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风电用主轴超声相控阵检测

时间:2020-05-07 点击次数:257

1. 背景

风能作为清洁的可再生能源受到全世界的重视,风力发电机组的发展趋势是功率更大、重量更轻、造价更低、可靠性更高。从增大功率和增加可靠性角度出发,国外对新型传动链进行了较多的研究和应用,开发了如集成式、分流式、直驱等多种传动方案用于配合中速和低速发电机。

主轴是风力发电机组中的关键零部件,其设计安全性和合理性将直接影响整个机组的性能。而主轴断裂现象也时有发生,这就促使风力发电企业越来越重视对风机主轴的在役检测方法研究。

2. 检测方法

风电转轴由于机型的不同,分为很多种不同的类型,各类型的结构也会差异较大。而且由于是在役检测,因而不同机型可接触的部位也不尽相同。所以针对每个不同的机型,需要有不同的检测工艺和方法。

大体可放置探头的区域可分为轴身面和轴端面两个部位,针对这两个部位有着不同的相控阵探头和设置,而且检测大多针对的是轴身外表面裂纹类缺陷。

轴端面使用0度接触式相控阵探头,可见声束可以覆盖整个轴身面外表面。

 

轴身面使用斜入射探头,并通过中心孔的二次波折射,可以检测轴身

 

 

结合零度角和斜入射两种探头基本可以适合不同类型风机轴的检测。

 

3. 检测结果

 

轴端面检测结果如下图所示,每一个几何外形反射都清晰可见,并可以看到前端螺纹区域的信号,如红色圈中所示。

 

 

 

轴身面检测结果如下图所示,使用中心孔作为反射面,可以看到后端的螺纹信号,如红色圈中所示。

 

 

4. 结论

使用超声相控阵技术,在轴端面和轴身面两个部位进行检测,可以清晰地观察到各部位的几何外形反射,且信号显示位置和深度与真实几何外形相符。因而使用超声相控阵技术同样可以检测轴身上的裂纹类缺陷。

 

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