风电用主轴超声相控阵检测

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。

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

 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。

 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。