2019年8月21日上午,由東方風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)主辦的2019中國(guó)風(fēng)電葉片運(yùn)維技術(shù)專(zhuān)題研討會(huì)(CWPM2019)在無(wú)錫市錦江大酒店隆重開(kāi)幕。會(huì)議期間,甘肅省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院/國(guó)家風(fēng)電設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(甘肅)檢測(cè)工程師苗月發(fā)表了題為《失效分析技術(shù)在風(fēng)電機(jī)設(shè)備中的應(yīng)用》的精彩演講。
以下為演講實(shí)錄:
今天我講的主要是葉片的失效分析,我們作為第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)葉片中的失效分析中的專(zhuān)業(yè)支持。接下來(lái)我主要從以下五個(gè)方面進(jìn)行講解:分別是葉片失效分析流程;葉片失效分析技術(shù)范圍;葉片失效分析檢測(cè)項(xiàng)目;葉片失效分析案例分享;國(guó)家風(fēng)電設(shè)備質(zhì)檢中心的概況。
首先是第一部分:葉片失效分析流程。
早上葉安的魏總講了我們的葉片在投產(chǎn)運(yùn)行中一般有以下幾種,斷裂包括前緣腐蝕、前緣開(kāi)裂、后緣破壞還有葉根的局域斷裂等狀況,那對(duì)于我們已經(jīng)失效的葉片究竟是以上哪種形式的斷裂呢?該圖講的是葉片失效分析原因中所有的關(guān)鍵點(diǎn),從圖上可以看出我們主要是從兩個(gè)方面分析葉片的失效原因:首先是現(xiàn)場(chǎng)端,現(xiàn)場(chǎng)端主要是一些數(shù)據(jù)、一些環(huán)境還有故障葉片情況,工廠端主要是對(duì)葉片的形式試驗(yàn)、葉片的材料體系還有制造工藝和返場(chǎng)檢驗(yàn),通過(guò)兩條線(xiàn)最終整理出葉片失效分析的根本原因。
接下來(lái)是第二部分,葉片失效分析技術(shù)范圍。
講第二部分的時(shí)候我先給大家舉個(gè)例子,我們通過(guò)日常生活中或多或少地對(duì)公安機(jī)關(guān)的偵破案有一個(gè)了解,那我們的失效分析對(duì)于葉片也是一樣的,我們要通過(guò)偵破案找出完整的證據(jù)鏈,比如說(shuō)從葉片的程序、范圍以及數(shù)據(jù)這一塊通過(guò)各種渠道、工具、檢驗(yàn)設(shè)備找出葉片失效的根本原因。以上是三個(gè)方面:葉片、機(jī)組和環(huán)境。葉片主要是設(shè)計(jì)認(rèn)證、工藝驗(yàn)證、材料檢驗(yàn)、過(guò)程控制和報(bào)告管控;機(jī)組是振動(dòng)數(shù)據(jù)、偏航數(shù)據(jù)、變槳數(shù)據(jù)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度和功率曲線(xiàn);環(huán)境包括溫度、雷擊、覆冰狀況和湍流表現(xiàn)。
第三部分檢測(cè)項(xiàng)目。
我主要分享一下我們找葉片失效分析原因的時(shí)候主要集中在哪些數(shù)據(jù),對(duì)它需要檢測(cè)。首先是安裝參數(shù)主要是0刻度銘牌還有螺栓同軸度,還有關(guān)鍵尺寸以及材料性能、以及制造缺陷,制造缺陷主要包括褶皺、干纖維以及處置,材料性能主要是玻璃鋼粘接膠,玻璃鋼樹(shù)酯含量、導(dǎo)線(xiàn)電阻率的分析。
這里的案例是分析一下我們究竟是如何分析葉片失效的原因。
沿海某風(fēng)電廠有1支葉片從距離葉根11木左右折斷,葉尖丟失,當(dāng)時(shí)塔架上有條狀紅色痕跡,對(duì)應(yīng)位置沒(méi)有發(fā)現(xiàn)凹陷。剛說(shuō)主要是從現(xiàn)場(chǎng)端和工廠端進(jìn)行分析,那現(xiàn)場(chǎng)端主要是對(duì)機(jī)組進(jìn)行分析,首先是機(jī)組運(yùn)行程序,當(dāng)時(shí)是同場(chǎng)其他機(jī)組運(yùn)行狀況良好,程序配置無(wú)異常,但是風(fēng)速變化有一個(gè)急劇的變化,風(fēng)速變化大于標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速變化范圍15,風(fēng)向角度不同,風(fēng)向角度偏差是大于最大變化范圍值,振動(dòng)數(shù)據(jù)和變漿電機(jī)溫度均未出現(xiàn)異常,葉片角度及變漿時(shí)變漿電機(jī)間溫度無(wú)差別。風(fēng)資源主要是從風(fēng)頻、風(fēng)速、湍流指數(shù)、功率曲線(xiàn)和風(fēng)況影響的分析。全場(chǎng)10分鐘平均風(fēng)速為5.97米 /s,滿(mǎn)足機(jī)組設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),風(fēng)速變化統(tǒng)計(jì)全場(chǎng)半年10分鐘運(yùn)行數(shù)據(jù),得到平均風(fēng)速、最大風(fēng)速和最小風(fēng)速的月變化,斷流指數(shù)全場(chǎng)機(jī)組湍流水平較為一致,該機(jī)組湍流水平在全場(chǎng)范圍內(nèi)為中等水平,我們發(fā)現(xiàn)權(quán)場(chǎng)機(jī)組功率曲線(xiàn)來(lái)看該機(jī)組在運(yùn)行期間機(jī)組性能良好,針對(duì)故障時(shí)刻的風(fēng)速快速變化實(shí)際載荷小于設(shè)計(jì)載荷。接下來(lái)是現(xiàn)場(chǎng)端的雷擊分析當(dāng)?shù)貧夂蚶妆┤帐?0-40天,屬于“多雷區(qū)”。事故期間屬于雷雨天氣。
以上是我們的現(xiàn)場(chǎng)端分析,接下來(lái)是工廠端。工廠端主要是葉片 的設(shè)計(jì)認(rèn)證、燃料檢驗(yàn)還有制造過(guò)程、返廠檢修等方面。葉片經(jīng)過(guò)了靜力試驗(yàn)及疲勞試驗(yàn)驗(yàn)證,取得的GL認(rèn)證證書(shū),根據(jù)葉片設(shè)計(jì)模型對(duì)該葉片進(jìn)行IFF和曲面的校準(zhǔn)。查葉片安裝質(zhì)量驗(yàn)收記錄表,未發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的損傷。
工廠端主要對(duì)六個(gè)方面進(jìn)行追溯。人員的話(huà)發(fā)現(xiàn)操作人員和質(zhì)檢員都按員工培訓(xùn)體系完成的相關(guān)培訓(xùn),有上崗資格證。還有設(shè)備是故障葉片生產(chǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)間段的主模具、樹(shù)脂混膠機(jī)等有相關(guān)的記錄,并且記錄完整。材料該葉片使用的原材料有第三方的報(bào)告,并且有合格證,檢驗(yàn)結(jié)果滿(mǎn)足要求。葉片生產(chǎn)是全部按照不符合項(xiàng)管理制度進(jìn)行了維修閉環(huán)。檢測(cè)是對(duì)粘接面有一個(gè)無(wú)損測(cè)試。以上是生產(chǎn)過(guò)程的追溯。
葉片返廠分析過(guò)程。主要是以下六個(gè)方面:一個(gè)是返廠故障葉片拼接,對(duì)于拼接后我們對(duì)于各個(gè)位置進(jìn)行了尺寸標(biāo)注;還有缺失位置檢查建立了缺失位置模型圖,確定了三個(gè)主要斷點(diǎn),葉根11.7米左右,葉中33米 和葉尖的57米處,還有進(jìn)行外觀檢查,雷電系統(tǒng)保證前緣的49米出左右有一個(gè)小孔有可能是遭受過(guò)雷擊。最后發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生葉片失效的根本原因是一開(kāi)始惡劣的風(fēng)況 導(dǎo)致扭矩發(fā)生局部開(kāi)裂,持續(xù)發(fā)展初始斷口破壞嚴(yán)重,腹板潰散,蒙皮幾主梁分層,葉片整體斷裂,還有故障機(jī)組有可能遭受過(guò)雷擊的破壞。
高強(qiáng)度緊固螺栓是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重要部件,在使用過(guò)程中由于螺栓本身材質(zhì)、加工成形工藝、安裝及使用環(huán)境等因素,禁錮螺栓在長(zhǎng)期服役的情況下會(huì)經(jīng)受外界較大的循環(huán)載荷作用,會(huì)發(fā)生緩慢的、持續(xù)的微區(qū)塑性變形,從而使螺栓容易出現(xiàn)疲勞。對(duì)于螺栓的失效我們?cè)趺捶治觯恐饕菙嗫诘暮暧^形貌分析,還有就是化學(xué)成份、力學(xué)性能分析,化學(xué)成分主要是對(duì)材料的化學(xué)組成成分進(jìn)行分析,力學(xué)性能主要是對(duì)抗拉等進(jìn)行分析。
以上就是關(guān)于葉片失效的分享,我們都知道所有的葉片失效都是事后分析,為了避免發(fā)生更大的事故,我們只能做事前的分分享。我們作為第三方,主要是以提供全面的技術(shù)支持,二是在所有的檢測(cè)中涉及到數(shù)據(jù)我們都是參與然后取樣檢測(cè)出具第三方具有CNAS、CMA的報(bào)告,還有協(xié)助工廠端出具失效數(shù)據(jù)的報(bào)告。接下來(lái)我主要介紹一下我們中心。
我們中心是2015年12月21日成立,它是國(guó)內(nèi)首個(gè)國(guó)家級(jí)綜合性第三方檢驗(yàn)中心,中心主要有三部分組成:分別是蘭州的技術(shù)研發(fā)中心,九泉實(shí)驗(yàn)室和正在規(guī)劃建設(shè)的試驗(yàn)風(fēng)場(chǎng)。蘭州的研發(fā)中心主要標(biāo)準(zhǔn)的修訂,承建國(guó)際國(guó)內(nèi)的技術(shù)交流,試驗(yàn)風(fēng)場(chǎng)正在規(guī)劃籌建中。主要講一下九泉的試驗(yàn)基地,九泉實(shí)驗(yàn)室有葉片檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室、無(wú)損檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室、復(fù)材檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室、油品檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室、金屬檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室、風(fēng)電機(jī)組綜合性能實(shí)驗(yàn)室、塔架檢驗(yàn)室和在 役機(jī)組實(shí)驗(yàn)室。無(wú)損檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室、復(fù)合材料檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室還有金屬檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室是對(duì)葉片的原材料還有風(fēng)電的結(jié)構(gòu)鋼板等進(jìn)行原材料的理化性能測(cè)試。還有風(fēng)電機(jī)組檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室主要是有一個(gè)測(cè)試平臺(tái)和移動(dòng)檢測(cè)車(chē),它是對(duì)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè),油品檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室和在 役檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室主要對(duì)在 役機(jī)組進(jìn)行監(jiān)測(cè),塔架檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室主要對(duì)塔桶的第三方監(jiān)測(cè)。
這是我們的合作單位,上面是我們的業(yè)主單位,中間是我們的客戶(hù)群體,下面是我們的技術(shù)合作單位。我們也是和中電聯(lián)有長(zhǎng)期的技術(shù)檢測(cè)合作,我們的報(bào)告都是獲得重電聯(lián)司法鑒定中心的認(rèn)可。
以上是我的葉片失效分析的簡(jiǎn)要介紹,希望大家能夠幫助到大家,謝謝。
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