2024風電場在役葉片維修全過程質(zhì)量控制技術要求

風電場在役葉片維修全過程質(zhì)量控制技術要求2024CONTENTS目錄一、風電場在役葉片維修現(xiàn)狀二、在役葉片缺陷定義及分級三、維修全過程質(zhì)量控制技術要求四、在役葉片維修后驗證跟蹤一、風電場在役葉片維修現(xiàn)狀

葉片是風電機組最關鍵的部件之一，其可靠的質(zhì)量是機組長期安全穩(wěn)定運行的重要保障，風電場機組一般要面對風吹、日曬、雷擊、腐蝕等復雜惡劣環(huán)境，運行中難免出現(xiàn)缺陷損傷等問題。目前，行業(yè)內(nèi)無明確統(tǒng)一的標準及規(guī)范來管控在役風電葉片缺陷維修過程質(zhì)量，同時由于風電葉片維修行業(yè)門檻低、人員專業(yè)性不足和質(zhì)量觀念差等，導致風電場在役風電葉片缺陷維修不規(guī)范，缺陷問題重復出現(xiàn)并加劇，甚至導致機組倒塌失效情況發(fā)生，給機組運行帶來巨大安全隱患和重大經(jīng)濟損失。葉片用材料類型“小飛人”檢查葉片修型不合格二、在役葉片缺陷定義及分級葉片結構圖根據(jù)葉片承載結構進行區(qū)域劃分：?A類區(qū)域/重要區(qū)域：根端螺栓連接區(qū)域、根端至最大弦長區(qū)域、粘接區(qū)域、后緣UD區(qū)域、主輔梁區(qū)域。?B類區(qū)域/次重要區(qū)域：除A類區(qū)域外最大弦長至葉身50%長度區(qū)域（以100m葉片為例B類區(qū)域覆蓋至50m位置）。?C類區(qū)域/一般重要區(qū)域：除A/B類區(qū)域以外的其他蒙皮芯材結構區(qū)域。

目前行業(yè)內(nèi)還缺少針對在役風電葉片缺陷分級的國家標準和行業(yè)統(tǒng)一標準，根據(jù)缺陷對葉片結構安全、性能或使用壽命的影響程度，葉片本身的損傷程度，對在役葉片缺陷進行分類。二、在役葉片缺陷定義及分級等級定義處置措施I級指葉片輕微質(zhì)量缺陷，僅對葉片局部區(qū)域產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生較小的影響。該等級缺陷現(xiàn)場可由質(zhì)量人員確認，按照工藝操作規(guī)范更正或相關葉片維修大綱補償維修即可重新安裝或補償維修II級指對葉片結構安全、性能或使用壽命有較大影響的缺陷。該等級缺陷需由葉片生產(chǎn)廠家組織工藝、質(zhì)量共同確定處置方法結構維修III級指對葉片結構安全、性能或使用壽命有重大影響的缺陷。該等級缺陷需由葉片生產(chǎn)廠家組織工藝、研發(fā)/設計等部門專家評審處置，若可維修，所出具的維修處置方案需通過工藝、研發(fā)/設計等部門專家評審；如不可維修，葉片需進行報廢處理結構維修或報廢前緣腐蝕殼體玻璃鋼褶皺發(fā)白后緣開裂三、維修全過程質(zhì)量控制技術要求

在役風電葉片出現(xiàn)缺陷后，會直接導致風電場業(yè)主的利益損失（葉片停機維修或倒塔事故）。在對相關缺陷進行維修后，維修后葉片質(zhì)量需要達到在機組設計壽命期間保證機組安全運行的水平。

在役風電葉片維修質(zhì)量控制應采用“過程方法”和“P-D-C-A”循環(huán)模式，強調(diào)維修質(zhì)量及過程控制的預先策劃和設計，在維修工藝的設計和實施過程中采用適用的統(tǒng)計技術，例如，F(xiàn)EMA分析（失效模型及影響分析），關鍵生產(chǎn)過程的SPC控制（統(tǒng)計過程控制），持續(xù)改進維修過程技術要求，保證維修的高質(zhì)量水平、技術穩(wěn)定性和一致性。3.1維修全過程質(zhì)量控制理念三、維修全過程質(zhì)量控制技術要求3.1維修全過程質(zhì)量控制理念維修服務要求評審維修工藝設計維修服務過程維修結果跟蹤結構校核計算試驗驗證維修資源人力、設備，環(huán)境、材料、技術支持關鍵質(zhì)量控制點CTQ不合格處置及處理檢試驗設備配置、檢定、維護維修全過程質(zhì)量控制流程三、維修全過程質(zhì)量控制技術要求3.2維修服務全過程控制-結構校核

對于在役風電葉片缺陷維修，在結構校核過程中，應考慮維修對在役運行壽命造成的結構強度衰減（與葉片生產(chǎn)對比），建立維修后葉片有限元模型，并按照IEC61400-5或GL2010、DNVGL-ST-0376等標準進行葉片強度和穩(wěn)定性分析。結構校核維修后葉片強度維修后葉片穩(wěn)定性IEC61400-5或GL2010、DNVGL-ST-0376等標準極限強度分析，分為纖維失效分析、纖維間失效分析，需綜合考慮用于極限強度分析的材料安全系數(shù)、載荷、失效準則等，分析驗證葉片的全尺寸有限元計算結果是否滿足葉片標準的要求。1）穩(wěn)定性分析即葉片整體屈曲，需綜合考慮用于屈曲分析的材料安全系數(shù)、載荷等，分析驗證葉片的全尺寸有限元的屈曲因子是否滿足葉片的穩(wěn)定性要求；2）需考慮維修后葉片的質(zhì)量、頻率、質(zhì)量矩的變化以及對機組造成的影響，避免同一機組三支葉片套內(nèi)互差不滿足設計要求或葉片參數(shù)變化過大對機組產(chǎn)生重大風險。三、維修全過程質(zhì)量控制技術要求3.2維修服務全過程控制-工藝設計維修主要工藝（玻璃鋼缺陷）真空灌注手糊袋壓手糊在打磨后的維修區(qū)域內(nèi)先鋪“干”增強材料，然后鋪設真空袋膜，保證維修區(qū)域真空系統(tǒng)形成一個負壓，利用該負壓將樹脂通過預鋪的管路壓入纖維層中，讓樹脂浸潤增強材料并充滿整個維修區(qū)域。一些特殊區(qū)域，如主梁、后緣梁，需要采用真空灌注成型工藝。因為這些區(qū)域在整個風電葉片中起到關鍵作用，所以對其要求比較嚴格將纖維基材鋪放于打磨后的維修區(qū)域，然后用滾子或毛刷涂敷玻璃布和樹脂將纖維基材鋪放于打磨后的維修區(qū)域，然后用滾子或毛刷涂敷玻璃布和樹脂，最后鋪設真空系統(tǒng)，抽出多余樹脂和部分樹脂中混入的空氣三、維修全過程質(zhì)量控制技術要求3.2維修服務全過程控制-工藝設計相較于手糊袋壓和手糊，真空灌注是更接近于恢復葉片原結構的生產(chǎn)工藝，采用該維修工藝后維修區(qū)域樹脂含量較低，樹脂中氣泡少，可有效預防維修區(qū)域發(fā)白、干紗等缺陷的產(chǎn)生。在役葉片的維修一般是在高空吊籃或平臺上進行，真空系統(tǒng)建立相對困難。對于葉片不容易保壓的區(qū)域，如前緣、后緣等，可以采用手糊袋壓的方式進行維修。采用真空灌注和手糊袋壓方式進行維修時，真空度應參考當?shù)卮髿鈮涸O置，太高可能導致無法實現(xiàn)，太低會導致維修后玻璃鋼樹脂含量太高而影響玻璃鋼結構強度要求。對于在役風電葉片重大缺陷，建議將葉片吊至地面后，采用真空灌注方式進行維修。三、維修全過程質(zhì)量控制技術要求3.3維修服務全過程控制-試驗驗證對于存在關鍵位置重大缺陷和批次性重大缺陷的葉片，建議在葉片校核后，對維修后葉片進行試驗驗證。維修后葉片一般應按照IEC61400-23標準進行全尺寸試驗，此外，也可通過維修區(qū)域的部件級試驗來驗證。靜力試驗疲勞試驗應至少在最大揮舞、最小揮舞、最大擺振、最小擺陣四個方向上進行。試驗施加的目標載荷應大于設計載荷，以抵償葉片全生命周期內(nèi)溫度、濕度、生產(chǎn)（葉片間的差異）和其他環(huán)境方面的影響最常用的疲勞試驗方法，是在固有頻率下通過固定在葉片上偏心質(zhì)量塊的旋轉來激發(fā)葉片。通過控制偏心質(zhì)量塊的旋轉，把葉片的主要部分加載至目標載荷。三、維修全過程質(zhì)量控制技術要求3.4維修服務全過程實施-維修關鍵因素維修人員應熟悉葉片的基本結構，經(jīng)過專業(yè)培訓并取得上崗證（如GWO培訓認證）。了解葉片常用的原材料、成型工藝和質(zhì)量控制要求在役風電葉片重大缺陷維修前，維修人員應進行技術交底，并嚴格按照維修方案執(zhí)行。設備一般包括測量工具、電動工具、手動工具、個人防護用品等，應具備相應功能性和安全性在維修過程中，應按要求對設備進行定期檢定和校準，以及進行日常維護和保養(yǎng)，并做好相關記錄原材料原材料采購時材料的規(guī)格型號要與維修方案保持一致，包括名稱、廠家、規(guī)格型號、批次號、出廠檢驗報告和用量等信息，材料合格證和入廠復檢報告檢驗項目要符合標準要求采購驗收時要進行原材料外觀檢查，禁止使用出現(xiàn)損壞或污染情況的材料現(xiàn)場材料存儲時尤其注意樹脂類化學品材料的防護要求，包括防塵、防雨水、防潮、防陽光直射環(huán)境要求應考慮溫度、濕度、風速等環(huán)境因素對維修質(zhì)量的影響溫度會影響樹脂灌注進度：溫度過低，樹脂流動過慢，維修區(qū)域局部可能灌注不透；溫度過高，樹脂在灌注過程中可能直接固化濕度過大，維修區(qū)域表面、玻纖布和樹脂中會含有較多水分，影響樹脂熱固化放熱過程，導致樹脂固化Tg值（玻璃化轉變溫度）降低，出現(xiàn)發(fā)白問題，影響玻璃鋼結構強度風速過大，影響吊籃或平臺穩(wěn)定性，對維修質(zhì)量的穩(wěn)定性和人員安全造成較大隱患一般要求，溫度15~35℃，濕度＜85%，風速＜8m/s三、維修全過程質(zhì)量控制技術要求3.5維修服務全過程實施-維修關鍵質(zhì)量控制點（CTQ）打磨鋪布灌注加熱固化修型涂裝維修區(qū)域打磨，應平順，不能過渡打磨和欠打磨鋪布應按照順序平順鋪放；錯層軸向和弦向滿足工藝要求；注意纖維方向；三軸布應注意0°線朝向樹脂和固化劑混合比滿足工藝要求；混合均勻；流道布置合理，樹脂由下側向上側流動；灌注過程中，注意開關管順序，樹脂流速穩(wěn)定使用熱風槍或加熱毯對維修區(qū)域進行加熱，使其固化。在加熱過程中要按工藝文件要求，嚴格控制加熱溫度和時間打磨粗糙面，輥涂膩子及修型，涂針孔膩子，輥涂及修型；濕膜厚度符合要求；油漆固化良好，無漏底、針孔、顆粒等缺陷錯層打磨要求拉擠板？三、維修全過程質(zhì)量控制技術要求3.5維修服務全過程實施-維修關鍵質(zhì)量控制點（CTQ）打磨鋪布灌注加熱固化修型涂裝維修區(qū)域打磨，應平順，不能過渡打磨和欠打磨鋪布應按照順序平順鋪放；錯層軸向和弦向滿足工藝要求；注意纖維方向；三軸布應注意0°線朝向樹脂和固化劑混合比滿足工藝要求；混合均勻；流道布置合理，樹脂由下側向上側流動；灌注過程中，注意開關管順序，樹脂流速穩(wěn)定使用熱風槍或加熱毯對維修區(qū)域進行加熱，使其固化。在加熱過程中要按工藝文件要求，嚴格控制加熱溫度和時間打磨粗糙面，輥涂膩子及修型，涂針孔膩子，輥涂及修型；濕膜厚度符合要求；油漆固化良好，無漏底、針孔、顆粒等缺陷鋪層要求打磨掉n層玻纖布，鋪放n+1層相應規(guī)格玻纖布，第n+1層與第n層的纖維布種類相同，纖維布面積根據(jù)不合格區(qū)域面積和錯層要求制定，由小到大按照錯層鋪設，最后一層需覆蓋整個打磨面三、維修全過程質(zhì)量控制技術要求3.5維修服務全過程實施-維修關鍵質(zhì)量控制點（CTQ）打磨鋪布灌注加熱固化修型涂裝維修區(qū)域打磨，應平順，不能過渡打磨和欠打磨鋪布應按照順序平順鋪放；錯層軸向和弦向滿足工藝要求；注意纖維方向；三軸布應注意0°線朝向樹脂和固化劑混合比滿足工藝要求；混合均勻；流道布置合理，樹脂由下側向上側流動；灌注過程中，注意開關管順序，樹脂流速穩(wěn)定使用熱風槍或加熱毯對維修區(qū)域進行加熱，使其固化。在加熱過程中要按工藝文件要求，嚴格控制加熱溫度和時間打磨粗糙面，輥涂膩子及修型，涂針孔膩子，輥涂及修型；濕膜厚度符合要求；油漆固化良好，無漏底、針孔、顆粒等缺陷灌注要求1）根據(jù)維修工藝要求鋪設真空膠條、多孔膜、導流網(wǎng)、脫模布，包覆雙層真空膜。2）真空保壓合格；3）關閉注膠管，保持真空泵一直處于抽氣狀態(tài)三、維修全過程質(zhì)量控制技術要求3.5維修服務全過程實施-維修關鍵質(zhì)量控制點（CTQ）打磨鋪布灌注加熱固化修型涂裝維修區(qū)域打磨，應平順，不能過渡打磨和欠打磨鋪布應按照順序平順鋪放；錯層軸向和弦向滿足工藝要求；注意纖維方向；三軸布應注意0°線朝向樹脂和固化劑混合比滿足工藝要求；混合均勻；流道布置合理，樹脂由下側向上側流動；灌注過程中，注意開關管順序，樹脂流速穩(wěn)定使用熱風槍或加熱毯對維修區(qū)域進行加熱，使其固化。在加熱過程中要按工藝文件要求，嚴格控制加熱溫度和時間打磨粗糙面，輥涂膩子及修型，涂針孔膩子，輥涂及修型；濕膜厚度符合要求；油漆固化良好，無漏底、針孔、顆粒等缺陷固化要求1）要求固化過程中溫度能實時顯示或檢測到，如測溫槍溫度顯示儀等設備；2）控制固化起始和過程溫度，記錄過程溫度；3）固化TG或硬度要求：三、維修全過程質(zhì)量控制技術要求3.5維修服務全過程實施-維修關鍵質(zhì)量控制點（CTQ）打磨鋪布灌注加熱固化修型涂裝維修區(qū)域打磨，應平順，不能過渡打磨和欠打磨鋪布應按照順序平順鋪放；錯層軸向和弦向滿足工藝要求；注意纖維方向；三軸布應注意0°線朝向樹脂和固化劑混合比滿足工藝要求；混合均勻；流道布置合理，樹脂由下側向上側流動；灌注過程中，注意開關管順序，樹脂流速穩(wěn)定使用熱風槍或加熱毯對維修區(qū)域進行加熱，使其固化。在加熱過程中要按工藝文件要求，嚴格控制加熱溫度和時間打磨粗糙面，輥涂膩子及修型，涂針孔膩子，輥涂及修型；濕膜厚度符合要求；油漆固化良好，無漏底、針孔、顆粒等缺陷修型涂裝要求1）界面標準：干燥、潔凈、無污染、合理的粗糙度（80#砂紙）；2）厚度標準：膩子0.6mm~0.9mm，油漆0.125mm～0.15mm；3）氣泡標