风力发电机组塔架焊接变形超声无损检测方法

风力发电机组塔架焊接变形超声无损检测方法

曹春磊

中国大唐 内蒙古 包头 014000

摘要：随着经济的飞速发展，人们对于电力的需求日渐增多，风力发电机也应运而生。但在其建造应用过程中，风力发电机组塔架焊接变形所带来的问题也逐渐为人们所关注，为了减少该问题带来的影响，各类焊接变形检测方法层出不穷，但各种方法中仍存在一定的检测弊端，因此如何更好地实现风力发电机组塔架焊接变形检测仍然是当下研究的热点。

关键词：风力发电;机组塔架;焊接变形;变形无损检测

引言

在风力发电机组塔架制造过程中，焊接质量对于塔架的生产质量具有至关重要的影响。然而，焊接过程中产生的变形缺陷难以通过传统方法检测。为此，超声无损检测方法应运而生，其在检测风力发电机组塔架焊接变形方面具有显著优势。

1发电机组塔架焊接变形超声无损检测方法的特点

(1)非破坏性检测。超声无损检测方法具有非破坏性检测的特点，意味着在检测过程中不会对焊接结构造成二次损伤。相较于传统的破坏性检测方法，超声无损检测更能满足风力发电机组塔架焊接质量控制的需求，确保检测结果的准确性和安全性。(2)高度灵敏度。超声无损检测方法对于焊接变形具有高度灵敏度，可以有效地检测出焊接过程中的微小变形缺陷。由于风力发电机组塔架焊接结构复杂，焊接变形多样，超声无损检测方法的高度灵敏度有助于确保焊接质量的可靠性。(3)检测范围广泛。超声无损检测方法适用于各种材料、各种厚度以及各种焊接形式的检测，因此对于风力发电机组塔架中不同类型的焊接变形都能实现有效检测。此外，超声无损检测方法不受工件大小和形状的限制，检测范围广泛。(4)检测结果准确可靠。超声无损检测方法通过对焊接部位进行实时、动态的监测，可以获得精确的焊接变形数据。结合专业的数据分析技术，超声无损检测方法能够为风力发电机组塔架焊接质量提供准确、可靠的评价依据。

2影响超声无损检测的因素

2.1材料性质

材料的密度、弹性模量等物理特性对超声波在材料中的传播特性有很大影响。不同材料对应的超声波传播特性不同，因此，在制定检测方案时，需要根据塔架材料的性质选择合适的超声无损检测方法。

2.2焊接工艺

焊接过程中的温度、焊接压力等因素会影响焊接变形。不同的焊接工艺可能导致不同的焊接变形，因此在检测过程中，需要考虑焊接工艺对超声无损检测结果的影响。

2.3超声波设备

超声波设备的性能和精度直接关系到检测结果的准确性。选择合适的超声波设备，提高检测设备的灵敏度和分辨率，有助于提高检测效果。

2.4操作技巧

超声无损检测操作过程中，检测人员的技巧和经验对检测结果具有重要影响。熟练的操作人员和丰富的经验可以保证检测过程的顺利进行，提高检测准确性。

3风力发电机组塔架焊接变形超声无损检测方法

3.1检测原理

超声无损检测方法基于超声波在材料中的传播特性。当超声波通过不同介质时，其传播速度和反射信号会发生改变。通过分析这些变化，可以判断出材料内部的缺陷和变形情况。

3.2检测设备

超声无损检测设备主要包括超声波探头、信号处理器和数据采集系统。超声波探头负责发射和接收超声波信号，信号处理器用于处理和分析接收到的信号，数据采集系统用于记录和存储检测数据。

3.3检测步骤

（1）探头选择：根据风力发电机组塔架的材料和厚度，选择合适的超声波探头。（2）探头定位：在待检测的塔架部位涂抹耦合剂，将探头紧贴塔架表面，确保探头与塔架的良好接触。（3）信号发射与接收：启动超声波探头，发射超声波信号，同时接收反射回来的信号。（4）信号分析：将接收到的信号输入信号处理器，通过对比正常信号与实际信号的差异，分析焊接变形缺陷的存在和程度。（5）数据存储与处理：将检测数据存储在数据采集系统中，进行后期分析和处理。

4风力发电机组塔架焊接变形超声无损检测策略

4.1检测方法选择

在风力发电机组塔架焊接变形超声无损检测中，选择合适的检测方法至关重要。常见的超声检测方法包括脉冲回波法、透射法、脉冲回波法和透射法的组合等。根据风力发电机组塔架的结构特点和焊接变形特征，我们选择了适用于本项目的检测方法。首先，脉冲回波法是一种通过发送超声波脉冲到测试物体中，然后测量反射回来的脉冲信号来检测焊接变形的方法。这种方法适用于检测表面裂纹、内部缺陷等焊接质量问题。由于风力发电机组塔架的焊接变形通常表现为表面裂纹和内部缺陷，因此脉冲回波法在本项目中具有较好的适用性。其次，透射法是通过测量超声波在测试物体中的传播速度和衰减程度，来判断焊接变形情况。这种方法适用于检测较深层的焊接缺陷，如夹渣、焊透等。由于风力发电机组塔架的焊接变形往往涉及深层结构，透射法在项目中同样具有较高的实用价值。

4.2检测参数设置

在检测参数设置中，除了上述提到的主要检测参数外，还有一些其他的关键参数需要考虑。例如，检测速度和检测范围。这两个参数直接影响到检测的效率和覆盖面。检测速度决定了检测设备在单位时间内可以检测的面积或长度，而检测范围则决定了检测设备可以覆盖的区域。检测速度和检测范围的设置，需要根据风力发电机组塔架的结构特点、预期缺陷分布以及检测设备的性能等因素综合考虑。过高的检测速度可能会导致缺陷的遗漏，过低的检测速度则会浪费时间和资源。因此，检测速度的设置需要在保证检测效果的前提下，尽可能地提高效率。检测范围的设置也需要兼顾效果和效率。过大的检测范围可能会导致不必要的资源浪费，而过小的检测范围则可能遗漏部分重要的检测区域。此外，检测范围的设置还应考虑到风力发电机组塔架的结构特点，例如，对于弯曲、转折等复杂结构的检测，需要适当增加检测范围。

4.3数据处理与分析

数据处理与分析是超声无损检测的重要环节。针对风力发电机组塔架焊接变形检测数据，采用以下方法进行处理与分析：（1）滤波处理：去除噪声干扰，提高信号质量。（2）缺陷定位：根据超声波信号的反射程度，定位缺陷位置。（3）缺陷定量：通过分析反射信号的幅值和形状，评估缺陷的大小和数量。（4）缺陷分类：根据检测结果，对缺陷进行分类，如表面缺陷、内部缺陷等。

4.4质量控制

为确保风力发电机组塔架焊接变形超声无损检测的质量，实施严格的质量控制措施至关重要。主要质量控制措施包括：（1）检测设备校准：定期对检测设备进行校准，确保设备精度符合检测要求。（2）检测人员培训：加强检测人员的技能培训，提高检测水平。（3）检测过程监控：对检测过程进行实时监控，确保检测结果的准确性和可靠性。（4）检测结果验收：对检测结果进行验收，确保符合相关标准和规范要求。

结语

风力发电机组塔架焊接变形超声无损检测策略的制定，旨在确保检测过程的科学合理、准确可靠。通过合理选择检测方法、设置检测参数、有效数据处理与分析以及严格质量控制，有助于发现和评估焊接变形缺陷，为风力发电机组塔架的安全运行提供保障。

参考文献

［1］王明明，赵建博，王立忠，等．薄板焊接热变形的视觉检测方法研究［J］．机床与液压，2019，48(21):82－85．

［2］谷静，王琦雯，张敏，等．基于DenseNet网络的焊缝缺陷检测识别［J］．传感器与微系统，2019，39(9):129－131．

［3］张利慧，李晓波，俎海东，等．风力发电机组滚动轴承故障振动诊断方法综述［J］．内蒙古电力技术，2019，40(3):7－12．

［4］宋艳，马世榜．利用激光超声纵波的衍射信号测量开口裂纹［J］．激光与红外，2019，51(1):9－14．