引言
风电叶片作为风力发电设备的核心部件之一，其长度随着行业的发展也在不断升级，叶片全生命周期各阶段存在的风险和难点也在增加。风场地理位置通常较为偏远，道路情况恶劣，随着风电叶片大型化、轻量化的快速发展，叶片运输难度进一步增大。近年来，由于运输造成的叶片损伤屡见不鲜，给叶片本身质量和售后服务工作带来了很大的困难和隐患。因此，研究运输损伤的缺陷类型、探索损伤的检测方式方法、判定其可修复性，对叶片的售后工作很有必要。
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叶片运输类型
1.1 陆上运输
风电叶片在陆地道路上运输时，必须采用专用的运输车辆，一般为低平板可抽拉半挂车。在实际运输时，会根据叶型的不同采取不同的姿态进行运输，一般而言，分为斜姿运输和平姿运输，如图1所示。叶片放在叶根和叶中工装上，工装与板车之间用铁链锁紧。
图1 运输车辆和运输姿态
1.2 海上运输
海上运输时，运输工装须与运输船只的甲板进行固定。先期在船舶上确定叶片的具体放置位置，甲板上标出叶片工装摆放位置，提前焊上用于固定工装的挡板和地令（D-link）。在叶片工装两侧使用钢丝绳捆绑在甲板的地令上拉紧固定，如图2所示。
图2 海运示意图
1.3 山地运输
陆地风力发电场通常也会选址建设在高山之上，运输风力发电叶片的板车行驶到机位要经过崎岖的山路、村庄或障碍（山体、树木、电线等），这将给风力发电叶片的运输带来巨大的安全挑战。为了规避这些障碍，需要使用专用的扬举车运输风电叶片。
扬举车
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运输损伤类型
2.1 工装干涉类损伤
该类损伤一般是由于工装设计不合理或使用不当、堆场或机位地面不平整导致的叶片与工装发生摩擦或挤压产生损伤。其特征一般为局部损伤，不会扩散，但是由设计原因导致的干涉损伤，若发现不及时，则往往是批量质量问题。此类损伤通常是非结构性的，主要表现形式为叶根端面裂纹、油漆划痕、壳体发白分层等，如图3所示。
图3 叶根端面和工装位置损伤
2.2 交通运输类损伤
交通运输类损伤是指风电叶片因运输车辆在行驶中对叶片产生的挤、压、撞或倾覆等所造成的叶片损伤情况。该类损伤主可以分为3类：
一是运输车辆在行驶过程中与路途中的其他行驶车辆发生追尾、碰撞和剐蹭等导致的叶片损伤；
二是车辆在运输过程中没有注意周边环境，与护栏、路灯或树木等发生碰撞；
三是车辆压上路坑、崖边或排水渠等导致车辆颠簸或侧翻，进而导致叶片损伤。
此类损伤将使叶片受到非常复杂的外力作用，往往会出现多处缺陷或者损伤扩散情况，大概率会存在结构性缺陷或者隐藏缺陷。因此，在判定和处置的过程中需要非常慎重。
03
检查与修复
当售后服务人员接到叶片运损通报后，会第一时间安排资源启动检查，在对叶片损伤情况进行评估后，会根据结果确定维修方案或报废方案。
3.1 事故勘查
接到报案后，若资源允许，则处置人员需第一时间到现场了解叶片损伤的过程；
若资源不允许，则可通过当事人问询、现场照片勘验等方式了解。了解内容主要包含但不限于：叶片从出厂到发现运损这段过程中的时间节点、路况、车速或其他异常等信息；叶片姿态和受力的情况，初步判定运损的类型；损伤缺陷的范围、位置和程度。
若叶片有明显的结构性损伤，如叶尖段连同主梁断裂、腹板大面积鼓包、拉挤板主梁分层裂纹等，经过专业技术人员判定无修复价值的，则可直接出具报废判定报告，并提交责任单位，由责任单位落实后续事宜。若初步判定缺陷信息不明确，则可根据损伤类型启动后续检查工作。
3.2 检查方法
3.2.1 目视、敲击、试打磨等常规检查
目视检查要求光线良好，与被观察物体之间的距离＜2m；同时，眼睛与被检查位置的夹角在25°～165°之间，至少进行包含90°检查在内的3种角度检查。
敲击检查要求使用敲击物敲击玻璃钢表面，通过辨别声音来判定检测区域是否有分层现象；敲击点间距应遵循先整体后局部的原则，逐段进行敲击检查；敲击物应为小型（长度＜100mm，重量＜200g）扳手或金属圆柱体，为钝型工具，无明显棱角。
试打磨，在目视和敲击的基础上，若对损伤区域仍然存疑，则可利用电动打磨工具对壳体表面进行轻微打磨，以确认损伤的大小和程度。
3.2.2 内窥镜、无损探伤、视频小车等特种检查
内窥镜检查主要用于人员无法进入的区域，利用钻头先在损伤区域附近钻一个直径8～10mm的小孔，然后将内窥镜伸入壳体内部进行目视检查。
无损探伤检测技术主要用来识别叶片在遭受运输损伤后其粘接区域是否产生了裂纹或开裂等缺陷，该检查对拉挤板主梁的叶片尤其重要。常用的无损探伤有A扫和C扫2种。
视频小车也称为内窥机器人，可与内窥镜检查配合使用，可对人员无法进入区域进行详细的目视检查。
视频小车
总的来说，目视检验和敲击检验成本较低，但在体积性缺陷检出方面存在不足，主要适用于表面开口缺陷和近表面缺陷；超声波探伤则有检验耗时较长、成本较高问题，但其检测灵敏度较高，适用于深度较大的缺陷。
3.3 工装干涉类损伤检查
此类缺陷受力比较单一且清晰，重点对损伤位置前后一定范围的内外部进行检查即可。
外部检查需要将表层油漆打磨干净，内部检查需人员进入叶片内部进行检查；若是人员不可进入区域，则可使用内窥镜或视频小车进行检查。
3.4 交通运输类损伤检查
相较于工装干涉类的损伤，交通运输类的损伤叶片往往会受到复杂的外力冲击。除主要承力结构受到明显损伤可直接判定报废的情况外，如何对损伤叶片进行细致全面的检查，以此来制定修复方案，避免因检查不到位导致将重大风险隐患带至运行阶段，成为现阶段叶片行业售后服务工作的一个难点。
通过复盘事故的发生过程，确定叶片第一受力点，同时结合现场实物来判断叶片是受到钝器击打还是锐器破坏。对于钝器击打，一般而言，可能是车辆倾倒翻车导致叶片滚落撞击地面或与车辆本体发生磕碰，车辆转弯或调整姿态时配合不到位导致叶片周围环境与山体、树木等发生碰撞，或其他车辆追尾导致叶片与事故车辆发生剐蹭碰撞等。纤维损伤通常会发生在冲击点周围，距离冲击点越远，纤维损伤越不明显 。当冲击力通过层合板传递至粘接区域或其他承力部件时，如果冲击力仍然很大，还会引起粘接剂裂纹、腹板鼓包等结构类缺陷。此等情况将极大地增加了检查的难度。这种情况下，若有必要，需对叶片做全面的常规检查及探伤检查。
3.4.1 叶片内部常规检查
使用强光手电、敲击锤等方式结合目视进行检查，确认隔板补强、前后缘补强、腹板补强等补强区域有无鼓包、塌陷、发白、分层、裂纹、破损等缺陷；
使用强光手电目视检查叶片粘接区域结构胶有无损伤、开裂、缺失等缺陷，必要时，使用无损探伤进行复核。
人员能进入的位置进行目视检查，确认其叶片/部件的PS/SS或LE/TE有无缺陷，必要时，使用强光手电、敲击锤等予以辅助；人员无法进入区域可使用视频小车等工具进行内部检查，必要时，结合开窗方式进行。
目视检查叶根螺栓有无松动和垂直度、伸出长度是否合格；螺栓与叶片连接处是否出现损伤、裂痕等异常的痕迹。
若叶片连接在扬举车上，需检查叶根螺栓连接是否正常，有无螺母脱落、滑丝、倾斜等缺陷，以及螺杆有无弯曲、有无异常长短等缺陷。
3.4.2 腹板、主梁和后缘UD检查
使用强光手电目视检查腹板表面有无损伤、裂纹、鼓包等，光源与腹板之间注意呈30°~ 45°夹角；检查主梁和后缘UD有无分层、开裂、发白等缺陷；
使用强光手电以米为单位进行目视检查，若发现缺陷，需配合对应位置的外部检查确定是否为外伤引起的内部损伤。
对于拉挤板主梁的叶型，需配合无损探伤，以确认其内部是否有分层、开裂等缺陷。
3.5 叶片运损后的修复原则
风电叶片受损处理一般可分为2类：叶片报废与叶片修复。
叶片报废，即叶片在受损后，经过评估无法通过修复的方法确保叶片应有的安全性，故采取报废处理。
叶片修复一般遵循以下三要领：
（1）根据损伤的环境、叶片结构及损伤实际情况，需确保修复方案具备较强的可操作性，应选择有效可靠的工艺；
（2）叶片修复时，需按照叶片原结构进行材料体系的选择，以还原原结构；
（3）叶片修复后，应注意重量和力矩的控制，以防止发生重量及重力矩偏差超出公差范围的情况，必要时，需要对修复后的叶片重量进行复称，以确定该叶片与另外2支是否平衡。
结语
众所周知，复合材料具备可修复性，对风电叶片而言，只要不是结构性损伤，在安排成熟的修复队伍、有详细的修复方案的条件下，经过严格的工艺过程质量控制，运输损伤产生的小缺陷均能合格修复。对比前几年的风场监控数据来看，这些缺陷修复合格后在风场运行过程没有出现再次损伤的情况。
但是对于涉及结构性缺陷的运输损伤，在检查和处理方案制定过程中需要非常慎重。这类损伤叶片往往受到了非常复杂的外力作用，虽然有无损探伤等特殊检验方式，但以目前掌握的技术而言，仍然有隐藏损伤无法检测出的风险。而这类隐藏的问题在叶片后续运行过程中存在逐步扩展直至产生重大质量事故的风险。因此，在处置过程中，无论是对业主负责还是对叶片供应商负责，均需严肃对待。
来源：《天津科技》（作者：陈阳；沈齐顺；刘宏亮；刘卫兵；沈葛）
