风力发电机叶片中裂缝检测方案

应用案例FLR 使用先进的FLIR红外热像仪执行风力涡轮机叶片标准化测试 随着风力发电在全球的逐渐普及，风力涡轮机叶片在使用中损坏的案例越来越多。为了防止这种情况发生，著名的名国标准科学研究院 (KoreaResearch Institute of Standards and Science，简称KRISS)已在致力于开发出一系列用于检测风力涡轮机叶片的质量和运行情况的标准化测试。热像仪在这些质量测试中发挥关键作用。对FLIR Systems红外热像仪的初次体验，就让他们体会到热成像在这方面应用中的广阔前景。 KRISS成立于1975年，一直为国内的科技发展提供坚实的基础设施。作乍为检测和标准的代表性机构， KRISS一直在多个领域(包括航天，重化工业，半导体，船舶和车辆制造)的质量提升方面发挥着关键作用。除此之外， KRISS也一直致力于通过为中小企业提供技术支持，提高韩国国内的测试标准以达到发达国家的同等水平。 试及 红外成像测试国际标准(ISO/TC135/SC8)的主席和领导者，拥有决策权，因此KRISS正在研发广泛用于制造风力发电设施的金属和复合材质的国际热成像检测标准。 ◇FLIR 风力发电机叶片 风力发电机的叶片将风能转化成电能。通常根据发电能力的大小，，一个叶片可达几百米长，，十多吨重。风力发电机叶片由复合材料制造，虽很轻但非常坚固。但是，在制造和检测过程中要承受持续的重压，会导致叶片 出现裂缝。正因如此，比韩国更早引入风电的欧洲国家已出现多例叶片在运行过程中损坏的案例。 鉴于这些问题， KRISS已经开始风力涡轮机叶片无损检测标准的研究。方面，是他们希望可以阻止安装在大关岭，西海岸和济州岛的风力发电机出现过失事故；另一方面的原因是他们想要积极支持该项研究加入国际安全标准，这也是一个全行业都在热切盼望的成果。 传统的叶片检测方法 检测叶片和发现叶片瑕疵的方法有很多，包括直接接触检测和超声波检测。但是，每种检测都有其劣势。超声波检测法由于复合材料的声音差异很难轻易识别出瑕疵。并且，超声波检测法只能检测局部区域，也就意味检测一个叶片(通常有百米多长)需要花费很多的时间和精力。 目视检测或直接接触检测包括人工检测叶片裂缝。这种方法经常同超声波检测结合使用，但是也有其局限性。目视检测的最大弊端就是无法提前检测到叶片中隐藏的细微裂缝。 热成像应用于叶片检测基于主动红外热成像技术的无损检测是个很好的选择。同其他方法相比，热成 像减少了扫描大型物体的时间和工作量，并且无需再进行直接接触检测。再加上，热成像技术操作也更加简 崔博士和他的助手一起在实验室 叶片尾部检测出分层 单。为了进行检测， KRISS选择了高分辨率的FLIR SC5200红外热像仪。 同超声波检测相比，热成像检测能够通过温差所反映的被检测物体的不均匀性，提前识别出异常现象。这样就能在问题的初期维修或更换风力发电机叶片。此外，热成像还是一种无接触检测方法，这样KRISS就可以在现场进行即时检测，无需拆卸叶片。 崔满永博士是韩国无损测试学会的副主席，目前他在带领无损测试技术国际标准化的研究。对于使用热像仪检测复合材料包括风力发电机叶片的缺陷，崔满永博士评价说：“我们最近正在使用FLIR红外热像仪进行研究，目的就是开发国际标准。现在经过两年的努力，我们已经看到了喜人的结果。FLIR SC5200是我们的最佳选择。高分辨率的SC5200具有红外成像检测所需的各项功能，比如其高热灵敏度和高速热成像。 被动红外热成像是一种手动接受检测物发出的能量并进行解读的技术，而 主动红外热成像检测是在被检测物体上使用卤素灯、闪光灯、超声波、感应电流或热风枪之后，检测物体发出的能量的异常移动。 标准研发 KRISS正在量化风力发电机叶片的测试，并继续研究开发一套标准化的缺陷识别方法和测试系统。这项研究开始于5年前，将在2013年结束。为了给无损红外热成像检测制定标准， KRISS需要为检测方法，检测工具，检测人员资格认证均制定标准。这是无损检测的量化任务。 KRISS已经通过在玻璃纤维复合材料(GFRP)1中制造人工缺陷样本，开始了超声波检测和热成像检测的比较试验。初期实验结果显示，热成像大幅度的减少了检测的时间和工作量，并且热像仪能够提供非常可靠的检测结果。 ( 图片： ：韩国标准科学研究院 (KRISS) ) www.flir.com 叶片尾部检测出杂质