[发明专利]一种基于相控阵的风电螺栓安全性检测方法

说明书

本发明涉及一种基于相控阵的风电螺栓安全性检测方法，巧妙地使用了相控阵设备对螺栓的预紧力情况进行快速判断，通过调节波幅计算增益差值可以在螺栓裂纹检测的同时判断螺栓应力状态，节约工作时间；通过标定实验设置螺栓过紧，过松的上限预警值，通过增益差值实现螺栓预紧状态的简单快速判别，大大提高了检测效率，有良好的社会和经济效益。

技术领域

本发明涉及风电领域，特别是一种针对与风电高强度螺栓的安全性评价方法，主要涉及评价螺栓应力及内部缺陷的评判方法。

背景技术

目前风电机组容量越来越大，风电叶片，塔筒螺栓在风电机组连接上起到重要作用，需定期对螺栓进行相控阵检测，通过波形判断是否含有内部缺陷，但是无法判断螺栓受力状态。

目前我国的风力发电行业无论是装机总容量，还是装机的新增容量，都保持着较快的增长趋势，风电设备中的螺栓作为风机主要的连接部件，如果其质量存在隐患，螺栓预紧力不足的问题，会使螺栓产生失效，从而对风机安全性产生影响。在螺栓预紧力测量方面，顾岳飞在专利《一种应力无损检测方法、装置及设备》中根据螺栓剩余磁化强度和螺栓应力之间的关系，确定所述螺栓剩余磁化强度对应的螺栓应力。胡春华在文章《螺栓应力的超声测量》中推导出超声波声时差与应力之间的线性关系，提出了在线实时监测风电机组轴向应力的方法。在检查螺栓预紧力的同时无法对螺栓内部缺陷进行判别。

对螺栓内部缺陷判断时，一般采用相控阵检查螺栓缺陷位置，李旺在《3D全聚焦相控阵检测技术在风电机组螺栓无损探伤中的应用》中阐述了相控阵技术在螺栓内部缺陷的检测能力，通过图像识别功能，实现3D-全聚焦成像检测；肖剑在专利《一种高强螺栓缺陷检测装置》中通过设计一套高强螺栓检测装置，包括超声相控阵主机和与其通过电缆连接的相控阵探头，通过盖板对相控阵探头固定并定位,使其能快速找到螺栓中心，还通过在探头前端加保护膜，大大减少了探头磨损，延长探头寿命。相控阵在检查螺栓内部缺陷方面得到广泛的使用，但是未见对相控阵测量螺栓应力的研究。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种基于相控阵的风电螺栓安全性检测方法，可有效解决对风电螺栓进行高效安全性检测的问题。

本发明解决的技术方案是：一种基于相控阵的风电螺栓安全性检测方法，包括以下步骤：

步骤一：螺栓应力标定

选择与待测部件材质规格相同的螺栓进行标定，制作与待测部件相同结构尺寸的标定平台，螺栓穿装在标定平台的螺栓穿孔内，由旋装在螺栓上的螺母固定；

螺栓表面粘贴用于检测螺栓应力的应变片；

应变片与应变仪相连，应变仪连接有显示器，用于显示应力示数，从而得到螺栓的预紧力；

将相控阵探头放置在螺母所在段的螺栓端面上，相控阵探头与相控阵检测装置(7)相连；

通过力矩扳手，转动螺母，施加目标预紧力F1，首先将相控阵始波调至波幅的80％，记录增益值dB1，在该条件下将底波波幅调整至80％，记录下此刻的dBla，计算两者之差ΔdB1＝dB1-dB1a；

通过力矩扳手，转动螺母，施加目标预紧力上限F2，首先将相控阵始波调至波幅的80％，记录增益值dB2，在该条件下将底波波幅调整至80％，记录下此刻的dB2a，计算两者之差ΔdB2＝dB2-dB2a；

通过力矩扳手，转动螺母，施加目标预紧力下限F3，首先将相控阵始波调至波幅的80％，记录增益值dB3，在该条件下将底波波幅调整至80％，记录下此刻的dB3a，计算两者之差ΔdB3＝dB3-dB3a；

步骤二：现场测试

将相控阵探头置于现场螺栓端面，若底波前出现其他波形或未见底波，说明螺栓存在内部缺陷，直接判废；