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