风机主轴在役相控阵超声波（PAUT）检测

一．检测介绍

主轴作为风力发电机组的大部件，在运行小缺陷，尤其是裂纹，在长期交变应力的作用下，会导致主轴断裂的严重后果，目前通用的检测手 段都是采用超声无损检测的方法，对主轴在役状态时进行检测。

主要使用的检测方法为常规超声检测和相控阵超声检测，都是基于超声波检测的原理，需要超声波入射进入主轴内部，通过回波高度、位置、颜色深浅等判断缺陷情况，如有涂层覆盖则进行表面声能损耗测定，根据现场测定 dB 值，进行相应的灵敏度补偿。由于在役状态时，主轴已经装配安装完成，安装有轴承座、涨紧套等，法兰端部位置存在圆弧过渡或者斜坡，这些位置常规超声波是检测不完全的，或检测过程中存在边角反射，装配位置的非缺陷反射波干扰，造成难以判定，但使用相控阵检测，可实现上述区域的检测，根据结构分区设定相应区域检测的扇形声束，通过设定各种聚焦深度和角度偏转来得到所需声束，对所检测区域进行检测，对缺陷数据进行保存，导入软件分析，取得很好的检测效果。

二．检测设备

1) 主机：相控阵检测仪

2) 探头：2MHZ DGS探头

3) 软件：OLYMPUS OmniPC4.4

三. 相控阵检测 

主要针对主轴结构进行分区检测，因相控阵检测能够使用阵列的晶片探头，在主轴断面形成波阵面，设定需要的聚焦深度和偏转角度，可得到需要检测区域的波束，通过波束扫查，三维投影成像出所检测区域，通过电脑分析软件，对一定时间内所扫查得到的数据进行分析，对比图纸准确判定哪些信号为轮廓信号，那些信号为缺陷信号，同时分析出缺陷的深度、投影面积、投影形状等信息。

       Fig1 圆弧过渡段

       fig.2主轴承安装区

       Fig.3 斜长段区域

       fig.4 涨紧套安装区域

按照以上方法进行分区检测，采用相控阵检测手段，可以有效检测出所设定区域的缺陷， 可实现覆盖。具体检测方法及参数，需要根据风机主轴图纸来编制相控阵检测工艺卡，同时根据图纸中键槽、退刀槽等结构位置、深度和形状尺寸，分辨伪缺陷。

四．现场检测

 现场主轴端面检测

   距端面50mm深处缺陷信号                    距端面140mm圆弧过度信号