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叶片维修工程

引言

沈阳吉地安风电科技有限公司叶片维修工程中心成立于2011年,专利致力于风力发电机组叶片及塔筒维护,叶片雷电性能测试等业务覆盖辽宁、吉林、黑龙江、新疆、甘肃、内蒙(呼市、赤峰、通辽)、山西、河北、云南、山东、江苏、安徽、广东等地区。目前拥有专业维修队伍26支,熟悉各种不同叶片结构体系,现场维修经验丰富。公司维修采用进口材料,按照标准化维修工艺步骤,维修过程全程拍照记录,确保叶片修复品质,可以提供三年质保。


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叶片维修

  采用自主研发专业叶片修复平台,现场无需拆卸安装,直接使用,缩短施工时间,工人安全措施到位,至今安全事故为零。使用V型平台可以2人同时施工,互不干扰,提高叶片维修效率,保证工程进度并减少发电量损失。

  公司叶片维修工程中心自成立以来客户满意度较好,经常受到业主表扬、质保期长、维修服务到位、维修水平及维修能力得到业内高度评价。


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叶片损伤原因

前后缘开裂

叶片生产过程中壳体前后缘上胶不规范,熬成前后缘局部缺胶,叶片24小时在空中工作,缺陷部位逐渐扩大,进而导致叶片前后缘开裂。


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壳体大面积损伤

叶片灌注过程中,表面大面积气泡不处理,叶片长期在恶劣环境中运行,引发气泡扩散,造成布层分离,最终引发壳体表面严重损伤,

导致壳体与主梁分离、破损、丢失。


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横向、纵向交叉裂纹

叶片生产过程中,壳体内部存在褶皱,长期运行过程中,载荷在此积累,造成壳体、主梁、芯材最大弦长附近,横向纵向交叉裂纹。


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叶尖雷击损伤

雷电流直接击到叶片表面造成叶片尖部炸裂、或击穿单侧壳体,致使叶片内部空气瞬间膨胀迎风后缘开裂破损。


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叶片根部裂纹至折断

叶片生产过程中,根部存在局部干纤维,叶片长期运行过程中导致根部裂纹至折断。


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叶片修复质量保证

叶片维修严格参照《吉地安叶片维修操作手册》,根据损伤程度及损伤区域进行等级分类,确定维修方案,选取维修材料及维修平台,保证修复位拉、压、弯、剪各项性能指标满足叶片安全运行标准,并恢复叶片表面气动外形,避免造成发电量损失。

一、维修原则:

在铺设新的玻璃纤维层时,材料规格型号和铺设顺序和缺陷区域原铺层相同,由小到大,打磨n层,修补n+1层,第n+1层与第n+1层纤维布规格型号相同,但比第n层大,要求覆盖整个维修区域,布层叶片长度方向错层>500mm,弦长方向错层>20mm。


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                                                                         打磨错层


二、维修方式:

1、手糊湿铺 纤维布损伤在2层及以内采用手糊湿铺。

2、真空袋压 纤维布损伤层数在3-5层以内采用手糊湿铺后真空袋压。

3、真空灌注 纤维布损伤层数在6-15层之内采用一次性或分布真空灌注。

4、预浸料 纤维布损伤层数在15层之外采用预浸料配合真空袋压。


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                               真空灌注                                                                     真空袋压       


三、材料固化

玻璃纤维增强环氧树脂复合材料必须严格按照材料混合比例进行均匀混合,并参照不同材料使用手册进行初固化(温度25-30度,约3小时)和二次固化(温度50-70度,约5小时),保证材料固化强度及韧性,防止爆聚、缺胶、浸润不良等现象发生。


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                                 初固化                                                                       二次固化


四、检测手段

现场叶片维修由于地理条件及气候不同会对叶片维修质量造成影响,必须严格遵照“能修必修,修必修好”的原则进行现场施工,并将现场维修材料两块寄回实验室进行检验,通过TG值及材料拉压弯剪强度判断叶片维修质量。

1、拉伸性能测试 测量复合材料的轴向拉伸强度。

2、弯曲性能测试 测量复合材料及芯材的弯曲强度、韧性。

3、燃烧试验 检测复合材料树脂及玻纤的混合比例,判断是否存在富树脂及干纱。

4、TG值检测 检测现场材料固化程度,判断是否存在伪固化现象。


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                                拉伸试验                                                                        弯曲试验


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                               燃烧试验                                                                       TG值检测

维修材料体系

  根据国内外叶片生产材料体系(聚酯和环氧)不同,叶片维修全部采用与叶片生产材料相匹配且高级别的进口材料,材料来源于美国、德国、意大利、西班牙、单买等进口品牌。


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                                 树脂、胶粘剂专区                                                                  表面涂层专区


树脂体系:汉森、亚仕兰、陶氏、固瑞特、亨斯曼等;

胶粘剂体系:汉森、亚仕兰、亨斯曼、西卡、固瑞特等;

表面涂层体系:博格林、佐敦、麦加、巴斯夫、美凯维奇、PPG等

专业叶片维修平台

  针对叶片损伤程度及损伤位置不同,我公司自主研发专业叶片检修平台,360度无死角全方位、全地域的对叶片进行全面检修,保证维修区域全面覆盖。

  单人平台:应用于叶片防雷导通测试及叶片尖部排水空疏通。

  一字型平台:应用于定桨距叶片背风面的维修及小叶尖的更换。

  V型平台:应用于中等程度的叶片维修,可两人独立同时施工,减少作业时间,提高叶片维修效率,以最快速度恢复叶片安全运行。

  回型平台:应用于严重叶片损伤,多人同时在平台内操作,可确保材料应用的有效性,保证修复质量。


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                                   单人平台                                                                          一字型平台


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                                      V型平台                                                                            回型平台

叶片维修前后对比

2015年3月辽宁龙源风力发电有限公司牛牦大山风电场19#风机叶片PS面壳体丢失9米SS面壳体丢失14米


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                        维修前                                                         维修中                                                     维修后


2014年9月华能中电长岛风力发电有限公司6#风机叶尖部SS面壳体丢失6.5米


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                            维修前                                                          维修中                                                    维修后


2013年7月中广核传到风力发电有限公司上川岛风电场66#风机叶尖PS面壳体损坏8米SS面壳体损坏2.5米


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                         维修前                                                          维修中                                                    维修后

            

叶片配重配对

  风力发电机组长期在恶劣条件下运行,不可避免会出现由于不同原因造成的叶片损伤,需要及时修复。甚至会出现无法修复的重大损伤缺陷,需要替换新的叶片,为了尽量消除存在的个体差异,通过每支叶片的原始数据进行对比计算,对三支叶片的质量和质量矩进行配平,通过叶片配重的方法使三支叶片达到平衡。完成后利用动平衡测试仪配合超低频振动传感器通过试重法惊醒诊断测量,确认无误后安全运行。


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                       叶片维修配重                                                                          叶片承重配对 


配重原理

质量平衡 MA ≈ MB MC

质量矩平衡

MA*LA MB*LB MC*LC

叶尖更换及变桨执行机构维修

  定桨距叶片的制动叶尖一旦面临导向轴破损,碳轴开裂,防雷失效等问题后,简单修复已经无法满足原产品要求,必须进行制动叶尖更换,变桨执行机构内部部件(钢丝绳、弹簧套筒、导向套、连接销等),若出现问题也必须进行备件替换。以保证设备安全高效运行。


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                                                                              小叶尖更换


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                                                                                          钢丝绳更换

前缘防护

对原有叶片前缘腐蚀进行修复处理,恢复叶片出厂状态。根据业主要求重塑高弹、耐候前缘保护漆或贴覆3M前缘保护膜。不仅能延长叶片使用寿命,降低遭受雷击概率,而且能提高3-4%的发电量。


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                                                                                        保护漆


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                                                                                        保护膜

塔筒及叶片清洗维护

  采用对叶片完全无腐蚀的进口中性清洗剂,配合高压水枪对叶片表面油污、静电灰、飞虫等进行清洗维护,不仅去污效果良好能提高美观度,而且能降低叶片遭受雷击的概率。根据风场清洗后的风机数据表明,同期可提高1%-2%的发电量。

自制专用塔筒清洗平台可同时三人进行施工,只需一次偏航便可达到整体塔筒清洗效果。缩短停机时间1/4以上,减少了发电量损失。配合自主研发专用清洗剂和塔筒专用防腐涂料,降低塔筒腐蚀风险,延长塔筒使用寿命。


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叶片检测

高空临近检查

  利用自主研发专业真空作业平台可两人同时高效的全方位近距离检查,借助邵氏硬度计、游标卡尺、塞尺、卷尺、长签、电钻、橡皮锤等工具进行距离测试。


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地面立体巡检

  地面巡检通过声音判定,利用高倍望远镜及长焦数码相机对叶片外表面进行高效率地排查,再利用无人机对叶片重点易损伤部位进行近距离检测,出具检查报告。


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防雷导通测试

  防雷导通测试作为叶片检测中最重要的一环,需两年进行一次全面检测,分段检查,消除隐患,确保防雷通道畅通,保证叶片安全进行。


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腔体内部检查

  采用叶片内窥镜爬行器对风场叶片腔体内部进行排查,对传统叶片质量排查的方式进行了弥补,可以充分了解叶片内部分层、裂纹

缺胶等缺陷,为了解叶片的健康状态提供强有力保障。


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叶片壁雷

  风电叶片因处于风电机组最高位,成为风电机组中受雷击概率最大的零部件之一。实际监测发现,距叶尖4米范围内,是被雷击概率最高的区域。我公司采用避雷措施:增加叶片片尖接闪器个数,增加接闪面积,提高接闪效率,将雷电引到接闪器上,从而避免雷击到叶片表面,保护发电机组正常运行。


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叶片除冰

  风力发电机组一般设在高山及沿海地区,这些地方冬季寒冷,湿度大。这类地方空气中存在着大量的小水滴。当叶片运转时撞击这些水滴,会使水滴覆盖在风电叶片表面,当温度降低,水滴就会迅速冻结成冰。风电叶片前缘是覆冰最严重的区域,且位置越往尖部,覆冰情况越严重。覆冰危害:导致风力发电机停机,发电量损失:会破坏叶片气动外形;叶片运行增加载荷,降低风力机组使用寿命;冰块坠落成为安全隐患。我公司利用碳布加热原理,将碳纤维加热布灌注到叶片前缘外表面,进行加热除冰处理。有点:出兵效果高,效果好,加热区域设计灵活。


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红外成像检测

  通过红外热成像检测并配合红外热波检测可以对叶片产生的分层,裂纹、芯材间隙、纤维褶皱粘连质量、主梁缺胶、气泡、浸渍不良等缺陷进行检测。

  红外热成像:初步检测叶片主体缺陷。

  红外热波成像:对局部载荷较大、形变较大、易产生裂纹部位进行重点排查。



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                                                                   热波成像图片


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部分业绩

部分业绩

          2012河北龙源围场风电场36台联合动力风机塔筒内外壁清洗工程
          2012阜新华能阜北风电场401台风机塔筒防腐工程
          2012河北龙源298台风机叶片防雷通道测试工程
          2012安徽龙源99台风机叶片防雷通道测试工程
          2012黑龙江龙源125台歌美飒风机叶片巡检工程
          2013沈阳龙源望海寺、法库东风电场25台歌美飒风机塔筒内外壁清洗工程
          2013宁夏龙源天净风电场80台风机叶片防雷通道测试工程
          2013河北龙源630台风机叶片防雷通道测试工程
          2013通辽华能99台风机叶片清洗塔筒防腐
          2013赤峰大唐新能源东山、塞罕坝风电场80台风机叶片损伤修复工程
          2014迅风风电场(竹子下,滴水湖项目)风机叶片导通性测试及高空检查
          2014营口风力发电风电场叶片损伤维护
          2014辽宁大唐国际法库风电场十间房项目风电机组桨叶维护
          2014中广核广东上川岛风电场2014年叶片维修施工
          2015烟台东源集团开发区风电有限公司大唐桂冠开发区叶片防雷检测工程
          2015天津国电洁能电力有限公司沙井子风电场接地导通测试
          2015赤峰唐能新能源有限公司大黑山风电场钢丝绳更换服务
          2015中广核大北山风电场航标漆喷涂及航空灯安装技术服务
          2015华锐风电(吉林)装备有限公司叶片修复
          2015丹东海洋红风力发电有限责任公司海洋红风电场叶片损坏技术服务
          2016中广核风力发电有限公司辽宁分公司中广核西中岛风电场叶片维修工程
          2016中科天道新能源有限公司黄岗梁风电场11号风机叶片维修
          2016三峡调兵山公司一期2台金风750KW机组叶尖维修
          2016天津国电洁能电力有限公司34台风机导通
          2016东电茂霖风能发展有限公司达里风电场塔筒清洗工程

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