Неразрушающий контроль лопастей ветроагрегатов

неразрушающий контроль лопастей ветроагрегатов

В настоящее время основным материалом для лопастей ветротурбин является фибергласс, или стеклопластик – композитный материал, состоящий из слоев стеклоткани, пропитанных полиэфирными смолами.

В то время как растет число установленных ветроагрегатов, и ветротурбины увеличиваются в размерах, все более важным становится вопрос обеспечения структурной целостности всех лопастей ветроколеса. В частности, существуют лопасти, которые не только предрасположены к повреждениям, но и изготовлены с дефектами.

Основные производственные дефекты, такие как волнистость стекловолокна в поперечном сечении пластины фибергласса и заплатки, сделанные сухим способом, могут служить причиной ранней катастрофической поломки ветротурбины. Подобные нарушения композитной структуры часто расположены в глубине лопасти и не могут быть обнаружены визуально. Следовательно, возрастает потребность в технологиях неразрушающего контроля, способных определить наличие скрытых дефектов.

Американские ученые из MTI разработали новый метод неразрушающего контроля, который основывается на радиоизлучении, тогда как наиболее широко применяемый в данном случае метод основывается на рентгеновском излучении. Преимущества новой технологии по сравнению с рентгенографией:

• меньшая громоздкость и большая транспортабельность аппаратуры, так как отсутствует необходимость создавать барьеры, защищающие от рентгеновского излучения;
• возможность работы в полевых услолвиях;
• возможность дистанционной дефектоскопии (нет необходимости снимать лопасти для исследования);
• полное отсутствие лучевой нагрузки для персонала.

В новом методе используется терагерцевая радиолокационная система с инверсным синтезированием апертуры и полным поляриметрическим анализом (соответственно диапазон волн – субмиллиметровый).

Радиолокационная система представлена стандартным поляриметрическим радиолокатором подповерхностного зондирования с дополнительным цифровым оптимизационным поляриметричеким преобразователем (преобразование Эйлера).

Результаты были сравнены с рентгенограммами, полученными с помощью стандартного сканнера непаллетированных грузов, аналогичного сканнерам, которые используются в аэропортах для проверки багажа.

Для охвата большего количества разнообразных типов дефектов методика отрабатывалась на образцах - многослойных пластинах из стеклопластика, которые содержали дефекты, наиболее часто встречающиеся в лопастях: заплатки, сделанные сухим методом и волнистость стекловолокна в поперечном сечении пластины. Изображения были созданы для каждого образца стеклопластика с использованием каждой из технологий.

Сравнение этих изображений с диаграммами дефектов показывает перспективность применения данных технологий для обнаружения дефектов. Разработан алгоритм совмещения нескольких (множества) снимков, сделанных с разным азимутом, в одно изображение, на котором различим четкий контраст.