1、葉片生產制造常見缺陷以及修補方案摘要Abstract第一章風機葉片目前的生產狀況以及未來的前景1.1 陸地風電的發展狀況及未來前景1.2 海上風電的發展狀況及未來前景2010年10月21日，上海-從去年9月東海大橋的首批三臺3MW海上風機并網發電至今一年有余。由華銳鳳也提供白這34臺3MW風機在2010年6月全部實現了并網發電，中國海上風電發展由此拉開序幕。根據FrostSullivan能源電力系統部的研究表明，近五年中國風電行業連年保持著強勁的增長：以上的綜合數據顯示，不管是由政府主導的投資還是市場規模的發展都表明中國風電市場正處于高速發展期。海上風電可以說是占盡了天時地利人和，和陸上風電相

2、比，海上風電具有風能資源優質、穩定而豐富，在提供大發電量的情況下，又不會擾亂電網的負載，而這個并網問題又恰恰是陸上風電大規模發展的最大瓶頸。2005風電電源消耗的年復合增長率一102.12005-2010J政府對風電電源投貸的年復合增長率金5B.2%干20062009中國風電累計裝機容量的年復合增長率1116.2%20062009中國風鬼而場規模的年復合埴長率口海上風機的技術難點雖然海上風機存在著比較明顯的優勢，但跟陸上風機相比，海上風機也面臨著技術難點。這要從設計、施工安裝和運行維護過程三個方面去考慮。從設計來說，陸上風機沒有諸如海洋上各種環境變化的影響，像頻繁的臺風、閃電、鹽霧等，這些自然

3、環境就會產生比如對防腐蝕的要求。還有就是普通人都會關心的問題一一如何固定住巨型的風機？對于風輪直徑長達100多米的次風車II如何解決這個陸上風機所不存在的問題。當然，也要考慮到海底輸配電系統的建造比陸上拉電網難得多，維修也更復雜。這些困難都阻礙了海上風機大規模穩定運行的進程。其余的困難就是在地基建設和風機設備、關鍵零部件上。根據FrostSullivan咨詢公司對行業人士的訪談了解到，國內風機的單機容量基本還處于2.5MW及以下，5MW的尚處于向國外購買技術或收購階段，國內主要整機企業也依然處于3.0MW的研發階段。其他關鍵零部件的國產化程度不高，比如電控系統、整流器、精密軸承等，都和陸上風電

4、一樣的情況。競價有待規范中國首個海上風電特許權招標項目開標時，投標企業的價格普遍偏低，并出現了令業內人士嘩然的投標價。其實這是新能源發電所面臨的普遍問題，風電是如此，光伏、生物質能同樣如此。招投標過程中報價不合理，要從招標方和投標方來看。從招標方來看，就陸上風電來說，去年年底已經出臺了標桿上網電價，價格根據風能資源區定在0.51-0.61元/度。標桿電價的出臺通常都在國家多個部委在進行全面、深入的產業鏈各企業成本盈利的基礎上得出的，是能夠保證絕大多數供應商獲得一定盈利水平的前提下所定的價格。但現在的價格還有很大下降空間，如果現在就提出一個標桿電價，以后再不斷去改，對行業波動影響很大。政府的思路

5、是：一方面不會給國家財政帶來太大的補貼壓力，另一方面又能讓產業鏈的所有企業都看得到希望。從投標方來看，光伏發電在之前的敦煌項目中已經出現惡性投標價，搗亂市場秩序。海上風電的這個0.6元/度是不是惡性投標價，在沒有徹底搞清楚他的成本收益模式前，很難斷言到底成本底線在哪里。但新能源之所以會出現這種情況，可能是某些運營商想在市場萌發期采取賠本賺吆喝的策略，砸錢換市場，一方面積累運營經驗，另一方面也可以使領先的海上風電場運營業績獲得未來更好的市場份額。畢竟海上風電因技術門檻高，國家自然會在上網電價中給予更高的補貼，無論是搶占市場先機還是追求高利潤率，對于風電運營商、整機制造企業和零部件供應商來說都是極

6、具吸引力的。政府在這方面已經有積極的作為。從風電行業準入標準（征求意見稿）中我們得到一個訊息，標準提出優先發展海上風電，并規定風機制造能力不低于2.5MW（海上風電不低于3MW機型），這主要是為了規范行業發展秩序，另一方面則是希望從設備上攤低成本。發展前景樂觀在今年4月份的海上風電特許權項目招標之前，實際并網運行的海上風電項目只有上海東海大橋3X34MW項目。短短一年間，國內前十大風機制造商的海上風機生產基地項目紛紛開始籌資、立項及投產。20062CO7.205820092D1OE20HE2O12E2013E2014E50%4.0%30%20%1.0%00%全球海上鳳蛔矮規模2006-20UE

7、單位：兆瓦此外，我們可以看下國外海上風電的發展。根據FrostSullivan所發布的全球風能行業研究報告顯示，截至2009年，歐洲海上風電占全球的99%以上，達到了2100MW。FrostSullivan預測在2014年全球海上風電裝機容量將達到17800MW,市場份額會因德國和美國的海上風電發展而發生較大變化。雖然中國的陸上和海上風電都存在技術瓶頸、行業規范等問題，但未來的投資前景還是非常樂觀的，這和中國節能減排的指標有關。中國政府提出2020年的單位GDP能耗要在2005年的程度上再降近一半，這是非常艱巨的任務。再看我國新能源的發展，目前以及未來三五年內，只有風力發電是成規模并且產生一定

8、社會經濟效應的。從大環境來看，風能產業在未來會得到國家更多的財政支持。1.3 風電目前面臨的困境1.4 風力發電機組對葉片生產的影響第二章風機葉片生產制造的常見缺陷2.1、缺陷分類在風機葉片生產過程中，由于工藝、制造等原因形成的缺陷，如：外表面的缺陷類型包括：氣泡、色差、針眼；殼體、主梁帽的缺陷類型包括：皺褶、浸漬不良、芯材缺損或錯位或芯材對接縫隙超出要求的范圍；膠接區的缺陷類型包括：膠粘區域出現空洞、粘接厚度超過允許范圍、粘接寬度不夠；鉆孔區的缺陷類型包括：鉆孔間隙偏差、葉根螺栓孔中心距離內外緣偏差等。上述缺陷可以分為可以接受的不需要修復缺陷或者允許修復的缺陷以及不可以接受的應報廢或者組織各

9、部門評審缺陷；2.1可以接受的（不需要修復的）缺陷序號缺陷類型缺陷位置判別標準缺陷分類1氣泡葉片表面<3mm可接受2色差葉片表面離葉片3m遠呈60°無明顯色差可接受3針眼葉片表面離葉片1m遠無明顯針眼可接受4皺褶殼體、展向高/寬W0.01可接受5皺褶殼體、弦向高/寬工0.025可接受6皺褶根部高/寬工0.03,不超過3處可接受7浸漬不良殼體面積&1m2,且深度w1mm可接受8芯材間隙殼體03mm可接受9浸漬不良筋板面積w100mmx100mm可接受10芯材間隙筋板&5mm,不得超過3處可接受11浸漬不良主梁面積&50mmx20mm,深度v1mm可接受12

10、皺褶主梁、展向高寬比w0.02,不超過3處可接受13缺膠或氣泡筋板氣泡10mmx10mm；膠接空隙率小于5%可接受14缺膠或氣泡前緣氣泡10mmx10mm；膠接空隙率小于5%可接受15缺膠或氣泡氣泡w5mmx5mm；膠接空隙率小于5%可接受16膠層厚度超差粘接區超差w3mm,長度&500mm,累計長度w1000mm可接受17膠層寬度超差粘接區不低于設計寬度的90%,長度w500mm,累計長度w1000mm可接受18后緣厚度超差超差w3mm,且連續長度不超過1000mm,累計長度不超過3000mm可接受19葉根基圓偏差打孔區基圓直徑偏差w1mm;位直度w0.5可接受2.2不可接受的（不允

11、許修復）缺陷,序號缺陷類型缺陷位置判別標準缺陷類型1皺褶殼體、展向高/寬>0.015/、可接受2皺褶殼體、弦向高/寬0.03/、可接受3皺褶根部高/寬0.04,且存在3處以上/、可接受4浸漬不良殼體面積1/3的表面積/、可接受5浸漬不良根部面積>200mmx200mm/、可接受6芯材燒焦殼體面積>2m2不口接受7浸漬不良筋板面積>2000mmx2000mm不口接受8芯材間隙筋板間隙10mm,超過3處不口接受9浸漬不良主梁帽面積>2000mmx50mm,深度>2mm不口接受10皺褶主梁、弦向高寬比>0.02,深度>10mm不口接受11缺膠或氣泡筋板

12、膠接空隙率20%;連續無膠長度300mm不口接受2.3修復后可接受的缺陷除了應該是不允許的缺陷外，其他所有的缺陷應該都是可以修復的缺陷。3、缺陷的檢測與判定一般通過目視檢查、敲擊和尺寸測量的方式可以檢查出大部份缺陷，對于無法通過以上方式判斷，但從其它跡象表面可能存在潛在缺陷的，也可以通過無損探傷的方式檢查、判斷。序號缺陷類型缺陷位置檢測與判定方法1氣泡葉片表面目視2色差葉片表面離葉片3m遠，目視無明顯色差3針眼葉片表面離葉片1m遠，目視無明顯針眼4皺褶殼體、展向游標卡尺5皺褶殼體、弦向游標卡尺6皺褶根部游標卡尺7浸漬不良殼體游標卡尺8芯材間隙殼體游標卡尺9浸漬不良腹板游標卡尺10芯材間隙腹板游

13、標卡尺11浸漬不良主梁帽游標卡尺12皺褶主梁帽、展向游標卡尺13缺膠或氣泡腹板游標卡尺14缺膠或氣泡前緣游標卡尺15缺膠或氣泡游標卡尺16膠層厚度偏差粘接區游標卡尺17膠層寬度偏差粘接區游標卡尺18葉根基圓偏差鉆孔區游標卡尺第三章關于葉片修補的標準文件3.3.3 .GL-RepairofComponents4.4.4 .GB/T1447纖維增強塑料拉伸性能試驗方法(GB/T1447-2005,ISO527-4,1997,NEQ)5.5.5 .GB/T1448纖維增強塑料壓縮性能試驗方法6.6.6 .GB/T1449纖維增強塑料彎曲性能試驗方法(GB/T1449-2005,ISO14125,19

14、98,NEQ)7.7.7 .GB/T1463纖維增強塑料密度和相對密度試驗方法(GB/T1463-2005,ASTMD792,1998,NEQ)8.8.8 .GB/T2676纖維增強塑料樹脂不可溶分含量試驗方法(GB/T25762005,ISO308;1994,MOD)9.9.9 .GB/T2577玻璃纖維增強塑料樹脂含量試驗方法(GB/T2577-2005.ISO1172;1996,MOD)10.10.10 .GB/T2900.53電工術語風力發電機組(GB/T2900.53-2001,IEC60050-415,1999,IDT)11.11.11 .GB/T3354定向纖維增強塑料拉伸性能試

15、驗方法12.12.12 .GB/T3355纖維增強塑料縱橫剪切試驗方法13.13.13 .GB/T3356單向纖維增強塑料彎曲性能試驗方法14.14.14 .GB/T3856單向纖維增強塑料平板壓縮性能試驗方法15.15.15 .GB/T3951纖維增強塑料術語16.16.16 .GB/T19001質量管理體系要求(GB/T19001-2008,ISO9001,2008,IDT)17.17.17 .GB/T風力發電機組風輪葉片全尺寸結構試驗(gb/t25384-2010,iec特殊61400-23-2001,MOD)18.18.18 .GB/T25427風力發電機組雷電防護(GB/T25427

16、-2010,IECTR61400-24-2002,MOD)19.19.19 .ISO12944.3涂料和油漆-用保護涂料進行鋼結構防腐第3部分:設計依據18.ISO12944.5涂料與油漆-用保護涂料進行鋼結構防腐第5部分:涂料保護系統19.IEC61400-1:2005風力發電機組第1部分:設計要求第四章常見缺陷的修補方案常見的缺陷很多，缺陷的大小各有不同，在查看缺陷以后，首先要判斷此缺陷是否可以修復若可以修復，編寫修補方案工藝單；若不可修復，編寫不可修復的原因，是根據什么文件確認此缺陷不可修復.4.2生產制造中常見的可以修復的缺陷的修補方案3.2.1 缺陷修補一般要求3 環境條件在修復復過

17、程中，環境溫度應在16至25C間，最大濕度為80%。3 原材料盡量采用與生產用的相同的材料；1.1.1.0.0 方案的認可由工藝技術部門在修復前編制修復方案，修復方案包括修復時的環境條件、使用材料、工藝要求等。1.1.2.0.0 人員的資質負責缺陷修復的人員要嚴格按照修復方案進行修復，在修復過程中質量管理部門負責修復質量的控制，任何的變更必須事前得到技術部門的認可，并如實記錄。最終形成的修復報告應由質量管理部門最終簽字確認合格。1.1.3.0.0 準備清除缺陷，便于對缺陷做進一步檢查。在清除缺陷前應當制定詳細的檢查方案，防止檢查過程造成缺陷的進一步擴大。修復區域的表面應該徹底打磨，并保持清潔、

18、干燥。1.1.4.0.0 工藝要求修復層應滿足固化要求，固化溫度和時間按照樹脂制造商提供的數據。1.1.5.0.0 資料所有修復資料應及時存檔，便于追溯。外表面缺陷的修復表面涂層的缺陷先將缺陷去除，采用補上涂層；1）劃痕：打磨缺陷，重新涂裝，至表面無可見劃痕；2）氣泡：打磨缺陷，重新涂裝，不允許大于直徑3mm氣泡存在；3）色差：打磨缺陷，重新涂裝，離葉片3m遠無明顯色差；4）針眼：打磨缺陷，重新涂裝，離葉片1m遠無明顯針眼；5）油漆脫落剝落：打磨缺陷，重新涂裝，無可見剝落現象。表面氈層的白斑缺陷這種缺陷不影響產品結構的完整性，但會對之后的噴漆質量產生影響，砂紙打磨，用膩子刮平。殼體上的缺陷殼體

19、、大梁的缺陷類型包括：皺褶、漏氣、包絡（干布）、分層、芯材缺損或錯位或芯材對接縫隙超出要求的范圍；殼體上的缺陷，尤其是FRP1層中的缺陷會影響到產品結構完整性、安全性。（參考GD殼體上皺褶、漏氣、包絡（干布）等的缺陷的修復方法1）將缺陷從修補區域完全清除，損壞區域的相鄰區域打倒角（見圖1）,倒角的斜度（倒角的長度比上倒角的厚度）根據修補材料的拉伸強度和其與本體問的層間剪切強度計算。計算公式如下：L=（T/T）Xt（公式1）式中：l一倒角的長度（mt一倒角的厚度（m一修補材料的拉伸強度（Mpa一修復材料與本體間的層間剪切強度（Mpa圖1倒角示意圖2）修復區域盡可能的釋放因自重引起的應力，在修復過

20、程中避免震動;3）采用與生產相同的工藝方法修復，纖維織物按原來的鋪放次順和方向鋪設，最外一層修補布比要寬出50mm覆蓋住整個修補區域。如采用手糊的方法，要確保纖維織物有較好的貼服性，纖維織物應浸潤良好，最后采用抽真空的方式提高修復層的致密性。3.3.2夾芯結構缺陷的修復殼體外表面上玻璃纖維織物未完全灌透出現的白區，如不影響到葉片的氣動外形，可以直接將浸潤不良的玻璃纖維布打磨掉，如缺陷的深度不大于3mm采用手糊的方式，按生產時的鋪層修復（見圖5）,修復層與本體搭接寬度可參照公式1的計算方法。圖5殼體外表上較淺缺陷的修復如缺陷的深度大于3mm或修復造成葉片氣動外形的改變，則需按§3.3.

21、1條要求修復。3.3.22芯材缺損或芯材對接縫超出要求范圍的修復將芯材缺損部位或芯材對接縫處的鋪層去除掉，填入大小合適的芯材。修復時應注意芯材與鄰近面的粘接，對于小塊的芯材，可以在芯材表面涂上膠粘劑，對于大面積的芯材，為了保證粘接良好，最好采用真空灌注工藝，一次完成殼體外表面和芯材的修復。FRP的厚度不超過3mmi勺，殼體外表面修復方法可參照§3.3.2條要求，超過3mmi勺，殼體外表面修復方法可參照§3.3.1條要求。修復盡可能在葉片的內部進行，以免造成葉片氣動外形的破壞。如必須在外部進行的，殼體外表面修復方法可參照3.3條要求。筋板上的缺陷的修復方法筋板上出現皺褶、漏氣

22、、包絡（干布）、分層、芯材缺損或錯位或芯材對接縫隙超出要求的范圍等的缺陷的修復方法與§3.3相同。大梁上的缺陷的修復方法主梁帽上出現皺褶、漏氣、包絡（干布）、分層等的缺陷的修復方法與§3.3相同。膠接上的缺陷膠接區的缺陷類型包括：膠粘區域出現空洞、粘接厚度超過允許范圍、粘接寬度不夠、粘接界面不良、膠粘劑用量過少產生的開裂。膠接面的缺陷，會影響到產品結構完整性、安全性。一般來說，前緣出現缺膠或氣泡等缺陷，通過糊制前緣外包邊加強，并根據情況，可注入膠粘劑填充；腹板出現缺膠或氣泡等缺陷，打磨后補膠；缺膠或氣泡，后緣，補膠后糊制外包邊加強。膠粘區域出現的小的空洞（直徑20mmz內）的修復可以采用向空洞內部注射配制好的樹脂膠液的方法修復。粘接厚度超過允許范圍的修復后緣粘接區后緣粘接厚度超過允許范圍，造成后緣厚度超差，如在超出允許公差3mm內，采用在SS面端口打磨斜坡的方式使其達到標準值，斜角寬度不超過10mm檢查膠粘劑是否裸露，若膠粘劑裸露則需要多磨掉1mm然后再補一層1200g/m2±45纖維布，寬為50mm固化后用80目