[发明专利]一种风力机叶片主梁重大结构性损伤补强性修复方法有效

专利信息
申请号: 201911326171.2 申请日: 2019-12-20
公开(公告)号: CN111042997B 公开(公告)日: 2021-01-26
发明(设计)人: 李慧;王同光;包洪兵;陈程 申请(专利权)人: 南京航空航天大学;无锡风电设计研究院有限公司
主分类号: F03D80/50 分类号: F03D80/50
代理公司: 南京钟山专利代理有限公司 32252 代理人: 张明浩
地址: 210016 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 风力机 叶片 重大 结构性 损伤 补强性 修复 方法
【说明书】:

发明公开了一种风力机叶片主梁补强性修复方法,针对叶片主梁单向布破损层数超过10层的重大结构性损伤,采用的双搭接挖补补强性修复:即根据损伤部位,采用双搭接挖补修复方法。打磨漆面、蒙皮层和若干层主梁单向布铺层后,回填对应层预浸料搭接段单向布,若干层预浸料补强单向布和外蒙皮层。其中回填的搭接段单向布和补强单向布采用预浸料材料,这种补强性修复工艺为真空袋压成型方法。本发明恢复了随时可能折断的叶片的持续安全运行能力,突破叶片主梁修复的技术难题,为风力机叶片维护维修提供了一种新的方法。

技术领域

本发明涉及风力机叶片技术领域,尤其涉及一种风力机叶片主梁重大结构性损伤补强性修复方法。

背景技术

风力机经常运行于海边或偏僻的山顶野外,环境严酷。在我国某些地区运行的风力发电机组要承受更恶劣的环境条件,如东南沿海地区经常发生台风,中国北方冬季的低温等等。目前运行的风力机不能完全适应于我国的气候条件,以至于风电设备损坏和故障时有发生。叶片是风力发电机组中的关键部件之一,其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素。因此,风力机叶片的设计和制造质量水平十分重要,被视为风力发电系统的关键里程碑型部件。主梁是叶片结构的主要承力构件,其良好的强度和刚度特性是叶片结构设计的主要技术指标。

随着叶片长度的不断增长,同时带来叶片重量的增加,风电叶片虽然在设计时,赋予它足够的强度和刚度,但是在其20年的使用寿命中,也会像其他复合材料部件一样,出现各种各样的问题。叶片生产厂家一般对生产出的叶片给出3年到5年的质保期,但是,综合叶片生产厂家,主机生产厂家和风电场等各方面的信息,由于国内前期叶片技术的不成熟,对叶片没有完善的维护体系,导致现有大量的叶片在出了质保期后,在风压和旋转持续疲劳载荷的作用下,隐藏在叶片内部的缺陷逐渐显现出来,发生折断。风电场现在大量发生折断问题的叶片均为国内早期产品,市面上已经鲜有叶片生产厂家继续生产,重新定制一整台机组叶片(共3支)成本较高,而且周期较长。叶片修复的维修难点在于主梁损伤的维修,而目前,国内外还没有一种主梁重大结构性损伤的成熟修复方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种风力机叶片主梁重大结构性损伤补强性修复方法,解决现有技术空白,突破风力机叶片主梁维修的技术难题。

为实现上述技术目的,本发明采取的技术方案为:

一种风力机叶片主梁重大结构性损伤补强性修复方法,其中:包括以下步骤:

步骤一、找到风力机叶片主梁重大结构性损伤位置,以该位置为中心沿叶片展长方向上打磨叶片主梁漆面层和原始外蒙皮层,直至打磨到漏出主梁单向布;

步骤二、将风力机叶片主梁损伤部位的若干层主梁单向布采用沿叶片展长方向的双向错层搭接的方式移除,使风力机叶片主梁损伤部位形成阶梯状坑位;

步骤三、回填相同层数的预浸料搭接段单向布,每层预浸料搭接段单向布尺寸正好与相应层的、移除的主梁单向布尺寸相同,预浸料搭接段单向布将风力机叶片主梁损伤部位形成阶梯状坑位填平;

步骤四、在预浸料搭接段单向布外铺放若干层完全覆盖预浸料搭接段单向布的预浸料补强单向布,这若干层预浸料补强单向布的长度由下至上沿叶片展长方向或者沿叶片展长方向以及叶片弦长方向逐渐增加,使得上层的预浸料补强单向布完全覆盖下层的预浸料补强单向布;

步骤五、在步骤三、步骤四中,对风力机叶片主梁重大结构性损伤位置持续抽真空,使得回填预浸料搭接段单向布以及铺放预浸料补强单向布的过程在真空环境下进行;

步骤六、在预浸料补强单向布外铺放蒙皮层,蒙皮层完全覆盖预浸料补强单向布;在蒙皮层外涂覆漆面,待预浸料搭接段单向布和预浸料补强单向布固化后,风力机叶片主梁重大结构性损伤补强性修复完成。

为优化上述技术方案,采取的具体措施还包括:

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