一文看懂叶片前缘腐蚀-国际新能源网

　　前缘是叶片的什么位置？

　　上图是叶片某一段的截取示意图，图左侧「Leading edge」箭头所指的部位就是叶片的前缘，就是叶片在旋转时首当其冲和气流接触的部分。

　　为了更直观，我们看下面的图：

　　上图左侧叶片的「Leading edge」所指向的绿色部分属于叶片前缘，如果把叶片想象成劈向气流的一把刀，前缘就是刀刃。

　　典型的叶片前缘腐蚀是什么样的？

　　请看图：

　　从左到右，前缘腐蚀的情况越来越严重，像 a) 应该很常见，像 c) 这种就很严重了。

　　叶片前缘腐蚀带来的危害是什么？

　　前缘腐蚀带来的直接影响就是破坏了叶片的气动特性，从而影响了叶片的性能。一方面会影响整个机组的出力，同时也可能带来设计之外的载荷。

　　根据丹麦公司 Blade dynamic 在 2015 年的一项统计，前缘腐蚀问题可能会带来 5% 甚至更多的年发电量损失。

　　如果腐蚀过于严重，长时间得不到妥善处理，会进一步影响叶片的其他部分，包括局部膨胀，积水，最终导致叶片整体受损难以修复。

　　叶片前缘腐蚀的成因是什么？

　　当叶片运转时，和空气的相对速度可以达到 90m/s 以上。前缘部分首当其冲，和空气中的颗粒物、雨水等相互碰撞，其作用效果相当于拿粗糙的砂纸在前缘上摩擦，这是腐蚀的客观成因。

　　造成腐蚀发生的重要因素还在于叶片制造过程，比如，叶片制造过程中是否包含了前缘保护的工序，在制造过程中的微小瑕疵，可能是造成腐蚀的重要因素，比如加工过程中那些微小的气泡。

　　需要强调的是，我对叶片制造并不熟悉，关于前缘腐蚀与制造过程的问题，我真希望能找到这方面的行家给大家分享下。

　　前缘腐蚀一般会在什么情况下发生？

　　很不幸，有些叶片在运行的第三年就开始出现了。造成这种状况的原因很复杂，但我能查到的多个资料都指出，制造过程中是否执行了前缘保护工序，直接影响到叶片在运行中的表现。

　　有什么好的预防措施吗？

　　如果站在运营商的角度看，最好的预防措施就是选择好的产品。

　　如果是已经投运的机组，则需要在运检过程加强检测，在发生的早期及时科学的处理。如果不及早进行维修, 损坏会延伸至其他更为关键的部分。

　　有什么好的检测手段吗？

　　人工目视检测

　　这是常用的方式，在检修过程中，通过目视的方式对叶片进行检测。或者，更彻底更细致的方式是以蜘蛛人作业的方式近距离核查。

　　热敏成像检测

　　上图是一个示例，如果前缘部分发生腐蚀，它的热敏成像表现是不一样的。通过热敏成像，可以有效地帮助我们发现问题。

　　无人机成像检测

　　无人机检测更为直观，更为细致，结合近几年突飞猛进的图像智能处理技术，也取得了不错的效果。

　　海上机组在这方面的问题是不是更为复杂？

　　是的。因为无论是检测还是维修，其成本都远高于陆上。

　　国际上有什么新的研究进展？

　　一个典型的例子，德国科研机构 Fraunhofer 联合多家企业，就叶片腐蚀问题在 2017 年启动了为期 3 年的研究计划，其目的就是为了用数字模拟、环境加速劣化试验等手段，建立叶片前缘等部分的腐蚀模型，为设计、运营和运维方提供参考。

一文看懂叶片前缘腐蚀