2019年4月11—12日，第五届中国国际风电复合料高峰论坛（CWPC2019）于中国重庆隆重召开。在大会专题二：精雕细琢 巧夺天工——“智能设计、智慧制造”中，cp.max Rotortechnik GmbH & Co.KG总经理、Rotorexperts GmbH总经理Dr.-Ing. Thomas Rische发表了题目为《提高大型风机叶片的质量——从全球数千次检测和维修中吸取经验教训》的精彩演讲。
以下为演讲实录：
早上好，女士们先生们，非常荣幸能够有机会在这里发言。我的专业领域是关于飞轮转子的叶片方面的问题，我介绍的是检测和损坏的情况，谈到损坏大家都不乐意去听，我觉得叶片损坏的知识，在我们进行设计或者生产飞轮转子的过程中你们作为专家，作为叶片制造商，作为整机厂商都应该了解。
我的演讲分两部分，首先是公司的介绍，其次讨论一些造成破坏的原因，最后讨论几个关键的要点，以及如何将损坏最小化。
我们是一家德国中小型公司，进行现场检查、修复、测量、校准，优化以及技术的改革，虽然我们不是一家大公司，但是我们非常专业，这是我们公司的分布网络，我们工作人员足迹基本上可以说是遍及全球了。
下面介绍一下损坏的情况，首先谈到损伤，我想要将传统的叶片和大型叶片之间的损伤做一个比较，然后会讨论一下我们需要有必要对于分类这个概念进行明确厘清。
什么是传统的叶片？传统叶片通常可能最长在35米以内，大型叶片可能长度达到了100多米或者更长。问题是当前这两种类型的叶片损伤是什么情况呢？首先从一个传统的叶片开始，比如说对于常见的风电场的叶片损伤，包括后缘开裂、前缘开裂、雷击造成的损伤，以及主梁上出现的褶皱。这是一个雷击造成的损伤，也是非常典型的出现在转子叶片上面开裂的情况，出现在主梁上的褶皱，这个叶片是25米长，已经用了15年了，它目前就已经在主梁上出现了很多皱褶。
大型的叶片结构越来越复杂，出现了一些新的损伤类型，这种新的损伤类型是在传统类型叶片上都很少出现的。包括主梁的褶皱，包括后缘梁的褶皱，对于曲区的损伤，以及芯材的损伤，还包括主梁的褶皱。就像我刚才说的一样，这些照片让我们看到了，大型叶片上出现的损伤，这种损伤和传统的叶片损伤有所不同。主梁上的褶皱很多，相比传统的叶片他们损伤都是比较新型的。这种损伤是后缘胶带上的褶皱，想要注意到这样的一种损伤有点困难，因为它的结构有点复杂。
以及芯材损伤，小的问题造成了整个叶片的严重损伤，上面这张图片，是PVC的损伤，曲区的损伤，主梁上的褶皱。令人有点吃惊的是，大型叶片上随着速度的上升长度的延长，在叶片上的前缘的损伤和壳体表面损伤变得越来越常见和强烈。我们估计在未来盖上风力发电机组会有类似的问题，会不断的出现。
总结一下，对于叶片已经出现了新的损伤，出现在新型的叶片上。包括主梁上的褶皱，包括胶带上的褶皱，以及芯材损伤。所谓这些损伤类型都会有很大的可能性造成进一步的破坏，造成对于整个发电叶片完全的损坏，这是我们大家不希望看到的。
下面谈到一个损伤的问题，有各种不同类型的损伤，对于运营商也好，对于整机厂也好，对于叶片伤来说，对于维护厂商来说，都必须学习有这么一整套损伤的分类系统。因为损伤的分类是很关键的，分类之后所有人都知道怎么来处理损伤了。我的左手边有一个例子，进行评估损伤很困难，如果是小型的损伤，如果是真正的大型的损伤，左上角的照片，可以看到非常小面积发白的开裂，出现在芯材上。只是一个小面积的开裂，会不会造成重大的损伤，半年之后，损伤面积进一步扩大，这是在叶片内部和泡沫之间过度区域的芯材损伤，意味着需要有一个非常有经验的人士，他们能够进行一个评估损伤的程度。这是我们借用了航空方面的一些概念，有四种损伤类型，用四种颜色代表，绿色意味着还可以，轻微的表面损伤，黑色就表明非常非常严重的结构性损伤，运行的安全会受到影响。我们的评估了两千套不同类型的叶片之后，得出的分类的结果。红色是代表严重的壳体和严重的损伤，有50%风机存在严重损伤，这种情况很常见。我们把损伤进一步细分成黄色和橙黄色，意味着可以降低修复和维护的成本，对于橙色代表的是持续的增长性的损伤，而黄色代表是稳定性的损伤，可以针对性的进行损伤的修复。
这些照片上的损伤都是小型的表面损伤，只需要注意定期的监测。下面这两张图片是黄色警告，意味着属于二类的黄色损伤，小面积的稳定性的表面开裂，可能不需要修复，但是你必须要进行持续的监测。或者是必须要确定这样的损坏是一个表面稳定性的。而这种橙色类型的损伤，是前缘严重的侵蚀缺陷，不存在结构性问题。前缘的表面损伤，会造成风轮转子叶片成本的增加，这样就必须要进行相应的修复了。
红色类型的损伤，就是前后缘都出现了严重的开裂，肯定是必须要进行维修，否则的话，就会造成更严重的问题，可能最终会造成更严重的破坏。在这个案例中，可能这是一个前缘的开裂程度达到15米，这就是一个结构性的损伤。
下面将会讨论的是造成损伤的原因，首先必须要考量的是，在运行的过程中，可能会有运行的载荷，还会面临的计算极限的载荷，还有包括极端环境的影响，比如出现了雷电的电击，意味着要持续的监测，这种损伤必须要监测，否则就会造成进一步的损伤。除此之外，还有其他方面是可能是造成损伤的原因，比如说设计过程中出现的问题，生产过程中出现的问题，比如转子的运行问题，或者未经计算载荷情况下就进行运行了，以及有很多新挑战的出现，是来自于新的损伤，我们必须要加以考虑。这是一个视频，展示的是曲区的损伤，前缘出现了裂缝，或多或少是设计问题所造成的，加上在运行的时候，没有计算它的载荷情况。
去年我们看到有一些出现损伤的情况，是因为设计缺陷，包括芯材内外分层问题，芯材出现了开裂，再加上设计的时候有缺陷，没有计算载荷的缺陷。这个损伤一开始的问题，就是来自于设计缺陷，会造成进一步的损伤。损伤是从很小的裂缝开始的，是在芯材出现了一个小裂缝，最终就会造成问题进一步的扩大，会造成整个风机的损失。
这张幻灯片展示的是另外一个问题，也是一个长期的问题，也就是在主梁褶皱的问题，这是一个很突出的问题，特别是对大型的叶片。另外一个可能性变浆角度对阵不足造成的损伤，会达到7.5度变浆角度对准不足，造成整个风动设备的气动不平衡，载荷增加之后就会造成损伤。这个视频是一个非常严重的情况，展示的是一个小错误会造成一个巨大的损伤，台风期间风轮转子的情况，几秒钟之后叶片完全的折断了。
我们现在有很多新挑战，是随着大型叶片的出现，包括如何运输这种大型叶片变得非常复杂。在德国和中国相比，更不好运输，因为德国的国土面积很小，所以我们运输有很多问题。比如说运输期间发生的意外，还包括叶片质量引起的疲劳载荷量增加，还有固有频率的不利变化，包括疲劳载荷和极限荷载的变化关系，都会造成新的损伤。
最后说几点总结一下，如何将损伤最小化？运行过程中如何做，有两点非常基本，首先风机转子的控制，包括进行周期性的检查，两年一周期，除此之外还应该检查，包括叶片外部，叶片内部和防雷系统。随后人们应该进行一个全生命周期的记录文件，并且及早发现问题，及早的解决问题，防止出现重大的损伤。就像我所说的一样，我们要记录全生命周期记录的文件，与此同时，对所有的这些损伤都应该有一个相应的生命周期的记录，来展示在生命周期内所出现损伤的情况。
第二我们有非常优秀的制造设备，通过高质量的制造，可以从根本上避免这些问题，避免在运营过程中出现的损伤。意味着提高生产质量，提高生产管理系统的效率是很重要的。包括全过程质量提高、生产过程准确记录和文件、所有技术人员的长期监督和培训，并且要执行国际标准。稍候我的同事会更详细的介绍认证质量管理体系的内容。
总结一下，重要之处就是要改善促进各方的合作，包括叶片厂、整机厂、维护方、叶片设计厂、服务公司、业主。从制造和设计方面来保证可靠风轮转子的质量，这些才能将损伤最小化，这就是我的发言，感谢大家。
（发言由现场速记整理，未经本人审阅）
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