研究概览

玻璃纤维增强聚合物 (GFRP) 被用作风力涡轮机叶片构造的主要材料。因此，无论是单片 GFRP 层压板还是它们之间的粘合，都可以对 GFRP 进行非破坏性检查，这一点很重要。在制造和使用过程中都是如此，因为疲劳、冲击、过载或环境退化可能会导致损坏。生产中常见的材料缺陷包括树脂不足、孔隙率、粘合剂粘合中的空隙和起皱。使用中常见的损坏模式包括分层、纤维断裂、开裂、雷击和侵蚀。

面板 1 的照片，它是 30 毫米厚的 GFRP，代表风力涡轮机叶片外壳材料。样品背面（左手侧）可见的附加粘合条代表剪切腹板粘合。

桑迪亚国家实验室慷慨地为 dolphitech 提供了两个 GFRP 测试板，这些测试板来自一个大型实验项目，用于风力叶片材料的无损检测。两个面板的主要厚度为 30 毫米和 32 毫米，两个面板在这些层压板下方都有额外的粘合剂层，以模拟蒙皮与翼梁的粘合。两个面板在层压板和粘合剂粘合层中都包含一系列代表性缺陷。这包括拉环、枕垫和平底孔。

解决方案

TRM -EA-1.5MHz用于检查 GFRP 面板，这种低频率提供了穿透所有 GFRP 面板厚度并进入粘合剂层之外的能力的信心。该 TRM 模型没有延迟线，这与我们的可更换延迟线或可根据需要安装的波状延迟线相反。在这种情况下，它没有使用延迟线，因为耐磨的正面可以与测试样本直接接触。此选项提供大的声音传输到零件中，提供大的穿透力。使用手动拼接技术从两个面板收集数据，其中 TRM 以网格模式在面板表面上顺序移动，并在每个位置获取数据。

挑战

众所周知，GFRP 管道对超声波测试具有挑战性，因为不同的材料相会导致声音散射、吸收和/或偏离。这个问题是所有复合材料共有的，与碳相比，玻璃纤维通常更严重，因为它具有更高的密度、更大的纤维直径和通常更高的孔隙率。因此需要低频探头充分穿透材料；然而，这降低了检查的灵敏度。

发现

使用带有TRM-EA-1.5MHz的dolphicam2成功检测到两个面板中的嵌入式缺陷。使用飞行时间 (ToF) C 扫描可以轻松解决平底孔、拉环和枕垫。此 C 扫描图的颜色编码使它们的全厚度位置得以确定。层压板下方的附加粘合剂层也可见（深蓝色），表明成功渗透到大于 32 毫米的深度。该粘合剂层内的平底孔也可见，代表粘合剂脱粘。

结论

TRM -EA-1.5MHz非常适合检测厚风力叶片 GFRP。在这项研究中，成功地检查了风力涡轮机专用面板，嵌入式缺陷很容易解决，并用颜色编码以进行直接分析。