第四屆中國國際風電復(fù)合材料高峰論壇（CWPC2018）于2018年3月30日上午在江蘇省阜寧縣天鵝湖大酒店隆重召開，來自海內(nèi)外的200多個企業(yè)、600多余位風電行業(yè)、復(fù)材行業(yè)的精英參加了本屆盛會。上午的開幕式結(jié)束之后，高峰論壇分別設(shè)置了新材料、新技術(shù)專場，設(shè)計運維優(yōu)化專場，新產(chǎn)品發(fā)布會專場，技術(shù)工藝創(chuàng)新專場，產(chǎn)業(yè)鏈對話專場等多個專場，將呈現(xiàn)大量精彩內(nèi)容。
東方電氣（天津）風電葉片工程有限公司技術(shù)中心主任江一杭在技術(shù)工藝創(chuàng)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(nèi)容實錄：
東方電氣（天津）風電葉片工程有限公司技術(shù)中心主任江一杭
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(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)漢沽現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)區(qū)，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(jīng)有多套風電葉片在全國運行。經(jīng)過十余年的發(fā)展，我們公司有多種產(chǎn)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(yè)績。今年我們推出了2.0XMW131和3.XMW-128葉片。我們秉持“技術(shù)創(chuàng)新，質(zhì)量立企，持續(xù)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(zhì)。
我們公司除了為自己的產(chǎn)品進行運行中的產(chǎn)品打造之外，為其他的風電場業(yè)主、整機廠、葉片廠進行服務(wù)，拓展中我們還進行葉片的加長改造，目前已經(jīng)通過了第三方的測試驗證和葉片的替換服務(wù)。我們還提供70葉片，這是已經(jīng)淘汰的產(chǎn)品，但為了解決風場的難題，我們也保留了這樣的大規(guī)模的能力，是目前國內(nèi)唯一保留70葉片批量生產(chǎn)的企業(yè)。
在企業(yè)方面我們堅持“追求卓越，崇尚質(zhì)量”，我們公司總經(jīng)理提出了“做最放心的葉片”。
二、做最放心的風電葉片
1、行業(yè)典型質(zhì)量問題警示。首先介紹行業(yè)里典型的問題警示，這些事件都是出現(xiàn)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(jīng)過分析，主梁的鋪層有設(shè)計與制造問題，導(dǎo)致主梁褶皺，導(dǎo)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(jīng)開始透光，產(chǎn)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(xiàn)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(dǎo)致法蘭和螺栓貼合上有問題，有間隙，有間隙的區(qū)域。
典型案例4：非專業(yè)修復(fù)問題。通過斷裂葉片檢查分析，發(fā)現(xiàn)葉片斷裂位置附近有明顯的非專業(yè)修復(fù)痕跡，上面的黃顏色就是修復(fù)的時候使用的原子灰，這不是正常葉片修復(fù)使用的材料。我們發(fā)現(xiàn)修復(fù)只是修復(fù)了外觀，并沒有對結(jié)構(gòu)進行還原。這就是非專業(yè)修復(fù)導(dǎo)致葉片運行中發(fā)生開裂，并且擴展，最終導(dǎo)致葉片斷裂。這就是運輸過程中缺乏監(jiān)管。
典型案例5：葉片內(nèi)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(dǎo)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(shè)計、材料、制造、吊裝、運輸、維護都會產(chǎn)生重大的問題。企業(yè)經(jīng)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(xiàn)在國外，有可能斷一支葉片的損失上千萬。對業(yè)主有發(fā)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(zhì)量安全，打造最放心的葉片。
三、關(guān)于如何打造最放心葉片的探討
（一）葉片設(shè)計。我們從設(shè)計標準、風機參數(shù)、風力等級、目標長度、發(fā)電能效然后到氣動設(shè)計、結(jié)構(gòu)校核、載荷計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后是結(jié)構(gòu)的確認。
關(guān)于設(shè)計過程，昨天有專業(yè)的報告，這里就不多說了。關(guān)于葉片設(shè)計的參數(shù)一定要和材料的實際性能符合，這個BP是經(jīng)過多方驗證的數(shù)據(jù)，不能因為減輕葉片的重量，盲目的取消參數(shù)。
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(shè)計的驗證與確認主要是通過是實驗驗證，傳統(tǒng)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(shè)計。設(shè)計確認方面，主要是通過產(chǎn)品實際的運行最終對設(shè)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(wěn)定性，最終產(chǎn)品要通過型式認證。
（二）原材料質(zhì)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(jīng)過長期驗證過的成熟材料，其次是嚴格按照《原材料開發(fā)流程》，審核材料的基本參數(shù)，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(xiàn)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(wěn)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(guān)系。
原材料的檢驗關(guān)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(nèi)容應(yīng)該和葉片廠商量好。驗證復(fù)能是定期，材料還要送第三方進行關(guān)鍵指標測試，關(guān)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(jié)果的測試。
典型問題重點防范，包括纖維、芯材、數(shù)，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(chǎn)開始。芯材方面主要是Balsa的朽木，非常容易導(dǎo)致灌注纖維的發(fā)白和分層。還有油漆，油漆、膩子的問題。
為什么出現(xiàn)這樣的情況？主要是供應(yīng)商質(zhì)量管理不規(guī)范，也可能是上游原材料不夠穩(wěn)定，工廠檢驗把控不嚴，甚至材料的配方進行了調(diào)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。現(xiàn)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。
（三）制造與檢驗環(huán)節(jié)。首先說一下葉片質(zhì)量關(guān)系的過程特點。它是過程決定質(zhì)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(yè)，質(zhì)量管理必須要跟上。檢驗點非常多，以116葉片為例有223個關(guān)鍵控制點和93個過程控制點。
我們簡單羅列了葉片質(zhì)量管理措施，要以標準化的生產(chǎn)過程作業(yè)，項目化管理，關(guān)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(zhì)量管理檔案，檢驗過程要有影像記錄。必要的先進設(shè)備也必須采購，包括激光跟蹤儀、激光掃平儀、無損探傷設(shè)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(guān)鍵的質(zhì)量控制要點和大家探討：
第一個環(huán)節(jié)，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(chǎn)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(chǎn)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(huán)節(jié)，控制手段。（1）確保纖維部滿足要求；（2）通過模具優(yōu)化，大幅度降低褶皺產(chǎn)生的概率。
二是合膜粘接。關(guān)鍵位置的粘接失效使葉片快速失穩(wěn)。主要問題是操作盲斬缺膠，粘接面問題，合膜環(huán)境因素，模具因素。粘接面可以直接用抹布清理，還有環(huán)境的控制，主要要進行巖鹽，除了人進入內(nèi)部的區(qū)域，一定要進行仔細的檢查，對人無法進入的區(qū)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(dǎo)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(huán)節(jié)是在上面取樣才能確定固化的程度。
四是防雷系統(tǒng)。目前，大家一般認為雷擊是一種自然災(zāi)害。但是在防雷系統(tǒng)設(shè)計有效的前提下，如果能注意制造過程中的一些細節(jié)，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(jié)。
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(shè)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(fā)現(xiàn)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(huán)節(jié)，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(yù)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(yè)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(jié)問題做好。
第四個環(huán)節(jié)，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(qū)的項目增多，葉片長度也不斷的增強，導(dǎo)致運輸事故頻發(fā)。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(guī)范，還有二次轉(zhuǎn)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(yè)的修復(fù)，對葉片運行是非常大的隱患。
不管是葉片廠區(qū)交貨還是工廠交貨，有的認為葉片是廠區(qū)交貨，運輸過程不歸葉片廠管。實際上要做質(zhì)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(huán)節(jié)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(jiān)控，還要用GPS定位。二次轉(zhuǎn)運一定要采用工藝螺栓，因為二次用產(chǎn)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(huán)節(jié)是吊裝環(huán)節(jié)，這也是非常出問題的環(huán)節(jié)，溶液發(fā)生問題，包括起掉的碰撞、吊傷，甚至機位下發(fā)生意外的撞傷。力矩的時候沒有按照要求，沒有做好保護，導(dǎo)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(nèi)外部的檢查，安裝完成之后內(nèi)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(diào)查追溯。
第六個環(huán)節(jié)，運維環(huán)節(jié)非常重要，昨天演講已經(jīng)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(wù)。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(jié)
目前葉片大型化對質(zhì)量要求更高，任何一個細節(jié)問題都可能引發(fā)風場的質(zhì)量事故。其次產(chǎn)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(shè)計和質(zhì)量帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。三是多基地生產(chǎn)，我們?nèi)~片長在全國都有基地，面臨了質(zhì)量管控范圍大、幅度大、專業(yè)人員不足，這樣情況下外部生產(chǎn)基地很容易發(fā)生生產(chǎn)時空的。四是海上出口項目不斷增加，質(zhì)量細節(jié)問題更不容忽視，任何質(zhì)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(zhì)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(chuàng)價值！
（內(nèi)容來自現(xiàn)場速記，未經(jīng)本人審核）
