层压板上修复方法要求大面积表面修复以及施加修复层压材料、随后砂磨、层压板上覆层和喷漆技术，所有这些都相当费工和费时(例如，2-3天的过程)。

在新制造的叶片中，“钻孔和填充”技术已经(在叶片被实地装配前)被用来修复叶片缺陷。这种方法涉及钻取进入缺陷空隙内部的孔，并且随后利用粘结材料填充空隙。这种方法并不被认为对实地修复有用，因为缺陷有可能被污物和氧化物污染而导致无法预知的修复结果。另外，修复的结构强度也不理想。

因此，工业界将受益于一种用于风力涡轮机叶片的、更省时的、改进的修复方法，该方法尤其适用于现场修复，并且产生可靠的、结构良好的修复。

发明内容

本发明的各方面和优点将在以下说明书中分部阐明，或可以由说明书而变得显而易见，或可以通过本发明的实践而被习得。

根据本发明的各方面，提供用于修复风力涡轮机叶片壳体部件的层压板中的表面下缺陷的方法。该方法包括例如使用任何形式的、合适的非破坏性外部检查技术来检测表面下缺陷的位置和边界。然后邻近缺陷的边界从层压板的外表面钻取进入缺陷内部的一个或多个填充孔。还邻近与填充孔相对的边界从层压板的外表面钻取进入缺陷内部的一个或多个排放孔。然后将可流动的粘结材料注射到填充孔内，直至所述粘结材料从所述排放孔流出。然后利用至少一个机械紧固件(诸如螺钉、铆钉、或类似物)加固所述修复区，所述至少一个机械紧固件限定为在所述缺陷的边界内部或者在所述缺陷的边界外部穿过层压板。

在特定实施例中，利用多个机械紧固件加固修复区。举例来说，紧固件可以围绕缺陷的周边间隔开。还有，也可以在缺陷的边界内使用任意数量的紧固件。实际上，可以设想紧固件的任意样式和位置以用于在粘结材料固化期间在缺陷内和缺陷周围的层压板上产生夹紧负载。

可以设想，机械紧固件不从层压板上去除并且作为修复的永久性部件被保留。关于这方面，在一个理想的实施例中，机械紧固件被钻孔装埋在层压板的外表面中，以便在叶片的表面上不产生不利的气流条件，否则的话，将不利地影响叶片的空气动力学性能。

在风力涡轮机叶片保持在其相应的毂和塔架上的情况下，可以在现场完成该独特的修复方法。

该修复方法可以被用于叶片上的任何位置，但是它特别适用于修复沿风力涡轮机叶片的后缘的缺陷。在这个区域，层压板由压力侧壳体部件、后缘结合线材料和吸力侧壳体部件的组合限定，并且机械紧固件具有一定长度和构造以便完全延伸穿过层压板。

参考以下的说明书和所附的权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更加容易理解。结合在本说明书中、并且构成本说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并且附图与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明

参考附图，在说明书中对本领域技术人员阐明了包括本发明最佳实施方式的、本发明的全部及授权公开内容，其中：

图1是传统风力涡轮机的透视图；

图2是风力涡轮机叶片的透视图；