大家下午好。我来自于中国船级社质量技术公司技术中心，我们技术中心的叶片团队除了承接日常的叶片评估工作以外，这几年也承接了不少叶片的故障分析工作，所以我们每年都会把我们的叶片故障分析工作做一个总结。今年在这里我就把我们2021年度的叶片故障分析工作的总结分享给大家。

　　我的分享主要是四部分内容，结构相对比较简单，一个是工作方法的总结，第二个是工作结果的总结，第三个部分是启示，第四个部分是展望。

　　我们先看一下工作方法，我们认为一个叶片发生了故障之后，我们作为第三方可以做的工作主要有这四部分的内容，就是故障现场的勘查、检验检测工作、生产现场的勘查、设计审查及复核。当时作为故障我们的分析工作并不是说所有的这些工作必须要做，但是我认为故障现场的勘察是十分重要的，是必须要做的，因为故障现场的勘察包括叶片断口的勘察，整体情况的了解，机组的运行情况，以及必要的机组运行数据的分析，以及地形地貌以及气候情况的了解。在进行了故障现场勘察之后，一般我们就会有一定的怀疑的方向，对我们接下来的叶片故障分析工作就会有一定的指向性。如果说我们针对我们现场勘察的结果有怀疑的话，我们就会增加检验检测方面的工作，包括材质取样、无损、目视检查等等，同时还要进行生产现场的勘察，包括设备生产的现场状况，生产人员的了解，生产技术的核查，工艺的核查，如果对叶片的设计有怀疑，可以进行相应的设计文件的核查等等工作。

　　这一张图是我们针对我们所承接的叶片故障工作的得到故障原因所采用的分析手段的一个统计。这里要说明一下，这一张统计表和我后面的PPT的统计表采用的数据源都是我们自己承接的叶片故障分析案例统计的结果，所以可能跟行业的一些公共的数据有不太一致的地方。

　　从这个统计表中可以看出，再次明确了现场勘察以及断口分析的重要性，基本上我们接手的故障分析中，有63%的叶片故障通过直观的现场勘察和断口分析就可以直接判断出原因。所以在这里也提示大家，如果发生了叶片故障，一定要尽快的去保护好现场，然后保留现场的断口的信息。如果说因为恢复生产的需要必须要清理现场，也很也必要及时的保留文字和图片信息，以便后续勘察工作的顺利开展。

　　下面总结一下我们的工作结果，这两张图是我们2019年和2020年所承接的叶片故障分析工作故障原因的统计饼图，从这两张图来看，基本上结构和占比并没有太大的变化，但是在各个大的故障原因之下，它对一些细节性的原因实际上是发生了一些变化的，比如说设计失误为例，设计失误方面，我们发现像这种强度计算失误导致的叶片故障基本上现在很少看到，几乎不会出现。在设计失误当中，稳定性计算失误导致的故障问题还占有一定的比例。但是相信随着新标准的出台，对于稳定性的计算有了更高的要求，所以今后的这一类的故障问题会相对的减少。

　　在这里我重点还是说一下制造失误，制造失误当中一个最主要的表现形式还是褶皱问题，但是这个褶皱问题在去年和今年还是发生了一些微妙的变化，第一个方面是褶皱尺寸相对来说是越来越小，第二个方面就是发生的位置方面。下面我们看一下具体的两个案例。

　　这个是西北的一个风电场，运行了两年之后有一个尾缘的开裂，这个问题相对来说比较明显，就是在后缘的单向带上，然后扩展到了边缘沿着展向发展，通过我们把这六个位置打磨切割之后，我们可以更直观的看出来这个裂纹的起始位置。再看这一张图，从这个胶黏剂的痕迹上，我们可以明显的看到有一个褶皱，但是这个褶皱的尺寸还是比较小的，看这个图中黑色的小段线的范围，这个尺寸我们测量了一下，高宽比在1：19。当我们跟业内的同仁在讨论这个问题的时候，直接说这个1：19的尺寸，大家可能都觉得说这样的褶皱应该不会引起页面的破坏，但是当我们拿出这一张图来，那就很明显这个叶片的破坏其实就是因为这个褶皱导致的。再结合我们做设计评估的时候的一些发现，就是我们发现有一些厂家在做这个设计的时候，把我们叶片的安全预度保留在了1.0几的数量级上，所以任何的一点小的失误都可能导致它的应力的增加超出了我们的承受力。解决这样的问题，在不改变我们设计思路的前提下，可能还可以通过小型的制造，严格的质检来解决这样的问题的话，那我们再看看下一个案例。

　　这是一个在做疲劳试验的时候发现的一个问题，就是也是在叶片的后缘的位置发现了褶皱疲劳特征的裂纹，我们根据这个叶片的设计资料，我们分析了一下它的褶皱产生的原因。我们找到了它的铺层，它的尾缘梁的铺层是分布在夹心材料上下两面的，夹心下层的后缘梁的拐点加号和夹心后缘国足拐点在厚度方向发生了重合，形成了叠加。在夹心层这里有一个厚度的过度，但是实际上在展向同时也发生了厚度的过度，那么我们就以一个相对比较夸张的形式做了一个事例，就是像下图一样，这样的话它发生上面的问题基本上是不可避免的。

　　由于这两个原因，我们就发现这样的褶皱可能通过再仔细的制造或者是再仔细的质检可能都是难以避免的。通过这两个案例和上面的五个分析，我们得到了一个启示，就是褶皱在故障分析中所占的比例还是很大的，所以我们如果能够很好的解决褶皱问题，我们将会解决到一批我们的叶片故障。但是解决褶皱问题并不是消灭褶皱。尤其是第二个例子我们可以看出，褶皱有可能是由于我的设计导致的我的结构的复杂，导致我的褶皱是没有办法通过更好的工艺手段去把它消除的，所以我们需要忍受褶皱的存在，因为叶片全生命周期能承受的褶皱尺度取决于叶片的安全域度，这个安全度从右图可以看出来，这个是在ISO400-5的标准中，中间这两条黑线的区域就是安全域度，左边这个峰值是外载，右边这个峰值表现的是叶片结构的承载能力，它的中间的间隙就是安全域度，这个中间的间隙一定要保证适当的宽度，所以在设计的时候要留有足够的余量。所以要解决褶皱问题，需要从设计制造、工艺角度综合考虑。

　　那么如何考虑呢？左边如果说是整个叶片承受的外载的应力，右边的峰值表示的是结构的承载能力，那么中间空的部分实际上就表示的是我由于褶皱导致的应力增加值。如果我需要得到这个值，我们就必须要解决两个问题，第一个问题就是在现有的设计和现有的工艺水平下，我们可以把褶皱控制在一个什么样的尺寸上。第二个就是说这样的尺寸上我会导致一个怎样的应力施加。

　　我们也带着这两个问题查阅了相关的文献，但是没有找到太好的答案。所以我们觉得这些方面就是需要我们后期研究的，这就引出了我的PPT的最后一部分，就是展望部分，我们觉得对于褶皱研究还要做这三方面的工作，第一个就是褶皱形成机理的研究，这一部分的研究主要解决的是我的设计以及我的工艺水平能够决定的我的褶皱会形成一个什么样的情况和尺寸特征。第二个就是褶皱特征的研究，这一个是需要解决的就是我们以什么样的方式来更好的描述褶皱，其实现在的高宽比的形式可能并不能太好的去描述褶皱，这个就像我们在做这个1：19的褶皱的计算的时候发现的，就是说这三个图就是当时我们建模型做的一些案例，同样是1：19的褶皱，表现出来是1：19的褶皱，但是实际上它的内部结构可能是不一样的，所以在这里我们就需要去研究以什么样的参数来描述褶皱，能够更好的去明确这些参数和这个施加应力之间的关系。第三个方面就是整体研究褶皱破坏的整个过程，只有这样才能够去明确褶皱的发生机理的破坏方式，然后使褶皱变的可防可控。

　　我们中国船级社认证公司技术中心计划在近期以及今后的一段时间内对褶皱展开持续的研究。作为第三方来说，第三方的研究离不开大家的支持，所以也欢迎大家共同参与到我们的工作中来，我们来共同研究和解决褶皱问题。

　　以上就是我PPT的全部内容，谢谢大家。（内容来自现场速记，未经本人审核）