风电机组基础的无损检测

在过去的十年中，加拿大对风能进行了大量投资，将其年发电能力从2008年的近2000兆瓦增加到2019年的13000兆瓦。这足以提供大约的能量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，包括三个北部地区中的两个项目。

涡轮和叶片的质量控制、日常检查和性能监测在过去几年有了很大的发展，但基础部件的质量控制和监测却常常被忽视(卡莱斯Nmai)．这对确保这些巨大的塔楼接地和安全至关重要。

风力发电机基础

风力涡轮机通常由巨大的混凝土地基支撑:

• 风力发电机的地基可大如10 - 15米(直径)
• 地基块的厚度可以达到1到2米，取决于塔的大小和土壤特性。

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

这可能会导致大量热量(来自水泥水化过程)的积聚和发展巨大的温度梯度在基石上。这可能会在混凝土硬化后不久导致热收缩开裂——损害基础的结构完整性和耐久性。

改编自Henvey Inlet Wind项目网站2019年9月

风力涡轮机基础有复杂的密集钢筋，以提供对动态载荷的稳定性。这将使混凝土的放置具有挑战性，并可能导致在基础上的质量较差的补丁。

而自固结混凝土(SCC)和钢纤维的使用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，在安装塔和涡轮机之前，需要对基础的质量进行评估。

风机基础的质量控制

常规的质量控制试验如坍落度试验(SCC的流量试验)、空气含量和强度测量是监测混凝土质量基础强度发展的必要条件。混凝土浇筑和养护的过程应仔细规划。

工作中的任何中断或工作顺序的改变都应充分记录。放置后，应采用适当的养护制度，以消除早龄期收缩开裂的风险。

另一个问题可能是碱-硅反应。由于这些基础通常是暴露的，如果聚集物具有潜在的反应性，ASR的风险将很高。

无损检测可以用来评估这些地基在硬化过程中和硬化后的质量。

1-温度和强度监测

监测大体积混凝土的温度梯度对于降低混凝土硬化后开裂的风险非常重要。温度传感器(有线和无线)可用于收集来自地基不同位置的信息。此外，根据混凝土的类型，这些信息可以通过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，即在施工期间。

2 -超声断层扫描

超声断层扫描可用于评估地基中的浅层缺陷。根据加固模式，这种技术提供了一个可靠的和经济有效的工具来扫描混凝土的潜在缺陷。该方法的工作原理是发射和接收来自传感器阵列的超声波信号;收集到的信号被合并，形成亚表面缺陷或其他异常的2D地图。

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3 - Impact-Echo

Impact-Echo是一种评价混凝土和砌体结构的无损检测方法。该测试利用了通常由冲击器(Impact)撞击混凝土产生的应力波(声音)，并记录内部缺陷和其他边界的反射和折射(Echo)。

当P波和S波在混凝土构件中传播时，它们会被内部界面(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敏感的传感器来测量(然后将位移或加速度转换为电压)。数据由数据采集和数据记录系统记录。了解更多关于Impact-Echo

该方法可用于识别基础块内的分层、不连续和主要空洞。在已知厚度的基础上，可以通过分析结果来显示缺陷的深度。

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。探地雷达由发射天线、接收天线和信号处理单元组成。探地雷达发射具有特定中心频率的电磁脉冲(雷达脉冲)来扫描地下介质。接收天线接收来自地下层和物体的反射波。

风机基础裂缝

风力发电机组基础早期裂缝的修复至关重要。风力机结构受到来自塔架、叶片振动和涡轮机运行的动载荷。由于荷载的变化，裂缝的宽度和深度会不断增加，从而产生耐久性和结构性能方面的问题。在这些裂缝中注入环氧树脂有助于在早期控制这些裂缝。