一、叶片检测的背景

“双碳”政策背景下,风电作为我国可再生清洁能源的重要组成,未来将保持快速发展。通过前期文章的介绍,我们清楚风电的原理是利用风力带动风机叶片旋转,通过各类装置最终将风能转换为电能,满足日常生产和生活的用电需求。

作为其中的核心部件,叶片的尺寸和形状决定了能量转化效率,是保证机组运作性能和效率的关键所在。随着风力发电整机容量的持续增长,叶片的尺寸和面积不断增加,对其性能和质量的要求越来越高,如何在叶片制造和维护过程,高效率地完成检测工作是亟需解决的问题。同时,由于叶片的主流材质是玻璃纤维,壳体和腹板之间的粘接面存在胶层,二者的共同特性是声衰减特别大,这进一步加剧了叶片超声无损检测所面临的挑战。

图 1  风电叶片

如今,面对这个挑战,历经大量的现场测试和产品持续完善,SIUI自主研发出轮式探头风电叶片检测系统,为风机叶片的稳定运作保驾护航。

图 2  检测系统概览

二、轮式探头风电叶片检测系统

SIUI开发的轮式探头风电叶片检测系统,是基于超声相控阵轮式探头C扫描技术,在充满耦合剂(通常为水)的声学轮套内部,装配特制的玻璃纤维检测探头,形成一个效果堪比液浸法的应用解决方案。检测时,仅需在工件表面喷洒些许水即可完好耦合,获得良好的近表面分辨率力。结合扫查架采集的多个C 扫描图像,仪器和软件实时将这些图像合并,最终形成完整的检测图谱。

图 3  检测原理

轮式探头风电叶片检测系统主要由SyncScan相控阵超声成像检测仪、相控阵探头、轮式扫查架、耦合装置和成像分析软件组成。

图 4  轮式探头风电叶片检测系统构成

高穿透能力的探头突破声衰减的难题

针对叶片材质和粘接胶层的声衰减影响,SIUI采用低频相控阵探头加以解决。利用低频率和大晶片间距的设计概念,保证足够的穿透能力。辅以声学轮套实现堪比水浸法的条件,提高近叶片表面的分辨率,达到令人满意的检测效果。

良好的操作体验感,减少工作疲劳感

结合人体工程学考虑的轮式扫查架,对握持手感进行多次着重优化,合理布置的各类控制按键和操纵机构,实现仅需单手即可轻松完成检测的目标。

独特的小型化声学轮套和轻巧耐用的铝合金材料大面积使用,有效消除操作的疲劳感,这一切都明显提升了叶片检测工作的舒适感。

专业的检测流程,轻松高效完成检测

专用的叶片检测流程向导,具有模拟仿真、路径规划、图像校准、图像显示处理、检测结果缺陷自动识别和测量等丰富的实用功能,并可根据要求一键生成检测报告,便捷地查看、共享和进行数据管理。

用户按照向导步骤,仅需简单培训即可快速上手,高效率高质量地完成整个检测工作流程,输出符合标准和工艺要求的检测报告。

丰富的自定义视图,多维度全覆盖

系统支持多种自定义视图模式,包括同屏显示幅度、深度C扫描视图等,结合多个自定义的功能性闸门实时显示,给予用户足够的自由度,灵活配置出出符合自身使用习惯的操作界面,从多个维度、熟悉且直观地发现和测量出各种缺陷和尺寸当量,最大程度地减少漏检的可能性。

三、现场检测展示

图 5  叶片检测现场