Discover蓄电池风力发电机组叶片表面涂层裂纹浅析

关键词：风电叶片；缺点；外表裂纹；叶片涂层

引言

通过十余年的高速开展，风力发电商场现已变得十分庞大，据统计，目前在运转发电的风机现已超越七万台，即有超越20万支叶片在天空运转发电，这些运转的叶片中，每年约有0.05%的叶片会因为各种原因呈现开裂损毁事端。

叶片设计寿数都是20年，所有叶片在批量化生产前，都必须通过各种实验，并取得了相关资质认证。叶片在生产过程，只要没有重大质量缺点，叶片挂机运转前期（1~3年），都是不会呈现开裂事端的。可是，叶片运转一旦进入中期，也便是挂机3~5年后，在反复的疲劳载荷效果下，叶片制造时残留的制造缺点就会展示出来，很多叶片开端呈现局部开裂、分层等的问题，部分严重的就会发生开裂。每一次叶片开裂都属于重大事端，将对风电场造成比较大的损失。叶片开裂的原因大多数都是因为缺点没能及时发现并修正，在疲劳运转下裂纹不断扩展，最终才呈现叶片失稳开裂。假如咱们能够及时发现这些缺点，在缺点没有扩展前进行有效修正，就能够避免大多数叶片开裂事端的发生。

叶片外表裂纹发生的原因首要有以下两种，第一便是涂层自身耐候性（耐紫外、风沙、雨蚀等）不满足设计要求，整体呈现龟裂等；第二种便是涂层底部的玻璃钢部分存在缺点，导致叶片运转过程中呈现应力会集，在涂层面上表现出来。本文首要对第二种原因进行了探究。

1实验部分

咱们选择了一个位于内蒙古东部的现已发电四年某风电场，该风电场的叶片从前呈现过两起叶片开裂事端。为了能够防备叶片开裂事端的发生，咱们对开裂叶片和在运转的叶片进行了深入研讨，获得很多可喜的成果。在对一百多支叶片进行体系的排查后，概括出如下4种首要的叶片外表裂纹：平行涣散裂纹、不规则龟裂、弦向密布裂纹和根端斜向宽裂纹。下面是对这几种裂纹进行详细打磨分析。

1.1涣散的平行裂纹

裂纹特征：裂纹间距在5mm~20mm之间，首要裂纹相对平行。这类裂纹在叶片所有区域都存在散布，多发于油漆修补区域。

对裂纹外表油漆进行打磨，呈现以下两种首要状况：1）裂纹只存在于表层油漆，底层修型腻子外表可见细纹，但没有扩展到修型腻子底部。2）呈现多层外表油漆。无论是哪一种状况，底层玻璃钢均没有呈现发白或许分层痕迹。

1.2不规则龟裂

裂纹特征：裂纹纵横交错，没有显着的大小和几许特点。这类裂纹首要散布在油漆修补区域、叶片中部接近尾缘区域以及叶根。对裂纹外表油漆进行打磨，呈现以下两种首要状况：1）底层修型腻子十分厚，龟裂只存在于外表漆层，底漆和腻子上可见裂纹痕迹，还没有向下持续扩展。2）腻子很脆，并与玻璃钢层呈现脱离。

1.3弦向密布裂纹

裂纹特征：裂纹会集散布在50mm~100mm的一个狭长地带，裂纹空隙基本小于3mm。这类裂纹首要散布在主梁（也称为大梁）区域；也见于蒙皮区域。如图（1）

图（1）

将裂纹外表油漆打磨后，也分两种首要状况：1）底部玻璃钢严重发白。如图2。2）底部玻璃钢与夹心结构现已分层。如图3.

图（2）图（3）

可见，这类裂纹的呈现一般伴随着玻璃钢层现已呈现发白与分层。咱们同时还发现，部分发白现已显着扩展到主梁的整个横截面，随时或许呈现开裂失稳的或许。

1.4根端斜向宽裂纹

裂纹特征：裂纹条数较少，与轴线呈30~60°夹角，趋于会集。这类裂纹首要散布在叶片根端1m~4m区域。裂纹打磨后，一般为玻璃钢凹槽或许带有富树脂痕迹的玻璃钢。深度打磨也没有发现发白和分层痕迹。阐明这种裂纹暂时没有危及叶片安全的或许性。

2原因分析

叶片外表涂层裂纹的发生，首要是因为涂层底层玻璃钢受力的成果。但叶片在设计之初，涂层的模量一般都大于玻璃钢的模量，当玻璃钢受力正常时，外表涂层是不会呈现裂纹的。只有当受力不均衡或许应变超出最大允许幅值时，涂层外表才会呈现裂纹。

对涣散的平行裂纹和外表不规则龟裂进行打磨后，底层玻璃钢虽然没有发现缺点，可是这些裂纹所在区域要么存在修补或许底部修型腻子过厚的状况，要么存在腻子比较脆，与玻璃钢结合界面脱离。所以，这些裂纹发生的首要原因在于涂层本体。修型腻子过厚和腻子与玻璃钢结合面脱离，都会导致外表油漆受力不均，长时间循环受力后，呈现了较为涣散的裂纹。

而外表弦向密布裂纹和根端斜向宽裂纹在打磨后，发现底部玻璃钢存在分层、发白和褶皱等缺点。外表涂层裂纹都是单一或许区域密布型，与该区域的玻璃钢存在应力会集是彻底对应的。正如大家所熟知的，玻璃钢在循环载荷效果下，其缺点区域会呈现应力会集。假如缺点在某个时间突然失效，那么，其外表涂层就会呈现一个单一的较大裂纹。假如缺点在受力状况下缓慢失效，那么外表涂层将会在这一区域呈现会集的细微裂纹。

所以，当涂层某一区域呈现了单一的大裂纹或许十分会集的细裂纹时，其底部玻璃钢层一般都伴随着现已发生异常的缺点，需要尽快判定和处理。

3定论

对裂纹与底层玻璃钢的状况进行对比分析，首要定论如下：

3.1叶片外表涂层裂纹能够精确反映出玻璃钢层是否存在严重缺点；

3.2大范围涣散型裂纹一般只存在于叶片外表涂层；

3.3涂层中的会集型裂纹底部都有容易导致玻璃钢应力会集的缺点，如褶皱、分层。

通过长时间的数据积累和打磨研讨，咱们从叶片外表裂纹的形状中能够获得了很多叶片运转状况的信息。假如能够及时发现并处理，咱们是能够防备叶片开裂事端发生的。