[发明专利]一种风力机叶片梁帽位置判定的无损检测方法

说明书

本发明公开了一种风力机叶片梁帽位置判定的无损检测方法，通过超声波探伤对风力机叶片梁帽位置进行判定，该方法能够有效地判断出风力机叶片梁帽的实际位置。该方法由以下几部分组成：检测前准备工作、梁帽位置判定准则、检测开展过程。该方法利用超声波探伤的基本原理以及风力机叶片结构材料特性为依据，将梁帽位置与临近位置的信号做出区分，能够有效地将梁帽的实际位置判断出来，通过与梁帽的设计位置进行比较，对产品质量做出判断。

技术领域

本发明涉及机械行业风力发电技术领域，尤其涉及一种风力机叶片梁帽位置判定的无损检测方法。

背景技术

风力发电在我国能源结构中的地位越来越重要，近年来风电机组的装机容量不断增大，同时风力机叶片也存在不断大型化的趋势。伴随着风力机叶片的大型化发展，叶片在生产、运输安装、服役的过程中会伴随着更多不确定的因素。叶片在生产过程中会因为工艺、操作流程的日趋复杂，不可避免地存在工艺缺陷、随机性缺陷；叶片在运输、安装过程中，可能会存在受到外部撞击的可能，导致缺陷的产生；叶片在服役过程中，由于受到交变载荷的影响，会产生新的缺陷，且已有的缺陷会发生进一步的扩展。这些缺陷的存在将导致风力机叶片寿命降低，同时给风电机组的运行造成重大的安全隐患。为了保证风力机叶片的寿命和机组的安全，有必要对风力机叶片开展无损检测。

梁帽是风力机叶片的主要承力构件，梁帽位置的准确性直接影响到叶片的安全性和寿命。因此通过无损检测手段对叶片梁帽的实际位置进行判定具有重要的意义。

本专利所提供方法，就是针对风力机叶片梁帽位置判定的需求所发明的，通过一套完整的检测准备工作及检测开展过程，并结合提出的位置判定准则，有效地将梁帽的实际位置判断出来。

发明内容

(一)要解决的技术问题

风力机叶片腹板附近的内部结构复杂、材料多样，超声回波信号也是多种多样，需要一种明显的信号识别方法及规范的无损检测操作流程，对风力机叶片梁帽位置进行快速准确的判定。

(二)技术方案

本发明提供了一种风力机叶片梁帽位置判定的无损检测方法，利用超声波探伤手段对风力机叶片梁帽位置进行判定，其特征在于，该方法具体步骤如下：

1)明确风力机叶片梁帽的初始设计位置，优选地，可通过查看叶片设计文件明确梁帽的设计位置；

2)根据步骤1)中得到的梁帽初始设计位置数据分别在叶片压力面和吸力面上标注出来；

3)制作与被测叶片梁帽材料一致的标准试件；

4)使用步骤3)中制作的标准试件对超声探伤设备进行校准；

5)使用步骤4)中校准后的超声探伤设备分别对压力面和吸力面以一定展向方向，每隔一段距离进行一次测试。开展每次测试时，首先将探头放置于梁帽大约中间的位置，找到梁帽的底面回波，然后分别向该位置的尾缘和前缘方向开展扫查，用以找到梁帽的两个边界，对边界位置的信号判别依据如下：

脉冲反射式超声波探伤中，超声波在被测材料中进行传播，当遇到底面或缺陷后进行反射，通过反射信号的回波特征判断底面或者缺陷的情况。就风力机叶片的结构而言，梁帽是主要承力构件，自梁帽向尾缘方向和前缘方向的相邻材料均为夹芯材料，夹芯材料的芯材材料多为泡沫或轻木等。芯材材料为吸声材料，对超声波具有吸收作用，所以采用超声波探伤方式对芯材材料部位开展检测时，是无法接收到超声信号的。我们根据风力机叶片结构材料特点，将动态扫查时在梁帽深度收到的超声信号首次全部消失作为到达梁帽边缘的标准，此时探头靠近梁帽一侧的边缘为梁帽边界的位置。

6)分别对步骤5)中找到的两侧实际边界位置进行画点标注；

7)每隔一段距离的所有位置均开展测试后，对步骤6)中两侧的各标注点分别进行连线，即为找到的梁帽实际位置。