對于風電葉片上抗剪腹板檢測的超聲波相控陣解決方案。

縱觀它的使用期限，風電葉片會遭受到相當大的升力。為了確保葉片的橫向強度，葉片的頂部和底部殼圍繞抗剪切腹板被粘接在一起。因此，風電葉片的完整性高度取決于抗剪腹板和外殼之間的粘接質(zhì)量。

為了驗證抗剪腹板的粘接完整，奧林巴斯已經(jīng)開發(fā)一個基于相控陣解決方案的檢測套裝。此套裝完全兼容于OmniScan MX、MX2和SX。

風電葉片典型的橫截面

抗剪腹板和葉片外殼由一層不等厚度的膠合劑粘接在一起，那里將有兩個界面必須被檢測：（1）殼和膠界面（2）膠和抗剪腹板界面。

除了這些結(jié)構(gòu)問題外，裝配材料的透聲性也很差。通常風電葉片外殼是由玻璃纖維制造，膠合劑是由環(huán)氧樹脂制造。這些材料對超聲波聲束的衰減都非常迅速，這就使得超聲波檢測非常具有挑戰(zhàn)性。

標準探頭和楔塊不再適于風電葉片的檢測，我們設(shè)計了一個新的并且優(yōu)化的相控陣解決方案。它的特性是優(yōu)化的探頭和楔塊設(shè)計。

風電葉片樣件截面

風電葉片在不同的階段均需要被檢測。制造過程檢測以保證裝配的完整性，維護時也需要檢測。因此，解決方案的便攜性是重要的。這個解決方案可被手動應(yīng)用。

我們開發(fā)的這個解決是基于一個長的低頻相控陣探頭，它被依附到一個編碼器。當探頭平行于粘接區(qū)域移動時，超聲束在其橫向被多路復用，探頭單次移動便可覆蓋粘接區(qū)域。這個解決方案完全兼容于奧林巴斯相控陣儀器，包括OmniScan MX、MX2和SX。

風電葉片測試樣件

這個相控陣探頭可使用兩個不同的楔塊。對于檢測厚葉片，半接觸式楔塊是理想的。它的高能超聲束在工件中滲入的更深，但是近表面分辨率會變差。Aqualene楔塊可改善近表面分辨率，因此適于更薄的工件。

探頭和楔塊是特別設(shè)計對于檢測不同厚度風電葉片內(nèi)的抗剪腹板。楔塊是柔性的，以便最大化探頭從葉片一端移動到另外一端的表面接觸。

左：相控陣探頭；中：半接觸楔塊；右：Aqualene楔塊

相控陣解決方案由下述項目組成

·一個相控陣探頭

·一個Aqualene楔塊

·一個半接觸式楔塊

·一個手動水泵和配件

·一個編碼器

在風電葉片截面上進行檢測。

下圖顯示的結(jié)果是由半接觸式楔塊在50mm厚的樣件上獲得的。反射體位于16mm和32mm深的兩個12.5mm平底孔。

它們用來模擬玻璃纖維分層。在深度和波幅C-San中兩個反射體均可被容易探測到。

下圖顯示位于蒙皮和膠結(jié)劑界面的一個平底孔（直徑12mm）被探測到，模擬來自第一界面的脫粘。反射體清晰顯示在C掃描。

下圖顯示位于膠結(jié)劑和抗剪腹板界面的一個平底孔（12mm直徑）被探測到，模擬來自第二界面的脫粘。反射體在C-San沒被顯示，但在B-San中被顯示。

奧林巴斯已經(jīng)設(shè)計開發(fā)了一個檢測抗剪腹板粘接的相控陣解決方案，盡管抗剪腹板的結(jié)構(gòu)和形狀使它的檢測極具挑戰(zhàn)性，但精心的構(gòu)思可解決這個配置問題。此方案檢測抗剪腹板結(jié)構(gòu)完整性是有益的。

另外：此方案不但適于環(huán)氧樹脂的粘接檢測，對玻璃鋼內(nèi)部缺陷的檢測仍然適用。