風機專業(yè)--超聲波檢測技術在風機塔筒緊固螺栓探傷中的應用介紹

1、超聲波檢測技術在風機塔筒緊固螺栓探傷中的應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之一，本文介紹了超聲波檢測技術在塔筒螺栓檢測探傷中的應用。關鍵詞：塔筒，螺栓探傷，超聲波檢測

2、關鍵詞：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果至關重要，應盡可能早的發(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)狀超聲波技術無損檢測技術在近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。（3）小角度縱波斜探頭的折射角應根據(jù)探測的螺紋區(qū)長度及端面直徑來確定[4]，本次應用中選取為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大于2，主聲速在垂直方向不應有明顯的雙峰或多峰。（5）探頭中心頻率允許偏差應為0.5MHz。（6）試塊型號為LSI采用20號優(yōu)質碳素結構鋼加工制成。（7）掃描速度在LSI試塊上按深度定位法調整，掃描時基線比例應根據(jù)螺栓（螺紋）長度而定，最大檢測范圍應至少達到時

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)格和結構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，應在原有的檢測靈敏度基礎上再增加1dB。表2螺栓形式被檢部位檢測靈敏度判廢靈敏度本側Φ1mm6dBΦ1mm4dB低合金螺栓無中心孔剛性對側Φ1mm14dBΦ1mm10dB（9）對無中心孔單頭螺栓的

9、掃描方式是從一側端面一次掃查本側；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判定為廢品。（2）剛性螺栓裂紋判定規(guī)定：缺陷信號波幅不