常州達姆斯檢測技術有限公司 總經理許經緯
許經緯:大家好!有很多朋友對我們不是特別了解,我準備了視頻,大概給大家介紹我們做的事。今天匯報主題是關于風電葉片相關的材料和部件的測試解決方案。
首先,關于WMC介紹,在中國有三個例子,一個是離常州很近的地方材料實驗室。另外是在大學里有一個研發實驗室,另外最大的是部件實驗室。我們業務能覆蓋全球,在國際上風電行業巨頭基本上是我們的客戶,在國內基本上覆蓋行業材料供應商、葉片廠和整機廠。
(PPT圖示)這是研發實驗室,主要做材料基礎性研究。
(PPT圖示)這是材料實驗室,我們以力學性能為主,這是測試材料的靜態和疲勞性能。
(PPT圖示)這是制樣的設備。我們和英創合作,設備都是他們的,材料實驗室有三臺靜態機。在材料實驗室有16臺疲勞機,疲勞機都匹配對中環,這很關鍵,買一臺設備都要用對中的工裝和程序來校準。溫度控制對疲勞性能影響也非常大。每一根樣條都有實時溫度采集。
(PPT圖示)這是結構實驗室,我們有一個很大的車間用來加工樣件,另外有一個車間都是設備。測試設備加在一起將近100臺左右,從1000牽牛一直做到3000牽牛,可以覆蓋小的材料測試,也可以覆蓋大的部件。我們有大烘箱固化大固件,也可以做一些成型。有一整個車間用來加工樣件,從100牽牛到250牽牛一直到3000牽牛。
實驗室通過了DNVGL的認證,我們不是簡單覆蓋一些標準測試,在非標測試上和DNVGL深度合作,現在螺栓套的測試已經拿到了認證。
實驗室引入了互聯網的概念,線上已經實現報價,引入大數據、機器學習,用來管理實驗室的設備。我很贊同王總所說,我們給客戶降低成本,這是我們的價值所在。
另外開發了一些小工具,可以在線上免費提供給客戶使用。
以下是案例舉例,首先是材料部分。主要是對拉擠碳板材料的評估,現在可以從纖維開始,纖維角度、纖維直徑、微觀的缺陷,拉擠板的耳角,板材的拼接,為拉擠單獨開發了大夾具,最主流拉擠板是5毫克,不同于織物用兩層降低載荷,拉擠的話,5毫米載荷都在200牽牛左右,我們開發了大夾具可以實現免加工直接測。在測試過程中我們也發現了有一些材料含量的分布不均勻,中間、兩側、表面含量可能相差1%、2%,對性能影響非常大,如果用打磨方式評估會造成很大的影響。這是免打磨的拉伸測試,這是免打磨的壓縮測試,5毫米直接測。這是打磨之后2毫米的,5毫米直接測的方案在國際上也有,在德國也有這樣的技術,但5毫米直接測出來的性能和2毫米比在85%到90%左右?,F在可以做到5毫米的測試性能和2毫米的測試性能幾乎一樣,可以達到100%,甚至可以更高一些。
風電里疲勞非常重要,我們針對疲勞技術研究時發現,疲勞的樣條形式不是一種就可以通用。30牽牛之內用小樣條的形式做,包括拉拉和壓壓,針對50牽牛大于30牽牛以上建議換大樣條做,有更好的性能。
(PPT圖示)最老的直條型有三個地方硬力集中,上下加持和中間段,這是隨機的,在測試過程中失效時,這三個地方是隨機的,有可能破壞在上面,也有可能下面,或者中間,如果破壞在夾持地方會造成修復不可接受,硬力很大。大樣條,硬力分布相對均勻,從性能上可以看到,用大樣條測的時候性能更加穩定一些。以上提到得是針對織物開發。正常樣件厚度是7到8毫米,但拉擠板是5毫米,而且是預制的,很難將厚度變厚,只能減薄,但這又會帶來新的屈曲的問題,我們將方案進行了升級,用弧形加強片加上本體材料,可以實現預制材料用弧形樣條測。
(PPT圖示)這是性能的對比,這是碳纖拉擠板的壓壓疲勞,大的樣機有更好的防屈曲性能,比小樣條高出100個兆帕左右。對剪切的夾具也做了升級,老的夾具不太穩定,可能設備太高太長導致配合間隙松馳。我們對夾具進行了改進,有手動版也有液壓版。模量特別是是小載荷時非常穩定,強度整體也比最老的夾具有了很大的提升。這是為葉片設計時留足了余量。
關于部件測試的方案。這是線性件,可以實現整體的測試,線性件的形狀不規則,正常測試方法很難實現,但可以通過將方案實現整體的拉伸。這是葉根的螺栓,針對螺栓的測試我們是用液壓方式。液壓方式有更高的性能,也有更穩定的性能,紅色的點是螺栓比較傳統的高頻的方式,雖然速度快,但性能很不穩定。
針對螺栓套也開發了螺栓套的實現方案,有短樣件方案也有長樣件方案,可以實現兩個樣件同時測,實現效率翻倍,價格降一半。這種技術在全球是唯一的,兩個樣件同時測有獨立傳感器,所以一套加載系統,兩套采集系統,采集全部是獨立的,所以不用擔心兩個硬力差。在實驗過程中,工裝可以保證兩個硬力差大概在1%到2%的差異。另外,針對葉根還設計了大的環境箱可以實現葉根螺栓套在高低溫測試。
會后感興趣可以再和我聯系。
(PPT圖示)這是用夜間流轉,針對夜間也用液壓的方式,實現雙軸的疲勞加載。
在實驗過程中我們開發了很多配件,這部分可以開放給行業。這是壓縮夾具,壓縮對于材料很重要,尤其是碳纖,壓縮夾具從最早100牽牛到500牽牛,現在可以實現1000牽牛。針對大的夾具還有一套非常復雜的液壓控制系統??刂葡到y可以跟著樣件的載荷實時調整壓力,在測試過程中我們發現夾持過大會導致強度偏低失效,液壓控制可以根據加載的載荷來變。
針對拉伸做了大的夾具,這些設備和英創合作,他們要應對所有行業,不只是復合材料,針對復合材料的夾具通用的夾具小載荷時可以應付,但到大載荷時不能滿足復合材料的特殊性。針對復合材料的特殊性我們也研發了大夾具,實現從100牽牛到1000牽牛。
(PPT圖示)這是我們開發的液壓的高低溫夾具,特別是拉擠碳板,我們給IM測試時他們提出來在高溫和低溫下測試,但液壓油的問題不可能承受高溫或者低溫,但通過夾具設計可以保證夾具可以實現高溫和低溫下使用。有液壓的壓縮,也有液壓的拉伸。
(PPT圖示)這是鍛煉韌性的測試,西門子、IM等做得非常多,但國內剛剛開始。做該實驗的人都知道,非常麻煩的事是如何監測裂紋的長度?,F在基于百度的人工智能的算法做了圖象識別,可以實時跟蹤裂紋的長度,與設備的測試數據做同步。另外,針對鍛煉韌性特殊處理做了線上網頁版數據處理的工具,后期會開放給行業免費使用。
最后,我們做了一些材料的性能供大家參考,這些是三種織物的情況,雙軸織物,三軸織物,拉擠碳板的曲線。
謝謝大家!我留了聯系方式,左邊是我的聯系方式,右邊是業務聯系方式,有需要可以會后與我們聯系,謝謝!(文章內容來自于現場速記,未經本人審核)