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风力发电机组球墨铸铁件超声波无损检测

  • 一、球墨铸铁超声波检测的特点

    球墨铸铁中的缺陷主要有疏松、缩松、缩孔、夹渣及夹杂物、裂纹、砂眼、气孔。

    球墨铸铁探伤的主要特点有三点:

    1、透声性差
    球墨铸铁的主要特点是组织不致密,不均匀和晶粒粗大,使超声波散射衰减和吸收衰减明显增加,透声性差。

    2、声耦合差
    球墨铸铁表面粗糙,声耦合差,探伤灵敏度低,且探头磨损严重。

    3、干扰杂波多
    球墨铸铁探伤干扰杂波多,一是由于粗晶和组织不均匀性收起的散乱反射,形成草状回波,使信噪比下降,特别是频率较高时尤为严重,二是球墨铸铁形状复杂,一些轮廓回波和迟到变形波引起的非缺陷信号多,此外铸件表面粗糙表面也会产生一些反射回波,干扰对缺陷波的正确判定。

    球墨铸铁超声波检测一般采用纵波脉冲反射法,由于球墨铸铁的超声衰减较大宜采用穿透能力较强的设备,例如设备的激发电压较高、同时支持方波激励;检测频率不宜过高,一般为2MHz-2.25MHz。

    球墨铸铁超声波检测时要注意因铸件结构形状影响底波的现象;要注意因检测面为曲面而需要的增益补偿;对于位于铸件表面以下3-4mm之内的表层缺陷,即使采用表面检测手段例如磁粉或涡流检测也能以发现,常规的单晶直探头也可能位于其盲区之内,故宜采用单晶探头斜射检测或者采用双晶直探头或者斜探头检测解决该问题。

    二、国外风力发电企业对球墨铸铁检测要求

    国外风电企业关于球墨铸铁的检测一般采用EN12680-3,3级合格,但有很多公司认为该标准较松,所以各企业根据EN标准编写了适合本公司的更为严格的检验及验收标准。他们都分别有自己的无损检测规范,其中对探头和仪器及检测验收标准都有明确的规定。

    1、超声波探伤仪
    现在风电企业普遍采用美国GE公司的USM35X-S A型显示脉冲数字式超声波探伤仪。

    2、超声波探头
    铸件探伤一般以纵波直探头和纵波双晶探头,由于铸件晶粒比较粗大,衰减严重,宜选用较低的频率,一般为0.5″2.5 MHz,探头直径一般为10mm-30m。

    在风电企业一般采用GE公司生产的B1S和B2S带软保护膜的单晶纵波直探头和SEB2,SEB2-0,MSEB2和MSEB4。

    3、耦合剂
    铸件探伤时,常用粘度较大的耦合剂,一般采用化学浆糊,甘油等。

    4、检测灵敏度调整
    灵敏度调整有计算法以及DGS图法。

    三、风力发电机组球墨铸铁典型结构超声波检测

    1、轮毂检测
    轮毂属于大型球形壳体类铸件,壁厚一般为60mm-150mm范围内,不允许存在超过标准规定的缩孔、缩松、气孔、夹渣以及表面裂纹等铸造缺陷。轮毂铸造成型后需要进行精加工及组装,如果在精加工前或者在组装过程中发现缺陷那么将无法返修,所以需要在精加工前对轮毂进行超声波检测。

    2、轴套检测
    国内风电企业出现过轴套断裂的事故,所以部分风电企业在安装前对其进行检测。轴套检测一般从轴的两端以及轴的圆周进行检测。

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