淺析兆瓦級風力發(fā)電機組塔架檢測技術

張國恩

摘 要：通過科學的設計以及嚴格的建造標準，讓風力發(fā)電得以快速的發(fā)展。風力發(fā)電機組塔架通常是由3-4段塔筒組成，然后利用法蘭進行連接，主機輪轂高度大約為90m左右，這是風力發(fā)電機組能夠穩(wěn)定運行的基礎，因此，相關技術以及安裝是否達到標準，則是建造完成之后的檢驗重點，本文重點分析了兆瓦級風力發(fā)電機組塔架超聲波無損檢測技術、塔架焊接工藝管理與檢驗。

關鍵詞：兆瓦級風力發(fā)電機組；塔架；檢測

1 超聲波無損檢測技術

1.1 合理選擇探頭

合理選擇探頭，則要對于探頭進行常規(guī)檢驗，其K值必須在1.5-2.5之間，同時頻率為2.5MHz與5MHz，這個頻段的波適合穿透探傷。通常來講，探頭的位置要垂直于檢測面，例如，在對塔架焊縫進行檢測時，那么探頭的位置最好與焊縫中心線垂直。在實際檢測中，要將探頭進行前后移動，進而確保所有焊縫的截面都可以被掃描到，通常情況下是采用探頭鋸齒型移動，這類探頭在移動的過程中，還可以做100-150的轉角，確保在探傷的過程中可以將各種角度的缺陷檢測出來。在具體操作中，探頭移動區(qū)域需≥2.5x探頭K值x母材厚度T。

1.2 制作距離-波幅曲線

CSK-IA與CSK-ⅢA試塊是制作距離-波幅曲線的平臺，主要由定量線、評定線、判廢線組合而成，并且三條線將整個區(qū)域劃分成為三個，即I區(qū)（評定線與定量線之間，且包括評定線）、II區(qū)（定量線與判廢線之間，且包括定量線）、III區(qū)（判廢線以上的區(qū)域）。距離-波幅曲線的靈敏度與母材厚度范圍有著直接關系。

1.3 確定缺陷定量方法、缺陷指示長度以及缺陷評定

將靈敏度調好之后，凡是超過定量線的缺陷都必須要進行精準定位，進而明確最大反射波高以及缺陷當量。缺陷指示長度的檢測方法使用范圍如下：

第一，如果缺陷位于II區(qū)或者以上的區(qū)域，且只有一個反射波高點，就需要將波幅降到屏幕刻度的80%，再通過半波高度對指示長度進行測定；

第二，如果缺陷位于II區(qū)以及以上區(qū)域，且有多個反射波峰高點值時，就需要將波幅降到屏幕刻度的80%，再通過端點半波高度法對指示長度進行測定；

第三，如果缺陷反射波處于I區(qū)，需要將波幅至評定線降低，從而對指示長度進行測定。倘若缺陷是屬于危害性的缺陷，那么應該對應的將檢測面進行增加，同時將探頭K值進行改換，然后結合結構工藝特征以及波形圖對缺陷狀況進行判定。在一條直線上存在相鄰兩缺陷，并且間距小于其中任何一缺陷的長度時，將其視作為一條缺陷，且指示長度為兩條缺陷長度之和之和。確定指示長度之后，需要將缺陷的性質做好質量分級，最后對兆瓦級風力發(fā)電機組塔架的質量進行判定。

1.4 評定缺陷定性

對兆瓦級風力發(fā)電機組塔架進行檢測之后，可以得出對應的波形圖，然后在根據(jù)圖形的特征對來缺陷的性質與類型進行評估。波形形狀、波尖形狀、起波速度、回波占寬、回波斜率或者變化的趨勢、缺陷區(qū)域回波的實際變化情況（包括位置、形狀、波幅、動態(tài)包絡檢波以及數(shù)量）等等都屬于評定的內容。在檢出缺陷之后，還需要從不同的方位與角度進一步探測缺陷，針對缺陷的最終定論，在各方面條件都允許的情況下，還可以通過更換探頭進一步進行驗證，然后再根據(jù)實際經驗或者理論記載，結合波形的變化，對缺陷特性進行綜合評估。

2 兆瓦級風力發(fā)電機組塔架焊接工藝管理與檢驗

2.1 對焊接工藝進行評定的標準

通常是根據(jù)《金屬材料的焊接工藝規(guī)程的及評定-基于預生產焊接試驗的評定》《風力發(fā)電機鋼構件、塔架與基礎段焊接質量指導書》對塔架焊接質量進行檢驗與評估。

2.2 加強焊接過程的監(jiān)督與檢驗

為了最大限度保障塔架焊接的質量，則需要嚴格按照工藝要求、項目標準、設計圖紙等等對焊接前、中、后進行檢驗，并且加強管理力度，從而確保塔架的承載能力能夠達到相關標準。

第一，焊接前的檢驗與管理。在塔架焊接之前，要做好焊接工藝以及相關技術的明確規(guī)定，選擇具有一定資質的焊工，焊工技能達到相關標準，且焊工證書必須在有效期之內。焊接操作技術人員必須熟悉焊接工藝規(guī)程（WPS），對焊接輔助工具進行檢查，確保預熱工具、測溫工具、焊接測量尺等等工具是否齊全。同時，做好焊接之前的檢查記錄。在選擇焊接材料時，通常是根據(jù)焊材自身的特性進行選擇。

第二，焊接中管理與檢驗。焊接中，主要針對焊接電流、焊接電壓、焊接速度進行合理控制，確保在最佳的狀態(tài)下進行焊接。具體焊接需要嚴格工藝流程開展，需要注意的是要對焊接時的預熱溫度、層件溫度進行控制；在完成焊接之后，好需要及時將焊渣清除，且焊縫的金屬層數(shù)必須達到WPS的具體標準。如果焊接中出現(xiàn)問題，要及時進行方案調整。

第三，焊接后的管理與檢驗。完成焊接之后，檢驗人員要對焊接質量進行檢測，包括塔架外觀、形位公差、結合尺寸、焊縫無損檢驗等等。塔架外觀檢測主要采用目測檢測法，具體按照ENISO17637—2011標準進行檢測，然后按照ENISO5817—2006等級標準要求的B級進行最終驗收；無損探測包括超聲波測與磁粉探測，超聲波探測的標準為ENISO17640—2011，且按照ENISO11666—2011的等級要求進行驗收；磁粉的探測標準則是ENISO17638—2009，且按照等級ENISO23278—2009進行驗收。不符合標準的焊接必須進行重新焊接。

3 結語

綜上所述，風力發(fā)電機是可再生清潔能源，在現(xiàn)階段逐漸得以推廣與應用，為我們的生活帶來了極大的方便。塔架作為兆瓦級風力發(fā)電機組的基礎設施，其質量關系到風力發(fā)電機組的可靠性、安全性。因此，需要對兆瓦級風力發(fā)電機組塔架加強檢測與管理。另外，隨著時代的進步，未來對兆瓦級風力發(fā)電機組塔架建設的要求越來越高，不僅需要加強建設技術的研究，同時還需要加強檢測技術的投入，從而催對檢測技術進行創(chuàng)新，確保塔架的質量。

參考文獻：

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