風機專業(yè)--超聲波檢測技術(shù)在風機塔筒緊固螺栓探傷中的應(yīng)用介紹

1、超聲波檢測技術(shù)在風機塔筒緊固螺栓探傷中的應(yīng)用介紹中文摘要中文摘要：塔筒是風力發(fā)電機組的主要承重部件，一般由3至4段短錐型筒通過法蘭螺栓連接而成。塔筒高強緊固螺栓連接處所處環(huán)境惡劣，受力復雜，易出現(xiàn)裂紋及斷裂情況所以對其螺栓探傷的工作有著重要的意義。如何能檢測更小裂紋缺陷更快更方便的發(fā)現(xiàn)缺陷一直是螺栓檢測的重點難點，超聲檢測是目前研究最熱的檢測技術(shù)之一，本文介紹了超聲波檢測技術(shù)在塔筒螺栓檢測探傷中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：塔筒，螺栓探傷，超聲波檢測

2、關(guān)鍵詞：塔筒，螺栓探傷，超聲波檢測Abstrcat：Towerdrumisthemainbearingpartsofwindturbinewhichisconnectedby3to4shtconicaltubesthroughflangebolts.Becauseofthebadspaceenvironmentcomplexloadingthehighstrengthboltsoftowerdrumeasytoappeartothesc

3、enarioofcrackfractureeasily.It’sAnimptanttopictoresearchtheboltinspectionhowtodetectsmallercrackdefectseffectivelyhasbeenthefocusoftheboltinspection.Ultrasonictestingisoneofthehottesttestingtechnologyresearchrecently.Thi

4、spaperintroducestheapplicationofboltinspectionofdrumtowerwithultrasonicinspectiontechnology.Keywds:towerdrumboltinspectionultrasonicinspection1.序言風力發(fā)電機由葉片、輪轂、主軸、機艙和塔筒等組成，塔筒是風力發(fā)電機組的主要承重部件，大型風力機塔筒一般都在幾十米以上，重量為風力機組總重量的50%以上

5、[1]。風場的塔筒一般由3至4段短錐型筒通過法蘭螺栓連接而成，螺栓連接處所處環(huán)境惡劣，受力復雜，易出現(xiàn)松動及裂紋缺陷，這些缺陷一般不易被發(fā)現(xiàn)在缺陷發(fā)展一定程度時造成重大安全事故嚴重威脅人生安全。螺栓連接的可靠性直接影響到整個風機機組的可靠性。螺栓缺陷的定量分析結(jié)果至關(guān)重要，應(yīng)盡可能早的發(fā)現(xiàn)裂紋缺陷以便及時更換把隱患扼殺在搖籃中。因此如何能檢測更小裂紋缺陷更快更方便的發(fā)現(xiàn)缺陷一直是螺栓檢測的重點難點。目前關(guān)于塔筒螺栓連接強度理論分析有對螺

6、栓組聯(lián)接受軸向載荷或受傾覆力矩的分析等方面[2]。2.超聲波無損檢測研究現(xiàn)狀超聲波技術(shù)無損檢測技術(shù)在近20年取得了巨大的發(fā)展，并隨著計算機和信號處理技術(shù)的發(fā)展，超聲波檢測的可靠性已大大加強[3]，超聲檢測是目前研究最熱的檢測技術(shù)之一。由于超聲波的多樣性，故超聲檢測方法也是多種多樣。目前研究最熱的就屬超聲導波檢測和相控陣技術(shù)。（3）小角度縱波斜探頭的折射角應(yīng)根據(jù)探測的螺紋區(qū)長度及端面直徑來確定[4]，本次應(yīng)用中選取為6至8.5，頻率為5M

7、Hz，探頭晶片尺寸如表1所示。表1探頭晶片尺寸螺栓規(guī)格＜M56＞M56，＜M100＞M100晶片尺寸7mm12mm9mm12mm13mm13mm（4）單斜探頭聲速軸線水平偏離角不應(yīng)大于2，主聲速在垂直方向不應(yīng)有明顯的雙峰或多峰。（5）探頭中心頻率允許偏差應(yīng)為0.5MHz。（6）試塊型號為LSI采用20號優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼加工制成。（7）掃描速度在LSI試塊上按深度定位法調(diào)整，掃描時基線比例應(yīng)根據(jù)螺栓（螺紋）長度而定，最大檢測范圍應(yīng)至少達到時

8、基線滿刻度的80%。（8）將LSI試塊上與被檢測螺栓最遠端螺紋距離相近的Φ1mm橫孔最高反射波，調(diào)整到80%屏高作為基準靈敏角，再根據(jù)被檢螺栓的規(guī)格和結(jié)構(gòu)形式提高一定的增益作為檢測靈敏度，如表2所示。當檢測范圍超過200mm時，每增加10mm，應(yīng)在原有的檢測靈敏度基礎(chǔ)上再增加1dB。表2螺栓形式被檢部位檢測靈敏度判廢靈敏度本側(cè)Φ1mm6dBΦ1mm4dB低合金螺栓無中心孔剛性對側(cè)Φ1mm14dBΦ1mm10dB（9）對無中心孔單頭螺栓的

9、掃描方式是從一側(cè)端面一次掃查本側(cè)；螺栓端面沿徑向齒根方向作鋸齒型掃查。（10）采用半波高度（6dB）法測定缺陷指示長度，移動探頭，找到缺陷最強反射波，將波調(diào)整到80%屏高，向左或向右移動探頭，當波高降至40%屏高是，在探頭中心線所對應(yīng)的螺栓上做好標記，然后向右（或向左）移動探頭，同樣使波高降到40%屏高并做好標記，兩標記間的距離即為缺陷的指示長度。3.3評定（1）凡判定為裂紋的螺栓應(yīng)判定為廢品。（2）剛性螺栓裂紋判定規(guī)定：缺陷信號波幅不