ES2987824T3 - Método de inspección de una pala de aerogenerador - Google Patents

Abstract

La invención proporciona un método para inspeccionar una pala de turbina eólica. El método incluye proporcionar una herramienta de inspección de defectos que tiene una serie de pasadores, siendo los pasadores desplazables en una dirección axial entre sí. El método incluye posicionar la herramienta de inspección de defectos contra un defecto en la pala de turbina eólica para provocar el desplazamiento de al menos algunos de los pasadores en la dirección axial, describiendo los pasadores desplazados un contorno representativo de un contorno del defecto. El método incluye determinar las dimensiones del defecto inspeccionando el contorno descrito por los pasadores desplazados. Ventajosamente, la invención proporciona una determinación más precisa de si un defecto necesita ser reparado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método de inspección de una pala de aerogenerador

Campo técnico

La presente invención se refiere de manera general a un método de inspección de una pala de aerogenerador y, en particular, a un método de inspección de un defecto de la pala de aerogenerador.

Antecedentes

Se están fabricando aerogeneradores modernos con palas de rotor de tamaño cada vez mayor con el fin de aumentar la cantidad de energía que se puede capturar del viento. Cuanto más grandes sean las palas, mayores serán las fuerzas que las palas necesitan resistir en operación, tales como momentos de flexión de pala en la raíz de las palas. Como consecuencia, las palas necesitan ser fabricadas usando laminados más gruesos de modo que puedan resistir tales fuerzas.

Los defectos en una pala de aerogenerador pueden ocurrir por muchas razones. Por ejemplo, pueden surgir defectos debido a la desalineación o movimiento de las capas o esteras de fibra durante el proceso de depósito o infusión de la carcasa de la pala. El proceso de infusión también puede dar como resultado áreas ricas en resina o vacíos de resina, lo que también puede conducir a defectos en la estructura de la carcasa. Si se usa una bolsa de vacío, esta puede llegar a estar arrugada y formar crestas en la superficie laminada. Los defectos pueden tomar la forma de arrugas, crestas, depresiones, vacíos o cualquier otra irregularidad en la superficie de una carcasa de la pala de aerogenerador. Si bien pueden ocurrir en cualquier ubicación de la pala, comúnmente aparecen en las partes más gruesas y/o más curvas de la pala, tales como una transición desde una parte de raíz relativamente gruesa a una parte de perfil aerodinámico relativamente delgada de la pala. La escala de las palas de aerogeneradores modernos pueden hacer más probable la aparición de defectos durante el proceso de fabricación. Los defectos en la pala de un aerogenerador pueden causar concentraciones de tensión, grietas u otros daños en la pala. En particular, si tales defectos no se identifican durante el proceso de fabricación, entonces estos pueden causar el fallo de la pala cuando el aerogenerador está en servicio, necesitando reparaciones costosas o incluso una sustitución completa.

Por lo tanto, es importante que los defectos se detecten y reparen durante el proceso de fabricación antes del ensamblaje del aerogenerador. Sin embargo, solamente algunos defectos pueden ser problemáticos. Por ejemplo, los defectos más grandes pueden necesitar ser reparados, mientras que los defectos más pequeños se pueden considerar aceptables y dentro de las tolerancias permitidas. Por razones de tiempo y coste, es importante que solamente aquellos defectos detectados que se requiera que sean reparados se rechacen y retengan, de hecho, para su reparación.

Algunos métodos conocidos para evaluar defectos son ineficientes en la medida que requieren el juicio de un ingeniero para determinar si un defecto está dentro de las tolerancias permitidas. Estos métodos pueden conducir a inconsistencias entre diferentes ingenieros, pueden dar como resultado reparaciones innecesarias para defectos que se determinan incorrectamente que están fuera de las tolerancias permitidas y solamente se pueden usar para hacer una determinación binaria en cuanto a si se necesita una reparación sin ser capaces de proporcionar información más detallada acerca del defecto. Algunos otros métodos conocidos para detectar y evaluar defectos consumen mucho tiempo y requieren equipos relativamente costosos, por ejemplo, para adquirir y procesar datos de sensores asociados con la pala.

El documento WO2021/148635 describe un dispositivo de medición para caracterizar la forma de una superficie de un artículo, tal como, por ejemplo, una colección de capas de fibras depositadas para fabricar un componente compuesto reforzado con fibras, por ejemplo, para una pala de aerogenerador. El documento CN109696106 describe un dispositivo de medición de pala, y más particularmente una estructura de medición multipunto para una pala.

Es en este contexto en el que se establece la presente invención.

Compendio de la invención

Según un aspecto de la presente invención, se proporciona un método de inspección de una pala de aerogenerador según la reivindicación 1.

El método puede comprender inspeccionar el contorno descrito por los pasadores desplazados para determinar si las dimensiones del defecto están dentro de un umbral permitido.

La inspección del contorno descrito por los pasadores desplazados puede comprender inspeccionar visualmente dicho contorno y transmitir datos indicativos de dicho contorno desde la herramienta de inspección de defectos a un dispositivo electrónico dispuesto para analizar los datos del contorno.

La escala de inspección visual puede ser una escala bidimensional. Inspeccionar visualmente el contorno descrito por los pasadores desplazados puede comprender usar la escala bidimensional para determinar una relación de altura a anchura de dicho contorno.

La escala bidimensional puede comprender una cuadrícula. La determinación de la relación puede comprender usar la cuadrícula para determinar la altura y la anchura del contorno descrito por los pasadores desplazados.

La escala bidimensional puede comprender al menos un bloque bidimensional que indica una combinación de altura y anchura que indica una relación de umbral permitida. El método puede comprender inspeccionar visualmente el contorno descrito por los pasadores desplazados con relación a al menos un bloque bidimensional para determinar si las dimensiones del defecto están dentro de la relación de umbral permitida.

La escala bidimensional puede comprender una pluralidad de bloques bidimensionales, cada uno que indica una combinación diferente de altura y anchura que indica la relación de umbral permitida. Inspeccionar visualmente el contorno descrito por los pasadores desplazados puede comprender seleccionar el bloque bidimensional que tenga una anchura más cercana a, pero mayor que, la anchura de dicho contorno. El método puede comprender inspeccionar la altura de dicho contorno con relación a la altura de dicho bloque bidimensional seleccionado para determinar si las dimensiones del defecto están dentro de la relación de umbral permitida.

La escala de inspección visual puede superponerse a los pasadores desplazados. La inspección visual puede comprender inspeccionar el contorno descrito por los pasadores desplazados a través de la escala de inspección visual.

Colocar la herramienta de inspección de defectos contra el defecto puede comprender aplicar un primer extremo de la matriz de pasadores a la pala de aerogenerador para abarcar el defecto y hacer que un segundo extremo de la matriz de pasadores, opuesto al primer extremo, proporcione el contorno descrito por los pasadores desplazados. El defecto puede ser al menos uno de una arruga, un doblez, un pliegue, una cresta y un surco.

El defecto puede estar sobre la superficie de una carcasa de la pala de aerogenerador.

Una herramienta de inspección de defectos para su uso en una pala de aerogenerador puede tener un matriz de pasadores, y los pasadores están dispuestos para desplazarse en una dirección axial unos con relación a otros tras colocar la herramienta de inspección de defectos contra un defecto en la pala de aerogenerador. Los pasadores desplazados describen un contorno representativo de un contorno del defecto para su uso en la determinación de las dimensiones del defecto.

La herramienta de inspección de defectos puede comprender una escala de inspección visual dispuesta adyacente a, por ejemplo, unida o acoplada a, la matriz de pasadores para permitir la inspección visual del contorno descrito por los pasadores desplazados contra la escala de inspección visual.

La escala de inspección visual puede comprender una cuadrícula. La anchura de cada uno de los pasadores puede ser menor o igual que la anchura de una separación de la cuadrícula.

Breve descripción de los dibujos

Ahora se describirán ejemplos de la invención, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

la Figura 1 es una vista esquemática de una pala de aerogenerador a ser inspeccionada según la invención;

la Figura 2 es una vista en sección esquemática de un defecto en la pala de aerogenerador de la Figura 1;

la Figura 3 es una vista esquemática de una herramienta de la técnica anterior para inspeccionar la pala de aerogenerador de la Figura 1;

la Figura 4 muestra un gráfico esquemático de los resultados logrados cuando se inspecciona un defecto en una pala de aerogenerador cuando se usa la herramienta de la técnica anterior de la Figura 3;

las Figuras 5(a) y 5(b) son vistas esquemáticas de una herramienta de inspección de defectos según un ejemplo de la invención para inspeccionar la pala de aerogenerador de la Figura 1; y,

la Figura 6 resume los pasos de un método de inspección de la pala de aerogenerador de la Figura 1 según un ejemplo de la invención.

Descripción detallada

La Figura 1 ilustra esquemáticamente una pala de rotor de aerogenerador 10. La pala 10 tiene una raíz 12 para unión a un buje de rotor de un aerogenerador, y una punta 14 en un extremo opuesto de la pala desde la raíz 12. Una parte de raíz 16 de la pala 10 adyacente a la raíz 12 es sustancialmente circular en forma y es de construcción relativamente gruesa. Una parte principal 18 de la pala 10 se extiende entre la parte de raíz 16 y la punta 14, y la parte principal 18 define una forma de perfil aerodinámico que tiene un borde de ataque y un borde de salida. La punta 14 es de construcción relativamente delgada, y la parte principal 18 es generalmente de construcción más delgada que la parte de raíz 16.

La pala 10 se muestra en un estado preinstalado, es decir, antes de ser unida a un rotor de aerogenerador de una forma adecuada para la operación del aerogenerador. En particular, la pala 10 se muestra durante, o al final de, una etapa de fabricación de la pala 10.

La Figura 1 ilustra esquemáticamente un defecto 20 en una superficie de una carcasa de la pala 10. El defecto 20 puede ser el resultado de un error durante la fabricación de la pala 10. En particular, los defectos de la pala se pueden causar por fibras laminadas que llegan a estar desalineadas, por ejemplo, debido a una colocación incorrecta de las fibras o debido al movimiento de las fibras durante el proceso de fabricación. Si se usa un proceso de infusión de resina para formar la carcasa de la pala, esto puede dar lugar a la formación de áreas ricas en resina o vacíos de resina, que también pueden hacer que se desarrollen arrugas, crestas o depresiones en la superficie de la carcasa. En un proceso de infusión asistido por vacío en el que se usa una bolsa de vacío, la bolsa de vacío puede formar dobleces que también pueden hacer que se desarrollen defectos en la superficie de la carcasa.

En el ejemplo descrito, el defecto 20 tiene forma de arruga. Se ilustra una longitud L de la arruga 20 como que se extiende generalmente en una dirección entre la raíz 12 y la punta 14 de la pala 10; no obstante, una longitud de la arruga puede extenderse en diferentes direcciones a lo largo de la pala 10. En el ejemplo ilustrado, la arruga 20 está situada generalmente en una transición entre la raíz y las partes principales 16, 18 de la pala. No obstante, la arruga 20 se puede situar en diversas ubicaciones en la pala 10. En general, durante la fabricación, puede ser más probable que ocurra un defecto en aquellas regiones de una pala que tienen una geometría más compleja, por ejemplo, en las regiones curvadas, y/o regiones de la pala que tienen un espesor mayor.

La Figura 2 ilustra esquemáticamente una vista en sección de la arruga 20 del ejemplo ilustrado. La arruga 20 se puede considerar como una ondulación fuera del plano de la superficie 22 de la carcasa de la pala 10. La arruga 20 tiene una anchura W y una altura H, con una altura máxima en algún punto a lo largo de su anchura. La Figura 2 solamente ilustra la superficie 22 de la pala 10; no obstante, el defecto 20 puede ser evidente a través de diversas capas de fibras de la pala 10.

Es importante que cualquier defecto de la pala detectado se inspeccione antes de ser transportada desde el emplazamiento de fabricación para determinar si los defectos están dentro de las tolerancias o umbrales permisibles para la pala. En particular, los defectos que tienen ciertas dimensiones en ciertas regiones de la pala pueden ser problemáticos en el sentido de que pueden causar concentraciones de tensión, grietas u otros daños a la pala cuando la pala está en servicio como parte de un aerogenerador completamente instalado. Por lo tanto, cada defecto necesita ser inspeccionado para determinar si: está dentro de las tolerancias permisibles y, como tal, no necesita ser reparado antes de que la pala se envíe desde el emplazamiento de fabricación; o no está dentro de las tolerancias permisibles y, como tal, necesita ser reparado antes de que se pueda enviar la pala. No obstante, puede ser costoso mantener una pala de aerogenerador en un emplazamiento de fabricación más tiempo del necesario, y así también es importante que aquellos defectos que estén dentro de los umbrales aceptables no se devuelvan para reparar innecesariamente.

La Figura 3 ilustra esquemáticamente una vista en sección de una herramienta o medidor 30 de la técnica anterior para inspeccionar un defecto en una pala de aerogenerador. Se puede hacer referencia a la herramienta 30 como medidor 'pasa/no pasa' y tiene dos aberturas de medición 32, 34. Cada una de las aberturas 32, 34 permite la inspección de un defecto según una relación diferente de altura a anchura, H/W, del defecto. En particular, una primera de las aberturas 32 permite la inspección según una relación de H/W = 1/10, y la anchura de la abertura 32 en el ejemplo ilustrado es de 10 mm. Una segunda de las aberturas 34 permite la inspección según una relación de H/W = 2/50, y la anchura de la abertura 34 es de 50 mm.

La herramienta 30 se puede usar recibiendo un defecto, por ejemplo, una arruga, en una de las aberturas 32, 34, y luego un ingeniero juzga si las dimensiones del defecto recibido en la abertura están dentro de un umbral o tolerancia permisible. Por ejemplo, se puede considerar que un defecto en una región particular de una pala que tiene dimensiones que satisfacen la relación H/W<1/10 está dentro de un umbral o tolerancia permisible. Con el fin de inspeccionar tales defectos usando una herramienta o herramientas, tales como la ilustrada en la Figura 3, sería preferible que las aberturas de medición que tengan diferentes anchuras, pero que cada una satisfaga la relación de H/W=1/10, se pongan a disposición de un ingeniero que esté inspeccionando defectos de diferentes dimensiones. Por ejemplo, puede ser preferible que se pongan a disposición aberturas de medición que tengan anchuras respectivas de 10 mm, 20 mm, 30 mm, 40 mm, etc. No obstante, a menudo es el caso de que solamente está disponible un número limitado de tales medidores con un número limitado de aberturas de medición con el fin de inspeccionar defectos de palas. Esto significa que puede ser necesario un mayor nivel de juicio del ingeniero, aumentando la probabilidad de errores e inconsistencias.

Si un ingeniero está restringido a usar la herramienta 30 de la técnica anterior ilustrada en la Figura 3, por ejemplo, para determinar si las dimensiones de uno o más defectos de la pala están dentro de la relación de umbral H/W<1/10, entonces la abertura de medición 32 se puede usar con relativo éxito para defectos que tienen una anchura relativamente pequeña. No obstante, para defectos con anchuras mayores esta determinación puede llegar a ser más difícil en la medida que la anchura de la abertura es de solamente de 10 mm. Esto significa que la abertura de medición 34 se puede usar, en su lugar, para inspeccionar defectos de mayor anchura; no obstante, como esta abertura 34 permite la inspección según una relación (H/W=2/50) diferente de la relación de umbral (H/W=1/10) en este ejemplo, es difícil para el ingeniero juzgar si tal defecto está dentro de la relación de umbral permisible.

La Figura 4 muestra un gráfico de la altura de arruga H frente a la anchura de arruga W y, en particular, traza una línea 40 que satisface la relación de umbral de ejemplo H/W=1/10. El área 42 por encima de la línea de relación de umbral 40 corresponde a H/W<1/10, lo que significa que cualquier defecto que tenga dimensiones correspondientes a un punto por encima de la línea 40 se debería considerar que es aceptable, es decir, está dentro de las tolerancias permisibles. En contraste, el área 44 por debajo de la línea de relación de umbral 40 corresponde a H/W>1/10, lo que significa que cualquier defecto que tenga dimensiones correspondientes a un punto por debajo de la línea 40 se debería rechazar, es decir, no está dentro de las tolerancias permisibles y por lo tanto necesita ser reparado.

La herramienta de la técnica anterior rechazará todas las arrugas con una altura por encima de 1 mm (cuando se usa la abertura 32) y rechazará todas las arrugas con una altura por encima de 2 mm (cuando se usa la abertura 34). No obstante, como se puede apreciar, esto puede conducir a que el defecto se rechace de manera incorrecta o innecesaria. Es decir, aunque los defectos que tienen dimensiones que en teoría pueden ser aceptables, las evaluaciones realizadas usando medidores actuales tales como la herramienta 30 de la técnica anterior de la Figura 3 pueden correr el riesgo de que tales defectos sean rechazados. Como tal, la primera y segunda aberturas de medición 32, 34 de la herramienta 30 no se pueden usar, solas o en combinación, para determinar de manera correcta y fiable cuál de una variedad de defectos diferentes se debería aceptar como que está dentro de las tolerancias permisibles, o rechazar como que está fuera de dichas tolerancias.

Se necesitaría un gran número de medidores que tienen diferentes anchuras para una relación de umbral dada para permitir una inspección más precisa de una variedad de defectos diferentes, lo que puede no ser práctico. En cualquier caso, incluso si éstos se proporcionaran, la determinación en cuanto a si las dimensiones de un defecto están dentro de una tolerancia prescrita aún requeriría un juicio por parte de un ingeniero - por lo tanto, corriendo el riesgo de inconsistencias en los resultados - y aún solamente proporcionaría un resultado binario en cuanto a si el defecto se ha de aceptar o rechazar sin información adicional en cuanto a sus dimensiones o geometría particulares. Las Figuras 5(a) y 5(b) ilustran esquemáticamente una herramienta de inspección de defectos o medidor 50 según un ejemplo de la presente invención que se puede usar para determinar las dimensiones de un defecto de pala de aerogenerador de manera más fiable. También se puede hacer referencia a la herramienta 50 como medidor de perfil o medidor de contorno. La herramienta 50 incluye un matriz de pasadores 52 que son desplazables en una dirección axial A unos con relación a otros. Los pasadores 52 se pueden disponer en un marco 54. Los pasadores pueden estar dispuestos relativamente apretados unos contra otros en el marco 54 que mantiene los pasadores 52 paralelos entre sí en la dirección axial A y en el mismo plano. Cada uno de la pluralidad de pasadores 52 en la matriz puede ser de igual longitud (en la dirección axial A) y puede ser de igual anchura. Los pasadores se pueden formar a partir de cualquier material adecuado, por ejemplo, acero, plástico, etc.

Los pasadores 52 se pueden mover en la dirección axial A con relación al marco 54 tras la aplicación de una fuerza a los pasadores 52 en la dirección axial A. Por ejemplo, un primer extremo 52a de la matriz de pasadores 52 se puede presionar contra un objeto o una superficie, haciendo que el primer extremo 52a se ajuste a una forma, perfil o contorno del objeto. Como los pasadores 52 son de igual longitud, entonces esto hace que un segundo extremo 52b de la matriz de pasadores 52, opuesto al primer extremo 52a, se ajuste a un contorno que describe el contorno del objeto contra el cual se presiona el primer extremo 52a.

En el ejemplo descrito, la matriz de pasadores 52 se ha de colocar o presionar contra el defecto 20 ilustrado en las Figuras 1 y 2. En particular, el primer extremo 52a de los pasadores 52 se puede colocar para abarcar la anchura W del defecto 20 de modo que el primer extremo 52a se ajuste al contorno del defecto 20 a lo largo de la superficie de la pala 22 (como se ilustra en la Figura 2). A su vez, esto hace que el segundo extremo 52b de la matriz de pasadores 52 se mueva de manera que describa un contorno 56 representativo del contorno del defecto 20. El contorno 56 descrito por los pasadores 52 desplazados tiene una altura H (en la dirección axial A) y una anchura W, correspondiente al del defecto 20 a lo largo de la superficie 22 de la carcasa de la pala 10.

Las Figuras 5(a) y 5(b) ilustran configuraciones o posiciones respectivas de la matriz de pasadores 52 cuando la herramienta de inspección de defectos 50 se ha colocado contra un defecto. En particular, la Figura 5(a) ilustra los pasadores 52 cuando la herramienta de inspección de defectos 50 se ha colocado contra el defecto 20. El primer extremo 52a de los pasadores 52 se coloca contra el defecto 20, en particular para abarcar la anchura del defecto 20, de manera que el primer extremo 52a se ajuste a una forma (en sección) del defecto 20. El movimiento axial de los pasadores 52 causado colocando la herramienta 50 de esta forma hace, a su vez, que el segundo extremo 52b de los pasadores 52 describa el contorno 56 representativo del contorno del defecto 20.

La herramienta 50 incluye una escala de inspección visual 58. En el ejemplo descrito la escala de inspección visual 58 está dispuesta en o adyacente al segundo extremo 52b de la matriz de pasadores 52. En particular, la escala de inspección visual 58 está dispuesta con relación a los pasadores 52 de manera que el contorno 56 descrito por los pasadores 52 desplazados se pueda inspeccionar visualmente contra la escala 58. En el ejemplo ilustrado en la Figura 5(a), la escala de inspección visual 58 es sustancialmente rectangular y tiene una anchura sustancialmente igual a la anchura de la matriz de pasadores 52. Por ejemplo, la escala puede permitir que sea inspeccionada o medida una magnitud del contorno 56 de los pasadores desplazados en una o más dimensiones.

La escala de inspección visual 58 puede superponerse al contorno 56 descrito por los pasadores 52 desplazados para facilitar la inspección visual de los pasadores 52 desplazados. En el ejemplo descrito, la escala de inspección visual 58 se puede formar a partir de un material claro o transparente de manera que el contorno 56 descrito por los pasadores 52 desplazados se pueda ver e inspeccionar a través de la escala. 58, como se ilustra en la Figura 5(a). Igualmente, el contorno 56 se puede ver desde el lado opuesto al ilustrado en la Figura 5(a), es decir, con los pasadores 52 desplazados en primer plano y la escala de inspección visual 58 en segundo plano. En tales casos, la escala de inspección visual no necesita ser transparente en la medida que el contorno 56 es visible delante de la escala 58.

La escala de inspección visual 58 puede incluir una escala bidimensional. En el ejemplo descrito, la escala 58 permite que la anchura W del contorno 56 descrito por los pasadores 52 desplazados sea inspeccionada a lo largo de un eje horizontal o eje x, y permite que la altura H del contorno 56 descrito por los pasadores 52 desplazados sea inspeccionada a lo largo de un eje vertical o un eje y (en la dirección axial A). La herramienta 50 se puede usar para inspeccionar defectos de cualquier altura y anchura; no obstante, la herramienta 50 puede ser particularmente útil para inspeccionar defectos que tienen una altura y anchura menor que la altura y anchura respectivas de la escala bidimensional.

Antes del desplazamiento de los pasadores 52, es decir, antes de que la herramienta 50 se coloque contra el defecto 20, el segundo extremo 52b de los pasadores 52 puede estar adyacente o alineado contra un borde (u otra parte) de la escala de inspección visual 58 correspondiente a la altura cero. Se puede hacer referencia a ésta como posición de reinicio de la herramienta 50. Los pasadores 52 pueden volver de manera natural a una posición de reinicio o no desplazada cuando no están colocados o presionados contra un objeto, por ejemplo, bajo la gravedad. Alternativamente, los pasadores 52 pueden necesitar ser devueltos a su posición no desplazada por un usuario antes de que la herramienta se use de nuevo.

La escala de inspección visual 58 puede incluir o indicar una cuadrícula bidimensional. En el ejemplo descrito, la cuadrícula está formada por celdas que son de 1 mm por 1 mm; no obstante, se puede usar cualquier separación, enrejado o resolución de cuadrícula adecuados. En el ejemplo ilustrado en la Figura 5(a), la cuadrícula se indica como líneas marcadas en el material claro o transparente a partir del cual se forma la escala. La anchura de cada uno de los pasadores 52 puede ser menor o igual a la anchura de una separación de la cuadrícula, es decir, 1 mm en el ejemplo ilustrado. Beneficiosamente, esto permite una determinación de las dimensiones de un defecto al menos dentro de una precisión proporcionada por la separación o enrejado de la cuadrícula.

La escala de inspección visual 58 puede incluir uno o más bloques bidimensionales 60, cada uno que indica una combinación diferente de altura y anchura que indica una relación de umbral permitida de altura a anchura de un defecto que se está inspeccionando usando la herramienta de inspección de defectos 50. En el ejemplo ilustrado en la Figura 5(a), seis bloques bidimensionales 60 se indican en la escala de inspección visual 58. Cada uno de los bloques 60 se puede indicar en la escala 58 mediante sombreado o color, por ejemplo, un sombreado o color diferente de los otros bloques 60, o al menos un sombreado o color diferente con relación a un bloque adyacente. No obstante, los bloques se pueden indicar visualmente en la escala de inspección visual de cualquier manera adecuada.

En el ejemplo descrito, una relación de umbral o permitida de altura a anchura de un defecto de la pala a ser inspeccionada es H/W=1/10. La Figura 5(a) ilustra los bloques 60 como bloques 60 rectangulares que tienen dimensiones que satisfacen la relación de umbral, pero con cada uno de los bloques 60 que tienen una anchura (y por lo tanto altura) diferente unos de otros. En este ejemplo particular, los bloques 60 tienen dimensiones H/W=1/10, 2/20, 3/30, 4/40, 5/50, 6/60. Se apreciará que se puede usar cualquier número adecuado de bloques que indique cualquier relación de umbral adecuada o deseada.

En el ejemplo descrito, la pluralidad de bloques 60 se ilustra como que se superponen entre sí, con cada bloque 60 que tiene su borde inferior extendiéndose a lo largo del eje horizontal H=0, y cada bloque que está centrado en una dirección horizontal en la misma posición, en particular a W=37 mm en la Figura 5(a). En el ejemplo ilustrado, los bloques bidimensionales 60 son en forma de bloques 'recortados', donde para un bloque 60 dado el bloque adyacente más pequeño es visible en el interior del bloque 60 dado de manera que solamente una parte o sección exterior del bloque 60 dado sea visible. Como se ilustra en la Figura 5(a), el contorno 56 descrito por los pasadores 52 desplazados se puede ver a través o contra los bloques de relación de umbral 60. Una relación de umbral no necesita ser indicada mediante bloques coloreados o sombreados, sino que se puede indicar en la escala de inspección visual de cualquier manera adecuada, por ejemplo, una indicación de un perfil o los límites de dimensiones de umbral para uno o más ejemplos de cada una de una o más relaciones de umbral.

La Figura 6 resume los pasos de un método 70 de inspección de la pala de aerogenerador 10. En particular, la Figura 6 resume los pasos involucrados en la inspección del defecto 20 en la pala 10 usando la herramienta de inspección de defectos 50. En el paso 72, se proporciona la herramienta de inspección de defectos 50, la herramienta 50 que tiene la matriz de pasadores 52 que son desplazables en la dirección axial A unos con relación a otros.

En el paso 74, la herramienta de inspección de defectos 50 se posiciona, coloca o presiona contra el defecto 20 en la pala de aerogenerador 10 para causar el desplazamiento de al menos algunos de los pasadores 52 en la dirección axial A. Los pasadores 52 desplazados describen un contorno 56 representativo de un contorno del defecto 20.

En el paso 76, las dimensiones del defecto 20 se determinan entonces inspeccionando el contorno 56 descrito por los pasadores 52 desplazados. La determinación de las dimensiones del defecto puede involucrar una inspección de los pasadores 52 desplazados suficiente para determinar si las dimensiones están dentro de las dimensiones de umbral permitidas. Esto puede involucrar o no determinar las dimensiones reales en una o más direcciones del defecto 20. Las dimensiones de umbral permitidas pueden ser un valor de umbral máximo de una o más dimensiones del defecto o pueden ser una relación de umbral de ciertas dimensiones del defecto.

Dada la naturaleza tridimensional de los defectos en la superficie de una pala de aerogenerador, es difícil medir o determinar directamente las dimensiones de tales defectos. No obstante, usando la herramienta 50 para obtener el contorno 56 representativo de la forma del defecto 20, se pueden determinar más fácilmente las dimensiones del defecto. Por ejemplo, el contorno bidimensional 56 se puede inspeccionar visualmente para determinar las dimensiones del defecto. En un ejemplo, un ingeniero puede ser capaz de juzgar si las dimensiones del defecto son aceptables o no, es decir, están dentro de las tolerancias permisibles, con más precisión inspeccionando/observando el contorno bidimensional 56 descrito por los pasadores 52 desplazados en comparación con inspeccionar el defecto 20 directamente (con o sin otra herramienta, tal como la herramienta 30 de la técnica anterior descrita anteriormente).

En un ejemplo, un ingeniero puede usar un dispositivo de medición separado, por ejemplo, una simple regla de borde recto, para medir las dimensiones (altura y anchura) del contorno 56 descrito por los pasadores 52 desplazados con el fin de determinar las dimensiones del defecto 20. Está claro que tal dispositivo de medición no se podría usar para medir con precisión las dimensiones del defecto 20 (tridimensional) directamente.

Como se describió anteriormente con referencia a la Figura 5(a), la herramienta de inspección de defectos 50 incluye una escala de inspección visual 58, que, por ejemplo, está unida o acoplada a los pasadores 52 y/o al marco 54. El contorno 56 descrito por los pasadores 52 desplazados se inspecciona visualmente contra la escala de inspección visual 58 para determinar las dimensiones del defecto 20. La provisión de la escala de inspección visual 58 como parte de la herramienta de inspección de defectos 50, y unida en una posición deseada con relación a los pasadores 52, significa que el contorno 56 de los pasadores desplazados se puede inspeccionar de manera fácil y precisa sin necesidad de herramientas o dispositivos adicionales.

En un ejemplo en el que la escala de inspección visual 58 es una escala bidimensional, por ejemplo, como se ilustra en la Figura 5(a), el contorno 56 descrito por los pasadores 52 desplazados se puede inspeccionar visualmente usando la escala bidimensional para determinar una o ambas de la altura H y la anchura W del contorno 56, y por lo tanto del defecto. 20. A su vez, esto significa que se puede determinar una relación de altura H a anchura W del contorno 56 de los pasadores desplazados, y por lo tanto del defecto 20. Por lo tanto, la provisión de tal escala bidimensional permite que una mayor cantidad de información acerca de un defecto, es decir, dimensiones reales del defecto, sea adquirida fácilmente en comparación con herramientas de la técnica anterior que solamente pueden proporcionar una determinación en cuanto a si las dimensiones del defecto en una o más direcciones satisfacen un umbral o tolerancia prescritos.

Como se describió anteriormente con referencia a la Figura 5(a), la escala bidimensional se puede representar por, o incluir, una cuadrícula. En tal ejemplo, la cuadrícula se puede usar para leer la altura H y la anchura W del contorno 56 descrito por los pasadores 52 desplazados, que luego se pueden usar para determinar la relación H/W, por ejemplo. Esto proporciona una forma simple y precisa en la que determinar las dimensiones del defecto 20 con un nivel de precisión proporcionado por la separación o granularidad de la cuadrícula, es decir, al 1 mm más cercano tanto para la altura como para la anchura en el ejemplo ilustrado.

También, como se describió anteriormente con referencia a la Figura 5(a), la escala de inspección visual 58 se puede dotar con una característica que indique una relación permitida o de umbral de dimensiones del defecto. En particular, la escala de inspección visual 58 puede incluir al menos un bloque bidimensional que indica una combinación de altura y anchura que proporciona la relación de umbral permitida. En tales ejemplos, el contorno 56 descrito por los pasadores 52 desplazados se puede inspeccionar visualmente con relación a al menos un bloque bidimensional 60 para determinar si las dimensiones del defecto 20 están dentro de la relación de umbral permitida. De manera beneficiosa, en este caso no se necesita un paso intermedio de determinación de la altura H y la anchura W del contorno 56 con el fin de determinar si la relación H/W está dentro de la relación de umbral permitida y, así, una determinación de si el defecto 20 necesita ser reparado se puede determinar más rápida y fácilmente mediante inspección.

En un ejemplo en el que una pluralidad de los bloques bidimensionales 60 se indican en la escala de inspección visual 58, primero se determina cuál de los bloques usar para comparación del contorno 56 de los pasadores desplazados con relación a la relación de umbral permitida. Con referencia al ejemplo ilustrado en la Figura 5(a), la inspección visual puede involucrar primero seleccionar o evaluar cuál de los bloques bidimensionales 60 tiene una anchura más cercana a, pero mayor que, la anchura W del contorno 56 descrito por los pasadores 52 desplazados. Como se puede ver en la Figura 5(a), en el ejemplo ilustrado el bloque 60a es el (primer) bloque seleccionado. Obsérvese que la herramienta 50 se puede colocar contra el defecto de manera que el contorno 56 se coloque de manera sustancialmente central contra la escala de inspección visual 58. La inspección visual incluye entonces inspeccionar la altura H del contorno 56 de los pasadores desplazados con relación a la altura del (primer) bloque bidimensional 60a seleccionado para determinar si las dimensiones del defecto 20 están dentro de la relación de umbral permitida. Específicamente, si la altura máxima del contorno 56 de los pasadores desplazados es mayor que<la altura del bloque>60<a seleccionado, entonces el defecto 20 se debería rechazar como que no está dentro de la>relación de umbral permitida. Por otra parte, si la altura máxima del contorno 56 de los pasadores desplazados es menor que la altura del bloque 60a seleccionado entonces el defecto 20 se debería considerar que es aceptable en la medida que está dentro de la relación de umbral permitida. Por lo tanto, en el ejemplo de la Figura 5(a), como la altura máxima del contorno 56 es mayor que la del bloque 60a seleccionado, entonces se determina que el defecto 20 excede la relación de umbral permitida, lo que significa que el defecto 20 necesita ser reparado antes de completar la etapa de fabricación.

La Figura 5(b) corresponde a la Figura 5(a), excepto que la Figura 5(b) ilustra un ejemplo de un contorno 62 que se puede describir mediante la matriz de pasadores 52 cuando la herramienta de inspección de defectos 50 se coloca contra un defecto distinto del defecto 20 que tiene diferentes dimensiones. Como se puede ver en la Figura 5(b), para tal contorno 62 de los pasadores desplazados, el bloque a ser seleccionado como el que tiene una anchura más cercana a, pero mayor que, la anchura W del contorno 62 es en este caso el segundo bloque 60b seleccionado. Como la altura máxima del contorno 62 es menor que la del bloque seleccionado 60b, entonces se determina que un defecto que produce el contorno 62 está dentro de la relación de umbral permitida, lo que significa que tal defecto se puede considerar que es aceptable sin necesidad de ser reparado.

En las Figuras 5(a) y 5(b), los bloques 60 de la relación de umbral permitida aumentan en altura en 1 mm de un bloque al siguiente, es decir, las alturas de los bloques 60 son 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm y 6 mm, y cada una satisface la relación de umbral permitida predeterminada o prescrita de H/W=1/10. Esto significa que una determinación en cuanto a si un defecto está dentro de la relación de umbral permitida se puede hacer de manera beneficiosa con una precisión de 1 mm de altura sin necesidad de determinar las dimensiones exactas del contorno de los pasadores desplazados. Se entenderá que se puede usar cualquier número adecuado de bloques, con cualquier separación adecuada en altura y/o anchura entre bloques sucesivos, con el fin de hacer determinaciones con la precisión deseada.

Como se describió anteriormente con referencia a las Figuras 5(a) y 5(b), la escala de inspección visual 58 puede superponerse a los pasadores 52 desplazados. En particular, la escala de inspección visual 58 se puede formar a partir de un material de manera que el contorno 56, 62 de los pasadores desplazados sea visible a través de la escala 58. En tal ejemplo, los pasadores 52 desplazados se pueden inspeccionar visualmente contra (en particular, a través de) la escala de inspección visual 58. De manera beneficiosa, esto permite que una visión clara de la escala de inspección visual 58 sea mantenida mientras que se inspecciona el contorno 56, 62 de los pasadores descrito con relación a la escala 58. También significa que el contorno 56, 62 de los pasadores descrito se puede inspeccionar desde cualquier lado de la escala de inspección visual 58, lo que ofrece flexibilidad que puede ser útil para inspeccionar defectos en diferentes ubicaciones de una pala.

Se pueden hacer muchas modificaciones a los ejemplos descritos anteriormente sin apartarse del alcance de la presente invención como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Aunque el defecto ilustrado en el ejemplo descrito es una arruga, pueden ocurrir diversos defectos diferentes en la pala que se pueden inspeccionar usando la herramienta y el método descritos anteriormente. Por ejemplo, el defecto puede ser en forma de un doblez, un pliegue, una cresta, un surco o cualquier otro defecto que se pueda inspeccionar adecuadamente según la invención descrita.

En el ejemplo descrito anteriormente, la determinación de las dimensiones se realiza mediante inspección visual del contorno descrito por los pasadores desplazados con la escala de inspección visual. En un ejemplo, la herramienta de inspección de defectos puede estar dispuesta para transmitir datos indicativos del desplazamiento de los pasadores cuando la herramienta se coloca contra un defecto. En particular, se pueden transmitir a un dispositivo electrónico datos indicativos de un grado de desplazamiento de cada uno de los pasadores - que en sí mismo es indicativo del contorno de los pasadores desplazados. El dispositivo electrónico se puede disponer entonces para analizar los datos recibidos para determinar las dimensiones del contorno formado por los pasadores desplazados y, por extensión, las dimensiones del defecto bajo consideración. Una determinación automática de si las dimensiones del defecto están dentro de niveles de tolerancia permisibles se puede realizar entonces por el dispositivo electrónico. La transmisión de datos podría ser cualquier transmisión de datos por cable o inalámbrica adecuada. La herramienta y el método de inspección de defectos de la invención se pueden usar para detectar defectos en la superficie de la carcasa de pala colocando la herramienta en diversas ubicaciones a lo largo de la pala e inspeccionando los contornos descritos por los pasadores desplazados en estas diversas ubicaciones. No obstante, puede ser que los defectos de particular interés para los presentes propósitos se puedan identificar mediante inspección visual de la pala, y luego la herramienta y el método de inspección de defectos de la invención se puede usar ventajosamente para determinar las dimensiones de los defectos identificados visualmente.

Los ejemplos de la invención son ventajosos en el sentido de que proporcionan una herramienta relativamente simple y económica que se puede usar fácilmente para realizar el método descrito por ingenieros que no necesariamente necesitan ser particularmente experimentados o estar particularmente entrenados para realizar inspección de defectos, y no depende del juicio de tales ingenieros para evaluar si un defecto está dentro de la tolerancia prescrita.

Los ejemplos de la invención son ventajosos en el sentido de que reducen o eliminan en gran medida los 'falsos negativos', en relación con los planteamientos de la técnica anterior, cuando se evalúa si un defecto se debería rechazar como que no está dentro de las tolerancias prescritas. Es decir, se reduce en gran medida el número de defectos que se juzgan como que necesitan ser reparados cuando en realidad están dentro de las tolerancias prescritas, de manera que una reparación sea innecesaria. Esto conduce a un ahorro de tiempo y costes en la etapa de fabricación de una pala de aerogenerador. En particular, los emplazamientos en los que se fabrican las palas de aerogeneradores a menudo tienen un número limitado de moldes en los que se fabrican las palas, por ejemplo, por razones de coste y, como tal, los moldes comúnmente pueden estar en uso casi constante. Por lo tanto, reduciendo el número de reparaciones innecesarias que necesitan ser realizadas en una pala mientras que está en un molde, se reduce el tiempo que pasa una pala en el molde, se aumenta el número de palas que se pueden fabricar durante un período de tiempo, proporcionando de este modo ahorros de tiempo y costes.

Los ejemplos de la invención son ventajosos en el sentido de que se puede hacer una evaluación de diferentes defectos de pala que tienen una amplia variedad de dimensiones usando una única herramienta y método. Esto contrasta con las herramientas y métodos de la técnica anterior, en los que se necesitan varias herramientas diferentes para evaluar defectos de dimensiones reales diferentes o relaciones de dimensiones diferentes. Esto también contribuye a un ahorro de tiempo y costes para realizar el análisis de los defectos de las palas.

Los ejemplos de la invención son ventajosos en el sentido de que se pueden adquirir datos variables; es decir, se pueden adquirir mediciones de las dimensiones reales de los defectos con resolución o precisión mejoradas, y/o se puede registrar la forma o silueta particular de un defecto para su análisis adicional, por ejemplo, lejos de la pala de aerogenerador. Esto contrasta con algunos planteamientos de la técnica anterior, en los que solamente es posible una determinación binaria en cuanto a si un defecto está dentro de las tolerancias prescritas.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Un método (70) de inspección de una pala de aerogenerador (10), el método (70) que comprende: proporcionar (72) una herramienta de inspección de defectos (50) que tiene una matriz de pasadores (52), los pasadores (52) que son desplazables en una dirección axial (A) unos con relación a otros, la herramienta de inspección de defectos que comprende una escala de inspección visual (58);

colocar (74) la herramienta de inspección de defectos (50) contra un defecto (20) en la pala de aerogenerador (10) para causar el desplazamiento de al menos algunos de los pasadores (52) en la dirección axial (A), los pasadores (52) desplazados que describen un contorno (56) representativo de un contorno del defecto (20); y, determinar (76) las dimensiones del defecto (20) inspeccionando el contorno (56) descrito por los pasadores (52) desplazados, en donde inspeccionar el contorno (56) descrito por los pasadores (52) desplazados comprende inspeccionar visualmente dicho contorno (56) contra la escala de inspección visual (58).

2. Un método (70) según la reivindicación 1, que comprende inspeccionar el contorno (56) descrito por los pasadores (52) desplazados para determinar si las dimensiones del defecto (20) están dentro de un umbral permitido.

3. Un método (70) según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde inspeccionar el contorno (56) descrito por los pasadores (52) desplazados comprende inspeccionar visualmente dicho contorno (56) y transmitir datos indicativos de dicho contorno (56) desde la herramienta de inspección de defectos (50) a un dispositivo electrónico dispuesto para analizar los datos del contorno.

4. Un método (70) según la reivindicación 1, en donde la escala de inspección visual (58) es una escala bidimensional, y en donde inspeccionar visualmente el contorno (56) descrito por los pasadores (52) desplazados comprende usar la escala bidimensional para determinar una relación de altura (H) a anchura (W) de dicho contorno (56).

5. Un método (70) según la reivindicación 4, en donde la escala bidimensional (58) comprende una cuadrícula, y en donde determinar la relación comprende usar la cuadrícula para determinar la altura (H) y anchura (W) del contorno (56) descrito por los pasadores (52) desplazados.

6. Un método (70) según la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en donde la escala bidimensional (58) comprende al menos un bloque bidimensional (60) que indica una combinación de altura y anchura que indica una relación de umbral permitida, el método (70) que comprende inspeccionar visualmente el contorno (56) descrito por los pasadores (52) desplazados con relación a al menos un bloque bidimensional (60) para determinar si las dimensiones del defecto (20) están dentro de la relación de umbral permitida.

7. Un método (70) según la reivindicación 6, en donde la escala bidimensional (58) comprende una pluralidad de bloques bidimensionales (60), cada uno que indica una combinación diferente de altura y anchura que indica la relación de umbral permitida, en donde inspeccionar visualmente el contorno (56) descrito por los pasadores (52) desplazados comprende seleccionar el bloque bidimensional (60a) que tiene una anchura más cercana a, pero mayor que, la anchura (W) de dicho contorno (56), y comprende inspeccionar la altura (H) de dicho contorno (56) con relación a la altura de dicho bloque bidimensional (60a) seleccionado para determinar si las dimensiones del defecto (20) están dentro de la relación de umbral permitida.

8. Un método (70) según la reivindicación 1, en donde la escala de inspección visual (58) se superpone a los pasadores (52) desplazados, y en donde la inspección visual comprende inspeccionar el contorno (56) descrito por los pasadores (52) desplazados a través de la escala de inspección visual (58).

9. Un método (70) según cualquier reivindicación anterior, en donde colocar (74) la herramienta de inspección de defectos (50) contra el defecto (20) comprende aplicar un primer extremo (52a) de la matriz de pasadores (52) a la pala de aerogenerador (10) para abarcar el defecto (20) para hacer que un segundo extremo (52b) de la matriz de pasadores (52), opuesto al primer extremo (52a), proporcione el contorno (56) descrito por los pasadores (52) desplazados.

10. Un método (70) según cualquier reivindicación anterior, en donde el defecto (20) es al menos uno de una arruga, un doblez, un pliegue, una cresta y un surco.

11. Un método (70) según cualquier reivindicación anterior, en donde el defecto (20) está en la superficie (22) de una carcasa de la pala de aerogenerador (10).