1.本发明涉及一种风电叶片损伤修复方法，具体涉及一种风电叶片预埋螺套的损伤修复方法。
背景技术：2.风机叶片根部是将叶片所受外载从主梁传递到轮毂的关键部位，其受力相对复杂。目前，风机叶片根部主要采用t型螺栓和预埋螺套两种方式。国内风机叶片普遍采用根部打孔方式来安装叶片根部连接螺栓，该种方法对于风机叶片根部承受载荷较小及螺栓安装数量小的风机叶片来说应用较成功。
3.随着风电机组功率的增大，与之配套的风机叶片的长度及其根部尺寸也越来越大，其重量也随之增大较多，这就造成了风机叶片根部连接螺栓要承受更大的载荷，对其性能要求也就更高。对于大尺寸叶片(一般≥70m)，传统的t型螺栓连接形式已经不能满足叶片静强度和疲劳强度要求，采用预埋螺套可不破坏叶片根部铺层结构，且能够比t型螺栓连接分布更多的螺栓，能提高叶片叶根的安全性能。预埋螺套，即在叶片铺层过程中将一系列特殊处理的螺套埋入叶根，并和玻璃纤维一体灌注成型，避免了对玻璃钢结构层的后续加工损伤。
4.然而，根部预埋螺套方式，在成型过程中，由于密封不好导致预埋螺栓套有时会浸入树脂，导致成型过程使用的工装定位螺栓与预埋螺套粘接在一起，使工装定位螺栓无法取出，或者预埋螺套内进入大量树脂无法清除，导致叶片螺栓无法安装，最后叶片无法使用导致报废，成本损失较大。
5.因此，鉴于以上情况，预埋螺栓套浸入树脂不易清除时，亟需一种风电叶片预埋螺套损伤修复的方法，尤其是连续多个预埋螺套损伤修复的方法，对于大型叶片降低成本损失尤为重要。
技术实现要素：6.本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种设计合理的风电叶片预埋螺套的损伤修复方法，当预埋螺栓套浸入树脂不易清除时，修复预埋螺套，保证风机叶片螺栓正常安装，保证叶片根部的强度及风机安全运行。
7.本发明是通过以下技术方案实现的：一种风电叶片预埋螺套的损伤修复方法，包括如下步骤：1）损伤预埋螺套取出；2）预埋螺套定位工装安装；3）预埋栓套及ud拉挤块预处理；4）预埋螺套安装；5）固化及检测；6）结构层铺设；7）导流布置；8）真空度检测；9）灌注；10）加热固化及tg检测。
8.所述损伤预埋螺套取出为从叶片根部内表面使用切割机将已损伤的预埋螺栓套切割掉，切割区域要围绕预埋螺栓套周边；打磨预埋螺栓套剩余的副树脂层和玻璃钢分层，保证凹槽区域平整且表面为粗糙面，按照玻璃钢错层倒角比例向x、y、z三个方向进行打磨，ud拉挤块和楔形条上方均保留一层玻璃钢。
9.所述预埋螺套定位工装安装为根据叶片具体型号选择对应的螺栓套定位工装和定位螺栓，在叶片端面上放置对应的定位工装，并用定位螺栓拧上，预留50mm-70mm操作间隙；定位工装以缺陷预埋螺栓套位置为中心，使用6颗定位螺栓固定，保证缺陷预埋螺栓套1的定位和平面度。
10.所述预埋栓套及ud拉挤块预处理为在预埋螺栓套的凹槽下填充手糊树脂与短切纤维的混合物，并用纤维纱线浸润混合好的手糊树脂，缠绕在预埋螺栓套内的凹槽里，缠绕纱线填充后确保预埋螺栓套周围及凹槽内充实，没有间隙；将完整的ud拉挤块沿轴向分割为ud拉挤块上组件和ud拉挤块下组件两部分。
11.所述预埋螺套安装为使用定位螺栓将预埋螺栓套拧紧定位，然后先安装ud拉挤块下组件，再安装ud拉挤块上组件，使ud拉挤块包裹住预埋螺栓套，预埋螺栓套与ud拉挤块之间的间隙使用手糊填充纤维束包裹螺栓套并填平，预埋螺栓套上面手糊一层上表面纤维布层，盖住预埋螺栓套，最后铺放一层脱模布。
12.所述固化及检测为使用加热毯对维修区域进行加热，70℃保温3小时；加热完成后，对表面的玻璃钢进行取样，在实验室使用差示扫描量热仪对玻璃钢的玻璃转化温度进行测试，要求tg≥70℃；若tg值未达到要求，需要对维修区域继续加热直到取样测试tg值达标。
13.所述结构层铺设为撕除维修区域表面脱模布，按照具体叶片原有上表面纤维布层结构铺放n+1层上表面纤维布层，其中n指修复前纤维布层的层数，上表面纤维布层铺设方向必须与原设计保持一致；铺设顺序按照由小到大进行搭接错层，搭接宽度与打磨错层倒角宽度相同，第n+1层轴向需要超出整个维修区域外100mm；采用多次灌注方式进行，每10层采用一次真空灌注，若最后一次铺设层数＜5层，则与前一次铺设的10层上表面纤维布层一同真空灌注。
14.所述导流布置为按照具体的辅材及导流布置铺设密封胶条、脱模布、隔离膜、导流网、注胶管路、抽气真空单元、双层的真空袋膜。
15.所述真空度检测为真空度抽到30mbar以下，关闭一层真空袋膜的真空阀门，二层真空袋膜的真空阀门保持打开状态，开始保压，保压时间10分钟，真空度变化值≤1.0mbar/分钟，可判断保压合格。
16.所述灌注为真空检测合格后，打开第一层袋膜真空阀门准备注胶；使用与叶片制作树脂体系相同的灌注树脂基体，树脂与固化剂配比符合要求，灌注至整个维修区域直至铺设的结构层玻纤织物被树脂完全浸润，关闭注胶管路，保持真空泵一直处于抽气状态。
17.所述加热固化及tg检测为使用加热毯对维修区域进行加热，75℃保温6小时；加热完成后，对表面硬度测试，确认表面邵氏硬度≥70；对表面的玻璃钢进行取样，在实验室使用差示扫描量热仪对玻璃钢的玻璃转化温度进行测试，要求tg≥75℃；若tg值没有达到要求，需要对维修区域继续加热直至取样测试tg值满足要求。
18.本发明的有益效果是：本发明提出了一种设计合理的风电叶片连续多个预埋螺套的损伤修复方法，当预埋螺栓套浸入树脂不易清除时，修复预埋螺套，保证风机叶片螺栓正常安装，通过该方法修复的预埋螺套与叶片根部其它预埋组件、玻璃钢层界面结合力良好，保证了叶片根部强度，保证风电叶片安全运行，减少了大型风机叶片因预埋螺套进胶或螺纹损伤而导致叶片报废的情况发生，本发明可对连续多个预埋螺套进行损伤修复。
附图说明
19.图1是预埋螺栓套组件的剖面结构示意图；图2是预埋螺栓套层铺的剖面结构示意图；图3是ud拉挤块组装方式的剖面结构示意图；图4是ud拉挤块组装方式的正面结构示意图；图5是预埋螺栓套修复方式的结构示意图。
20.在图中：1-预埋螺栓套；2-填充纤维束；3-ud拉挤块；4-螺栓套密封塞；5-楔形块；6-上表面纤维布层；7-预埋螺栓套组件；8-下表面纤维布层；9-ud拉挤块上组件；10-ud拉挤块下组件；11-叶片本体；12-注胶管路；13-真空袋膜。
具体实施方式
21.以下结合附图对本发明作详细描述。
22.参见图1-5，一种风电叶片预埋螺套的损伤修复方法，其特征在于包括如下步骤：1）损伤预埋螺套取出；2）预埋螺套定位工装安装；3）预埋栓套及ud拉挤块预处理；4）预埋螺套安装；5）固化及检测；6）结构层铺设；7）导流布置；8）真空度检测；9）灌注；10）加热固化及tg检测。
23.1、损伤预埋螺套取出参见图1，一般的预埋螺栓套组件7主要由预埋螺栓套1、ud拉挤块3、泡沫的楔形条5、填充纤维束2、螺栓套密封塞4及玻璃钢层组成。根据根部预埋组件的结构设计不同，有的叶片设计厂家将ud拉挤块3截面设计为工字型，楔形条5截面条设计为圆棒型；有的叶片设计厂家将ud拉挤块3截面设计为长方形，楔形条5截面设计为梯形。
24.从叶片根部内表面使用切割机将已损伤的预埋螺栓套1切割掉，切割区域要围绕预埋螺栓套1周边。打磨预埋螺栓套1剩余的副树脂层和玻璃钢分层，保证凹槽区域平整且表面为粗糙面，按照玻璃钢错层倒角比例向x、y、z三个方向进行打磨，ud拉挤块3和楔形条5上方均保留一层玻璃钢。
25.2、预埋螺栓套定位工装安装根据叶片具体型号选择对应的螺栓套定位工装和定位螺栓，在叶片端面上放置对应的定位工装，并用定位螺栓拧上，预留50mm-70mm操作间隙。定位工装以缺陷预埋螺栓套1位置为中心，使用6颗定位螺栓固定，保证缺陷预埋螺栓套1的定位和平面度。
26.3、螺栓套及ud拉挤块预处理在预埋螺栓套1的凹槽下填充手糊树脂与短切纤维的混合物，并用纤维纱线浸润混合好的手糊树脂，缠绕在预埋螺栓套1内的凹槽里，缠绕纱线填充后确保预埋螺栓套1周围及凹槽内充实，没有间隙。
27.参见图3、图4，将完整的ud拉挤块3沿轴向分割为ud拉挤块上组件9和ud拉挤块下组件10两部分。
28.4、预埋螺栓套安装参见图2、图5，使用定位螺栓将预埋螺栓套1拧紧定位，然后先安装ud拉挤块下组件10，再安装ud拉挤块上组件9，使ud拉挤块3包裹住预埋螺栓套1，预埋螺栓套1与ud拉挤块之间的间隙使用手糊填充纤维束2包裹螺栓套并填平，预埋螺栓套1上面手糊一层上表面纤
维布层6，盖住预埋螺栓套1，最后铺放一层脱模布。
29.5、固化及检测使用加热毯对维修区域进行加热，70℃保温3小时。
30.加热完成后，对表面的玻璃钢进行取样，在实验室使用差示扫描量热仪对玻璃钢的玻璃转化温度进行测试，要求tg≥70℃。若tg值未达到要求，需要对维修区域继续加热直到取样测试tg值达标。
31.6、结构层铺设撕除维修区域表面脱模布，按照具体叶片原有上表面纤维布层6结构铺放n+1层上表面纤维布层6，其中n指修复前纤维布层的层数，上表面纤维布层6铺设方向必须与原设计保持一致。铺设顺序按照由小到大进行搭接错层，搭接宽度与打磨错层倒角宽度相同，第n+1层轴向需要超出整个维修区域外100mm。
32.采用多次灌注方式进行，每10层采用一次真空灌注，若最后一次铺设层数＜5层，则与前一次铺设的10层上表面纤维布层6一同真空灌注。
33.7、导流布置按照具体的辅材及导流布置铺设密封胶条、脱模布、隔离膜、导流网、注胶管路12、抽气真空单元、双层的真空袋膜13。
34.8、真空度检测真空度抽到30mbar以下，关闭一层真空袋膜13的真空阀门，二层真空袋膜13的真空阀门保持打开状态，开始保压，保压时间10分钟，真空度变化值≤1.0mbar/分钟，可判断保压合格。
35.9、灌注真空检测合格后，打开第一层袋膜真空阀门准备注胶。使用与叶片制作树脂体系相同的灌注树脂基体，树脂与固化剂配比符合要求，灌注至整个维修区域直至铺设的结构层玻纤织物被树脂完全浸润，关闭注胶管路，保持真空泵一直处于抽气状态。
36.10、加热固化及tg检测使用加热毯对维修区域进行加热，75℃保温6小时。加热完成后，对表面硬度测试，确认表面邵氏硬度≥70。对表面的玻璃钢进行取样，在实验室使用差示扫描量热仪对玻璃钢的玻璃转化温度进行测试，要求tg≥75℃。若tg值没有达到要求，需要对维修区域继续加热直至取样测试tg值满足要求。
37.图5中还包括叶片本体11及下表面纤维布层8，在修复过程中，只对上表面纤维布层9一侧进行修复，下表面纤维布层8无需修复。
38.最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
技术特征：1.一种风电叶片预埋螺套的损伤修复方法，其特征在于包括如下步骤：1）损伤预埋螺套取出；2）预埋螺套定位工装安装；3）预埋栓套及ud拉挤块预处理；4）预埋螺套安装；5）固化及检测；6）结构层铺设；7）导流布置；8）真空度检测；9）灌注；10）加热固化及tg检测。2.根据权利要求1所述的一种风电叶片预埋螺套的损伤修复方法，其特征在于：所述损伤预埋螺套取出为从叶片根部内表面使用切割机将已损伤的预埋螺栓套切割掉，切割区域要围绕预埋螺栓套周边；打磨预埋螺栓套剩余的副树脂层和玻璃钢分层，保证凹槽区域平整且表面为粗糙面，按照玻璃钢错层倒角比例向x、y、z三个方向进行打磨，ud拉挤块和楔形条上方均保留一层玻璃钢。3.根据权利要求1所述的一种风电叶片预埋螺套的损伤修复方法，其特征在于：所述预埋螺套定位工装安装为根据叶片具体型号选择对应的螺栓套定位工装和定位螺栓，在叶片端面上放置对应的定位工装，并用定位螺栓拧上，预留50mm-70mm操作间隙；定位工装以缺陷预埋螺栓套位置为中心，使用6颗定位螺栓固定，保证缺陷预埋螺栓套1的定位和平面度。4.根据权利要求1所述的一种风电叶片预埋螺套的损伤修复方法，其特征在于：所述预埋栓套及ud拉挤块预处理为在预埋螺栓套的凹槽下填充手糊树脂与短切纤维的混合物，并用纤维纱线浸润混合好的手糊树脂，缠绕在预埋螺栓套内的凹槽里，缠绕纱线填充后确保预埋螺栓套周围及凹槽内充实，没有间隙；将完整的ud拉挤块沿轴向分割为ud拉挤块上组件和ud拉挤块下组件两部分。5.根据权利要求1所述的一种风电叶片预埋螺套的损伤修复方法，其特征在于：所述预埋螺套安装为使用定位螺栓将预埋螺栓套拧紧定位，然后先安装ud拉挤块下组件，再安装ud拉挤块上组件，使ud拉挤块包裹住预埋螺栓套，预埋螺栓套与ud拉挤块之间的间隙使用手糊填充纤维束包裹螺栓套并填平，预埋螺栓套上面手糊一层上表面纤维布层，盖住预埋螺栓套，最后铺放一层脱模布。6.根据权利要求1所述的一种风电叶片预埋螺套的损伤修复方法，其特征在于：所述固化及检测为使用加热毯对维修区域进行加热，70℃保温3小时；加热完成后，对表面的玻璃钢进行取样，在实验室使用差示扫描量热仪对玻璃钢的玻璃转化温度进行测试，要求tg≥70℃；若tg值未达到要求，需要对维修区域继续加热直到取样测试tg值达标。7.根据权利要求1所述的一种风电叶片预埋螺套的损伤修复方法，其特征在于：所述结构层铺设为撕除维修区域表面脱模布，按照具体叶片原有上表面纤维布层结构铺放n+1层上表面纤维布层，其中n指修复前纤维布层的层数，上表面纤维布层铺设方向必须与原设计保持一致；铺设顺序按照由小到大进行搭接错层，搭接宽度与打磨错层倒角宽度相同，第n+1层轴向需要超出整个维修区域外100mm；采用多次灌注方式进行，每10层采用一次真空灌注，若最后一次铺设层数＜5层，则与前一次铺设的10层上表面纤维布层一同真空灌注。8.根据权利要求1所述的一种风电叶片预埋螺套的损伤修复方法，其特征在于：所述导流布置为按照具体的辅材及导流布置铺设密封胶条、脱模布、隔离膜、导流网、注胶管路、抽气真空单元、双层的真空袋膜。9.根据权利要求1所述的一种风电叶片预埋螺套的损伤修复方法，其特征在于：所述真空度检测为真空度抽到30mbar以下，关闭一层真空袋膜的真空阀门，二层真空袋膜的真空阀门保持打开状态，开始保压，保压时间10分钟，真空度变化值≤1.0mbar/分钟，可判断保压合格。
10.根据权利要求1所述的一种风电叶片预埋螺套的损伤修复方法，其特征在于：所述灌注为真空检测合格后，打开第一层袋膜真空阀门准备注胶；使用与叶片制作树脂体系相同的灌注树脂基体，树脂与固化剂配比符合要求，灌注至整个维修区域直至铺设的结构层玻纤织物被树脂完全浸润，关闭注胶管路，保持真空泵一直处于抽气状态。11.根据权利要求1所述的一种风电叶片预埋螺套的损伤修复方法，其特征在于：所述加热固化及tg检测为使用加热毯对维修区域进行加热，75℃保温6小时；加热完成后，对表面硬度测试，确认表面邵氏硬度≥70；对表面的玻璃钢进行取样，在实验室使用差示扫描量热仪对玻璃钢的玻璃转化温度进行测试，要求tg≥75℃；若tg值没有达到要求，需要对维修区域继续加热直至取样测试tg值满足要求。
技术总结本发明公开了一种风电叶片预埋螺套的损伤修复方法包括如下步骤：1）损伤预埋螺套取出；2）预埋螺套定位工装安装；3）预埋栓套及UD拉挤块预处理；4）预埋螺套安装；5）固化及检测；6）结构层铺设；7）导流布置；8）真空度检测；9）灌注；10）加热固化及TG检测。本发明提出了一种设计合理的风电叶片连续多个预埋螺套的损伤修复方法，当预埋螺栓套浸入树脂不易清除时，修复预埋螺套，保证风机叶片螺栓正常安装，通过该方法修复的预埋螺套与叶片根部其它预埋组件、玻璃钢层界面结合力良好，保证了叶片根部强度，保证风电叶片安全运行，减少了大型风机叶片因预埋螺套进胶或螺纹损伤而导致叶片报废的情况发生。废的情况发生。废的情况发生。
技术研发人员：王玉红 惠继录 姜岩岩 李佳
受保护的技术使用者：国电联合动力技术（赤峰）有限公司
技术研发日：2022.06.23
技术公布日：2022/11/1
