[實用新型]一種高強螺栓缺陷檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520563502.5
• 申請日: 2015-07-30
• 公開（公告）號: CN204855454U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發(fā)明（設計）人: 肖劍;孫浩;岳俊紅;周雪琴;段二順;岳文彥;任淮輝;史秋生;吳吉軍
• 申請（專利權）人: 龍源（北京）風電工程技術有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/265
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專利代理事務所 11303
• 代理人: 朱麗華

技術領域

本實用新型涉及高強螺栓檢測技術領域，特別是涉及一種高強螺栓缺陷檢測裝置。

背景技術

高強螺栓是風電機組極其重要的連接件，它直接影響著風電結構的承載能力、使用壽命與安全性能。如果螺栓失效，將會造成風電機組葉輪跌落、塔架傾倒的嚴重后果。以下是近幾年來發(fā)生在國內(nèi)的一些風電事故：

(1)2010年4月，東北地區(qū)三個風電場的風電機組因高強螺栓的延遲斷裂，9臺風電機組葉輪掉落或塔架傾倒，造成2億多人民幣的損失。

(2)2010年8月，云南等南方地區(qū)風電機組的高強螺栓在安裝、調(diào)試中均正常，而在試運行過程中發(fā)生高強螺栓批量延遲斷裂，造成多臺風電機組葉輪掉落，雖未發(fā)生人員傷亡事故，但造成3000萬元經(jīng)濟損失。

分析高強螺栓斷裂的原因主要有：

(1)疲勞、內(nèi)部缺陷或螺栓出廠質(zhì)量問題。風電機組在低溫或陣風的交變載荷等惡劣環(huán)境下運行，運行過程中產(chǎn)生疲勞，從而形成微裂紋，最終微裂紋擴展造成螺栓斷裂；

(2)有些較小的內(nèi)部缺陷在出廠檢驗時，屬于允許范圍內(nèi)的缺陷，但是在現(xiàn)場的低溫或重載工況下，成為形成微裂紋的主要原因，裂紋擴展最終導致螺栓斷裂；

(3)螺栓出廠質(zhì)量檢驗的時候不可避免的會出現(xiàn)螺栓的質(zhì)量問題。

以上三種原因，形成了風電機組運行的安全隱患。高強螺栓在運行過程中產(chǎn)生裂紋擴展，動態(tài)拉伸、剪切載荷達到一定極限，則會自然斷裂造成事故。

現(xiàn)階段通過引入超聲檢測技術，對風電機組的高強螺栓進行在役檢測，隨時掌握螺栓的缺陷情況，有利于減少葉輪掉落、塔架傾倒的事故率。超聲波檢測是一種對裂紋類缺陷非常有效的無損檢測手段，因其靈敏、快速的優(yōu)點，已被廣泛應用于火電廠高溫螺栓的質(zhì)量監(jiān)控。對于風電機組的高強螺栓超聲檢測，主要目的是檢測螺栓是否存在裂紋或內(nèi)部缺陷(如夾渣、夾砂、氣孔等)。但是傳統(tǒng)的超聲檢測存在以下問題：

(1)探頭接觸金屬部件，接觸表面很容易造成磨損，通常采用增加楔塊的方式來防止探頭表面磨損。由于楔塊造成檢測接觸面增大，且空間限制，增加楔塊進行檢測效果較差。

(2)檢測螺栓時，需要將探頭旋轉一圈，才能將螺栓內(nèi)部360°的內(nèi)部情況掌握，在旋轉過程中，操作人員需精確掌握探頭放置的位置，才能保證探頭處于中心位置。

(3)螺栓表面凸字，造成耦合效果不良。

由此可見，上述現(xiàn)有的高強螺栓超聲檢測在結構、方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創(chuàng)設一種檢測效果好、操作簡單、結果可靠的新的高強螺栓缺陷檢測裝置，已成為當前業(yè)界極需改進的目標。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種高強螺栓缺陷檢測裝置，使其能方便快速、全面可靠的檢測高強螺栓的內(nèi)部缺陷，從而克服現(xiàn)有的高強螺栓超聲檢測的不足。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種高強螺栓缺陷檢測裝置，包括超聲相控陣主機和與其通過電纜連接的相控陣探頭，還包括所述相控陣探頭的專用工裝，所述專用工裝包括：下套筒、上套筒、卡箍和蓋板，

所述下套筒用于套在所述高強螺栓的端部，其套筒內(nèi)壁的結構與所述高強螺栓端部的結構相匹配，

所述上套筒位于下套筒上部，且所述上套筒和下套筒在其相鄰處均設有向外的凸沿，

所述卡箍為內(nèi)壁設有環(huán)形凹槽的緊固件，所述上套筒和下套筒的凸沿位于所述環(huán)形凹槽內(nèi)，且所述上套筒的凸沿在所述環(huán)形凹槽內(nèi)可轉動，

所述蓋板位于上套筒的上端部，其上開設有槽口，所述槽口用于固定與所述相控陣探頭連接的電纜，所述相控陣探頭位于上套筒內(nèi)。

作為本實用新型的一種改進，所述槽口的一端為蓋板的邊緣，另一端為蓋板的中心。

進一步改進，所述槽口為直線型，其長度等于所述蓋板的半徑。

進一步改進，所述相控陣探頭為線陣列直探頭。

進一步改進，所述相控陣探頭的前端部設有保護膜。

進一步改進，所述保護膜內(nèi)部填充有丙三醇液體。

進一步改進，所述卡箍由兩個半圓形緊固件組成，所述兩個半圓形緊固件通過螺栓緊固連接。

采用上述的技術方案，本實用新型至少具有以下優(yōu)點：

(1)本實用新型通過所述專用工裝能將相控陣探頭固定于高強螺栓端部的上方，且通過蓋板定位，能快速找到螺栓的中心，通過在中心放置探頭，360°全覆蓋檢測螺栓的螺紋根部缺陷情況，保證了檢測結果的可靠性。該裝置對操作人員經(jīng)驗要求較低，只需掌握普通應用即可。