风力机基础无损检测

在过去十年中，加拿大大力投资风能，将其年发电量从2008年的近2000兆瓦增加到2019年的1.3万兆瓦。这足以为大约330万个家庭-占我国电力需求的6% (加拿大风能协会，2019年)．

有299年风力发电场从东海岸到西海岸，包括北部三地中的两个地区的项目。

虽然涡轮机和叶片的质量控制、例行检查和性能监测在过去几年有了显著的发展，但基础元件的质量控制和监测经常被忽视(卡莱斯Nmai)．这对保持这些巨大的塔的接地和安全至关重要。

风力发电机基础

风力涡轮机通常被支撑在巨大的混凝土基础上:

• 风力涡轮机基础可以大到10 - 15米(直径)
• 地基块的厚度可达1 ~ 2米，视乎塔的大小和土壤特性而定。

由于其相对较大的尺寸，这些基础通常被认为是大体积混凝土(什么是大体积混凝土?)．

这可能导致大量热量(来自水泥水化过程)的积聚和发展巨大的温度梯度在基础块中。这可能会在混凝土硬化后不久导致热收缩开裂，损害结构的完整性和基础的耐久性。

改编自亨维湾风力项目网站2019年9月

风力涡轮机基础有复杂的密集钢筋，以提供抗动态荷载的稳定性。这将使混凝土的放置具有挑战性，并可能导致地基质量差的补丁。

而使用自固结混凝土(SCC)和钢纤维可以通过减少钢筋的数量和适当的放置来帮助克服这些挑战。然而，地基的质量需要在安装塔和涡轮机之前进行评估。

风力机基础质量控制

常规质量控制试验如坍落度试验(SCC情况下的流动试验)、空气含量和强度测量是监测混凝土大体积基础强度发展所必需的。混凝土的浇筑和养护过程应仔细规划。

任何工作中断或工作顺序的变更都应予以充分记录。放置后应采取适当的养护制度，以消除早期收缩开裂的风险。

另一个问题可能是碱-硅反应。由于这些地基通常是暴露的，如果聚合体可能发生反应，ASR的风险将很高。

无损检测可以用来评估这些地基在硬化期间和之后的质量。

1-温度和强度监测

监测大体积混凝土的温度梯度对降低混凝土硬化后开裂的风险很重要。温度传感器(有线和无线)可用于从地基的不同位置收集信息。此外，根据混凝土的类型，这些信息可以用成熟度法转化为混凝土强度。

成熟的方法提供了一种简单的方法来实时评估水泥基材料的强度，即在施工过程中。

2 -超声断层扫描

超声层析成像技术可用于地基浅层缺陷的评价。根据钢筋的形状，该技术提供了一种可靠和经济的工具来扫描混凝土的潜在缺陷。该方法的工作原理是通过一系列换能器发射和接收超声波信号;收集到的信号被合并成地下缺陷或其他异常的2D地图。

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3 - Impact-Echo

Impact-Echo是评价混凝土和砖石结构的一种无损检测方法。该测试利用冲击器(Impact)撞击混凝土时通常产生的应力波(声音)，并记录来自内部缺陷和其他边界(Echo)的反射和折射。

当P波和S波在混凝土单元内传播时，它们被内部界面(混凝土-裂缝、混凝土-空气、混凝土-钢筋)或外部边界反射。这些回声到达地表会引起位移。这种位移可以通过放置一个灵敏的传感器(然后将位移或加速度转换为电压)来测量。数据由数据采集和数据记录系统记录。了解更多关于Impact-Echo的信息

该方法可用于识别地基块体内部的分层、间断和主要空洞。在已知厚度的基础上，分析结果可以显示缺陷的深度。

4-探地雷达

探地雷达(GPR)是一种非常有用的混凝土无损成像和扫描技术。探地雷达利用脉冲电磁辐射扫描混凝土。探地雷达包括发射天线和接收天线，以及信号处理单元。探地雷达发射具有特定中心频率的电磁脉冲(雷达脉冲)对地下介质进行扫描。来自地下层和物体的反射波被接收器天线捕获。

风力发电机基础的裂缝

风力机地基早期裂缝的修复至关重要。风力发电机结构受到来自塔架、叶片和涡轮机运行的振动的动态载荷的影响。由于这种变化的荷载，裂缝可以在宽度和深度上发展，产生耐久性相关问题和结构性能问题。在这些裂缝中注入环氧树脂有助于在早期控制这些裂缝。