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风电机组延寿系列专题——塔架焊缝与螺栓无损检测

作者:唐山沃沃尔沃发电 来源:未知 发布时间:2020-08-25 23:42

在风力发电机组整个运行生命周期内,塔架作为其首要的承重部件,历久受到机组交变载荷的感化。而毗邻机组各部件的螺栓和塔架焊缝是否具备优良的抗委靡机能,是防止塔架或机组呈现严重伤害,甚至倒塔事故的有力保障。

机组运行过程中,焊缝和螺栓所处的工作情况较为恶劣,受力复杂,跟着使用年限的增加,极易显现松动及裂纹缺陷,当这些缺陷成长必然水平时,会严重影响机组的运行平安。考虑到焊缝和螺栓毗邻靠得住性直接影响到整个机组的靠得住性和使用寿命,是以有需要对焊缝和螺栓缺陷进行按期检测,提早发现裂纹缺陷,以便实时替换和维护,把隐患扼杀在摇篮中。

与此同时,我国早期安装的风力发电机组寿命陆续到期,需对其当前以及延寿时代的构造健康状况进行评估。作为主要的承载构造,塔架焊缝和机组螺栓的健康状况也是机组延寿评估过程的主要一环。对此,鉴衡认证中心在其发布的CGC/GF 149:2020《风力发电机组延寿手艺规范》中,对塔架焊缝和机组毗邻螺栓的延寿搜检提出了相关要求。

1、常见无损检测方式

今朝风电行业针对在役机组塔架焊缝和机组螺栓的常用无损检测方式有:

1)磁粉探伤

过程磁粉在缺陷邻近漏磁场中的聚积以检测铁磁性材料外观或近外观处缺陷的一种无损检测方式。将钢铁等磁性材料 建造的工件 予以磁化 ,操纵其缺陷部位的漏磁能吸附磁粉 的特征,依磁粉分布显示被探测物件皮相缺陷和近外观缺陷的探伤 方式。

2)超声波探伤

声源发生超声波,采用必然体式进入工件。在工件中流传并与工件材质以及工件中缺陷互相感化,使传布目的或特征发生改变 。改变后的超声波过程检测设备被领受,对其进行处理和剖析。凭据领受超声波的特征,评估工件自己及其内部是否存在缺陷及缺陷的特征。

3)超声波相控阵

该方式和常规超声波检测的道理相似,都是基于脉冲反射的道理。相对于常规超声波探伤,其优势在于:

l相控阵超声经由对探头依次激发使超声波发生偏转,按照必然角度进行扫查,扫查焊缝时,相控阵无需锯齿扫查,只要沿着焊缝搬动探头即可,扫查锻件时,扫查局限更广,检测效率比常规扫查效率更高。同时不易对工件造成漏检,提高检测精确性和靠得住性。

l相控阵超声经由探头依次激发或许发生超声聚焦,而常规超声波普通没有(除了聚焦探头外),是以能降服超声近场区对工件检测带来干扰,使相控阵探头或许对较薄工件进行有效检测。

相控阵检测同时拥有B扫、S扫和C扫描,使缺陷显示直观、清楚,按照B扫、S扫和C扫描颜色分歧判断工件缺陷,易于对工件内部缺陷当量进行评定。而常规超声波只能过程波形凹凸来分辨缺陷当量。

2、塔架焊缝无损探伤

2.1磁粉探伤方案

2.1.1检讨品级

塔架焊缝的质量分级按照表1进行:

表1 焊接接头的质量分级

其他部件的质量分级按表2进行:

表2 焊接接头的质量分级

2.1.2检测要害点

1)使用触头法局部磁化工件时,点击间距应掌握在75mm~200mm之间,其检测有效宽度为触头中心线两侧各1/4极距。

2)检测时通电时间不该太长,电极与工件之间应连结杰出的接触,以免烧伤工件。

3)两次磁化区域间应有不小于10%的磁化重叠。

4)工件被检区外面及其相邻至少25mm规模内应干燥,并不得有油脂、污垢、铁锈、氧化皮、纤维屑、焊剂、焊接飞溅或其他粘附磁粉的物质;外观的不划定状况不得影响检测了局的准确性和完整性,不然应做适当的补缀,补缀后的被检工件皮相粗拙度Ra≤25μm。

5)被检工件表并面有非磁性涂层时,若是够包管涂层厚度不高出0.05mm,并经检测单元单子(或机构)手艺负责人赞成和尺度试片验证不影响磁痕显示后可带涂层进行磁粉检测,并归档储存验证资料。

2.2超声探伤方案

2.2.2磨练品级

按照质量要求焊缝超声磨练品级分为A、B、C三级,检讨的完美水平A级最低,B级一样,C级最高,检讨工作的难度系数按A、B、C顺序逐级增高。应按照工件的材质、构造、焊接方式,使用前提及承受载荷的分歧,合理地选用检讨级别。检修品级应按产物手艺规范和有关划定选择或经合同双方协商选定。

A、B、C三种检修品级之间有所区别,现将其探头种类数、面数、侧数、板厚等方面的区别简洁列于表3中:

表3 磨练品级区别

2.2.3检测要害点

a)探头移动区应断根油垢及其它外部杂质,探伤皮相应平整圆滑,便于探头的自由扫查,其外观粗拙度不该跨越6.3μm,需要时应进行打磨,超声波探伤检讨应在焊缝及探伤外面经外观搜检及格且知足以上要求后进行;

b)检讨前,探伤工程师应领会被检工件的材质、布局、厚度、焊接方式、焊缝种类、坡口形式及焊缝余高档状况;

c)探伤活络度应不低于评定线活络度;

d)扫查速度不该大于150mm/s,相邻两次探头移动距离包管至少有探头宽度10%的重叠;

3、螺栓无损探伤

高强螺栓是一种不带孔的刚性螺栓,裂纹波形特点是波形清楚、陡直、锋利,部位一样在连系面周边1~2道螺纹处;对于较大的裂纹,底波显著削弱甚至消散,紧靠裂纹波之后的螺纹将因为裂纹的遮挡而消散或削弱。

3.1常规超声探伤方案检测环节点

a)需排除高强螺栓两侧端面的油垢及其它外部杂质。查验外面应打磨,其外观粗拙度应不大于6.3μm。

b)检修前,探伤工程师应认识被检工件的材质、高度等情形,进步行宏观搜检及格。

c)螺栓的磨练区域应笼盖螺栓的全体积,并存眷应力集中部位,例如接合面邻近一至三道螺纹根部(如图4 a区)、退刀槽四周(b区)及两区之间受力较大区域(c区)。

图4 螺栓检讨重点受力区

3.2相控阵超声探伤方案

超声相控阵常用的有线性扫查和扇形扫查,有效降服了材料内部缺陷取向对检测后果的影响。图5和图6辨别为相控阵超声探伤功课示意与检测后果。

图5 刚性无中心孔螺栓纵波探伤

图6 从上到下差别为螺栓无裂纹,有裂纹和2mm深裂纹

4、检测周期及比例 

依据通用尺度,焊缝和螺栓抽检比例可参考GB/T2828-2012《计数抽样磨练法式》中的普通Ⅱ类。同时GBT 20319-2017《风力发电机组 验收规范》中的划定了螺栓预紧力抽检比例为10%,可供参考使用。

建议检测周期为每年检测,如发现伤害螺栓,宜对其周边螺栓提高检测频次。

5、总结 

跟着风电机组运行年限的增添,作为承载构造的螺栓和塔筒焊缝委靡伤害风险日益提高。同时我国早期安装运行的机组即将进入设计寿命晚期,需要进行延寿评估以确定其是否或许继续使用,是以对螺栓和塔筒焊缝进行无损检测便显得尤为主要。

本文介绍了今朝业内常见的无损检测方式,并对检测中的环节问题进行了商议。因为今朝风电行业的无损检测多借用其它行业的检测尺度和规范,是以经由普遍的检测实践,提出一套适合于风电行业的无损检测要乞降尺度势在必行。

在《风力发电机组延寿手艺规范》发布之后,鉴衡对风力发电机组根蒂运行委靡伤害与检测、叶片搜检等模块商议了专题手艺要求,后续我们还将针对:延寿的搜检、外部前提的阐明、运行状况的阐发、模型建树方式、寿命争论方式、延寿与技改等睁开商议。




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