CWPC2018技術工藝創新：東方電氣（天津）風電葉片工程有限公司技術中心主任江一杭——《如何打造最放心風電葉片》

 

　　東方電氣（天津）風電葉片工程有限公司技術中心主任江一杭在技術工藝創新專場做了題為《如何打造最放心風電葉片》的演講。以下為演講內容實錄：
 

　　一、公司介紹

 

　　東方電氣（天津）風電葉片工程有限公司坐落于渤海之館天津經濟技術開發區漢沽現代產業區，是中國東方電氣集團有限公司下屬公司，2007年總投資5億元，目前已經有多套風電葉片在全國運行。經過十余年的發展，我們公司有多種產品系列，8MW的葉片正在研究，葉片涵蓋之中類型。

 

　　去年4月份我們推出了2MW-127的超低風速運行葉片，取得了很好的業績。今年我們推出了2.0XMW131和3.XMW-128葉片。我們秉持“技術創新，質量立企，持續改進，顧客滿意”，我們實驗室也通過了國家級的CNAS實驗室檢測，為客戶打造最放心的品質。

 

　　我們公司除了為自己的產品進行運行中的產品打造之外，為其他的風電場業主、整機廠、葉片廠進行服務，拓展中我們還進行葉片的加長改造，目前已經通過了第三方的測試驗證和葉片的替換服務。我們還提供70葉片，這是已經淘汰的產品，但為了解決風場的難題，我們也保留了這樣的大規模的能力，是目前國內唯一保留70葉片批量生產的企業。

 

　　在企業方面我們堅持“追求卓越，崇尚質量”，我們公司總經理提出了“做最放心的葉片”。

 

　　二、做最放心的風電葉片

 

　　1、行業典型質量問題警示。首先介紹行業里典型的問題警示，這些事件都是出現在公開的渠道，所以沒有針對性。

 

　　典型案例1：葉片斷裂事故。經過分析，主梁的鋪層有設計與制造問題，導致主梁褶皺，導致批量斷裂。

 

　　典型案例2：葉片運行中后緣開裂，通過檢查，葉片后緣已經開始透光，產生了明顯的裂縫，這也是制造問題。原因是后面粘接的時候缺膠。

 

　　典型案例3：葉片螺栓斷裂。風機在運行中，螺栓在同一個位置進行斷裂，更換的螺栓每隔三個月又會斷裂，螺栓在現場進行了分析，問題主要是出在葉片的法蘭。法蘭平面度符合要求，但厚度不均勻，兩個面不平衡，導致法蘭和螺栓貼合上有問題，有間隙，有間隙的區域。

 

　　典型案例4：非專業修復問題。通過斷裂葉片檢查分析，發現葉片斷裂位置附近有明顯的非專業修復痕跡，上面的黃顏色就是修復的時候使用的原子灰，這不是正常葉片修復使用的材料。我們發現修復只是修復了外觀，并沒有對結構進行還原。這就是非專業修復導致葉片運行中發生開裂，并且擴展，最終導致葉片斷裂。這就是運輸過程中缺乏監管。

 

　　典型案例5：葉片內部殘膠過多。（PPT圖示）這些都是2016年的案例，運行中葉片因為有雜志，導致流到主機當中，主機燒毀，幸好沒有引起了太大的事故。

 

　　這充分說明風電葉片設計、材料、制造、吊裝、運輸、維護都會產生重大的問題。企業經濟損失葉片制造費用、運輸費、吊裝費用、安裝費用、修路費都，如果出現在國外，有可能斷一支葉片的損失上千萬。對業主有發電量的損失，因為葉片斷裂肯定要停機，葉片斷裂也是屬于安全事故，對葉片安全考核也有一定影響。在社會影響上，如果葉片斷裂造成了人身的傷亡，這就是重大的問題。

 

　　2、最放心的風電葉片的詮釋。我們要做到用戶放心，對自己放心，運行放心，出廠新，我們要以人為本，質量安全，打造最放心的葉片。

 

　　三、關于如何打造最放心葉片的探討

 

　?。ㄒ唬┤~片設計。我們從設計標準、風機參數、風力等級、目標長度、發電能效然后到氣動設計、結構校核、載荷計算、結構設計，然后是結構的確認。

 

　　關于設計過程，昨天有專業的報告，這里就不多說了。關于葉片設計的參數一定要和材料的實際性能符合，這個BP是經過多方驗證的數據，不能因為減輕葉片的重量，盲目的取消參數。

 

　　其次，要符合載荷計算的工況一定要和實際實際工況，可以通過樣機的運行載荷測試驗證。

 

　　設計的驗證與確認主要是通過是實驗驗證，傳統的是靜力試驗、疲勞試驗和疲勞后的凈力試驗，還有切片分析、破壞試驗、雷擊試驗，通過破壞試驗還可以反過來修正設計。設計確認方面，主要是通過產品實際的運行最終對設計做確認，目前主要是樣機在風場檢測涉及的運行功率、效率和穩定性，最終產品要通過型式認證。

 

　?。ǘ┰牧腺|量控制。首先介紹原材料的選型。原材料的原則就是要使用經過長期驗證過的成熟材料，其次是嚴格按照《原材料開發流程》，審核材料的基本參數，要對實驗室進行評估，同時開展第三方評估。評估實驗室通過之后開展認證，如果有重大材料的替換還要進行型式實驗。這主要是現場驗證料的工藝性能，然后是中批量的試用，也是驗證中批量驗證。最后是大批量試用，主要是驗證材料的穩定性，所有程序走完之后，材料廠家才能納入合格供方。一旦納入合格供方，就要和廠家建立長期的合作關系。

 

　　原材料的檢驗關口也非常重要，主要是原材料進場的時候要提供材料報告，檢測內容應該和葉片廠商量好。驗證復能是定期，材料還要送第三方進行關鍵指標測試，關鍵竹材每批次要保留隨件樣，便于后期檢測。還要通過CNAS的認可包括結果的測試。

 

　　典型問題重點防范，包括纖維、芯材、數，纖維最典型危害最大的紗線或者期，我們用的纖維布是及纖維布的生產開始。芯材方面主要是Balsa的朽木，非常容易導致灌注纖維的發白和分層。還有油漆，油漆、膩子的問題。

 

　　為什么出現這樣的情況？主要是供應商質量管理不規范，也可能是上游原材料不夠穩定，工廠檢驗把控不嚴，甚至材料的配方進行了調整。這里要提一下，原材料廠家如果改變材料的配方，一定要和葉片廠溝通，不能私下改配方讓葉片廠直接使用這個問題?，F在成本很大，不是說不能修改配方，但如果修改要和葉片廠保持良好的溝通，確保沒有問題之后才能使用。

 

　?。ㄈ┲圃炫c檢驗環節。首先說一下葉片質量關系的過程特點。它是過程決定質量的工序，這是勞動密集型，人員技能很重要。還有24小時不間斷作業，質量管理必須要跟上。檢驗點非常多，以116葉片為例有223個關鍵控制點和93個過程控制點。

 

　　我們簡單羅列了葉片質量管理措施，要以標準化的生產過程作業，項目化管理，關鍵工序要制定專門的管控辦法，自檢和專檢雙重進行，項目質量管理檔案，檢驗過程要有影像記錄。必要的先進設備也必須采購，包括激光跟蹤儀、激光掃平儀、無損探傷設備、遙控視頻車、差熱分析儀等等。

 

　　因為葉片制造控制點非常多，我就舉幾個非常關鍵的質量控制要點和大家探討：

 

　　第一個環節，褶皺。單項纖維的褶皺，昨天有專門的報告介紹褶皺控制。褶皺產生的原因有四個：

 

　　（1）纖維織物的張力不均，如果是單項纖維，就容易造成左邊力度大右邊力度小，就造成褶皺。（2）員工操作問題。（3）固化溫度控制。如果溫度過高，固化過程中容易產生褶皺。（4）樹脂問題。實驗中用一種樹脂，同樣的條件下，灌注怎么灌都好，但換一種材料怎么灌都不好。

 

　　第二個環節，控制手段。（1）確保纖維部滿足要求；（2）通過模具優化，大幅度降低褶皺產生的概率。

 

　　二是合膜粘接。關鍵位置的粘接失效使葉片快速失穩。主要問題是操作盲斬缺膠，粘接面問題，合膜環境因素，模具因素。粘接面可以直接用抹布清理，還有環境的控制，主要要進行巖鹽，除了人進入內部的區域，一定要進行仔細的檢查，對人無法進入的區域，要用遙控的視頻機器人或者視頻小車。目前最可靠的方式目前也是驗證最可行的方式就是無損探傷，目前我們的出廠葉片100%的葉片探傷。

 

　　三是加固化。固化不充分導致材料強度大幅度降低。主要問題是材料混合，加熱溫度和時間不夠，我們怎么保證呢？首先混膠機每天都要檢查，只有每天進行雙組份比例檢查，才能進行混膠機的可靠。還有葉片固化最薄弱的環節是在上面取樣才能確定固化的程度。

 

　　四是防雷系統。目前，大家一般認為雷擊是一種自然災害。但是在防雷系統設計有效的前提下，如果能注意制造過程中的一些細節，實際上可以大幅度減少葉片被雷擊之后的損失概率。如果做得好可以保證葉片不損傷，我認為要注意一下細節。

 

　　第一個是注意尖角，首先是確保外露部件的特殊處理；二是金屬件外路部分絕緣化；三是做鋪層粘接的時候要盡量避免毛刺、粘接的其孔；四是引先線設置合理，有的廠家腹板是用鉚釘固定的，但我們遇到主梁葉片雷擊之后進行解剖檢查，發現雷擊的位置正好有鉚釘；五是防組建連接一定要注意緊固件的加固。

 

　　第三個環節，法蘭裝配。法蘭裝配不當容易造成螺栓疲勞斷裂。法蘭裝配要檢驗，還有同軸度的問題，有的葉片螺栓是預埋，螺栓套著軸線和法蘭的軸線是否在一條線，這叫同軸度也要用專業的儀器進行檢查。還有螺栓孔定位的問題，有的廠家是先裝螺栓再裝法蘭，裝完之后法蘭的孔一定要和落孔對齊，否則的話這也是非常困難的事情，必須把細節問題做好。

 

　　第四個環節，運輸問題，2014年開始運輸問題越來越多，主要是2013年之后山區的項目增多，葉片長度也不斷的增強，導致運輸事故頻發。主要是運輸過程中容易造成刮蹭、撞擊、翻車、滑落的問題，主要是運輸過程中吊葉片不規范，還有二次轉運損傷，還有就是運輸過程中的問題沒有報告給葉片廠家，而是運輸單位進行了非專業的修復，對葉片運行是非常大的隱患。

 

　　不管是葉片廠區交貨還是工廠交貨，有的認為葉片是廠區交貨，運輸過程不歸葉片廠管。實際上要做質量管控，必須是運輸過程的管控。要明確要求，與承運單位書面確認，每個環節要自檢、專檢，檢查過程中還要視頻拍錄。我們右邊有個流程圖，主要是葉片從出廠一直到機位的存放，一共八次檢驗。檢驗之后，一定要專檢人員在檢查過程中還要進行拍攝，用視頻攝錄，建立葉片的運輸檔案，一直到葉片到風場交貨才算完畢。運輸過程中我們要求要配行車記錄儀全程監控，還要用GPS定位。二次轉運一定要采用工藝螺栓，因為二次用產品螺栓，很可能造成葉片過程有問題的運行。起吊客觀要全部采用保護套。驗收時候所有的檔案必須要齊全之后，葉片才能完全交接。

 

　　第五個環節是吊裝環節，這也是非常出問題的環節，溶液發生問題，包括起掉的碰撞、吊傷，甚至機位下發生意外的撞傷。力矩的時候沒有按照要求，沒有做好保護，導致力矩過大，螺栓超過大。吊裝前一定小和吊裝單位充分溝通，吊裝過程中作為葉片廠也是100%的全程跟蹤，吊裝前要內外部的檢查，安裝完成之后內部檢查才能確保吊裝過程中沒有缺陷損傷。

 

　　240前還要進行首次維護，罪囚吊裝方式、掉點位置、支撐位置和溜尾全部要拍攝，便于進行調查追溯。

 

　　第六個環節，運維環節非常重要，昨天演講已經非常全面了，右邊是我們的維護項目和周期，我們也是實施定制化的服務。為了方便運維管理，我們還風場的實際情況進行了分級管理。

 

　　四、總結

 

　　目前葉片大型化對質量要求更高，任何一個細節問題都可能引發風場的質量事故。其次產品不斷升級，葉片長度和功率等級不斷突破歷史記錄，給工藝設計和質量帶來了前所未有的挑戰。三是多基地生產，我們葉片長在全國都有基地，面臨了質量管控范圍大、幅度大、專業人員不足，這樣情況下外部生產基地很容易發生生產時空的。四是海上出口項目不斷增加，質量細節問題更不容忽視，任何質量問題都可能造成千倍以上的損失。

 

　　所以，這樣的情況下我們公司提出做最放心的風電葉片質量理念，讓自己新，讓用戶放心，讓社會放心。我們真誠希望和你們一起合作，共創價值！

 

　?。▋热輥碜袁F場速記，未經本人審核）