玻璃纤维结构风电叶片的超声相控阵检测方法研究

随着中国风电行业的兴起和逐渐成熟,对风电系统本身的质量要求也越来越高,尤其是叶片检测越来越受到各个叶片制造企业的关注。但常用的敲击手段、光照手段等已经无法满足更高的质量要求,即使是使用常规超声技术,由于探头尺寸的限制,无法实现大面积的快速扫查,且数据判读和缺陷检出率受人为因素影响较大。基于上述原因,介绍了一种利用超声相控阵技术,并结合专用的风电叶片检测探头对风电叶片进行检测的方法。通过近3年的实验,证明了使用超声相控阵技术可以快速准确地检测风电叶片内部缺陷,包括玻璃纤维外壳内部的分层和干丝缺陷,以及玻璃纤维外壳和内部支撑结构之间的脱粘缺陷,并基本掌握了风电叶片的检测方法和要点。其优势包括直观C扫描成像、检测效率高、易于存储记录等诸多优点,因而在风电制造行业有着广泛地应用前景。     

小径管座角焊缝内部缺陷的检测方法对比分析

小径管座角焊缝内部缺陷检测是无损检测的难点。根据急冷换热器中的管座角焊缝规格制作了模拟试块,并加工了人工缺陷,分别用相控阵超声检测、常规超声检测和射线检测这三种方法对模拟试块的缺陷尺寸进行评定,以选择恰当的检测方法。结果表明,对缺陷尺寸还原程度最好的是射线检测,其次是相控阵超声检测。但是由于小径管座的结构原因,在制造过程中无法进行射线检测,相控阵超声检测是小径管座角焊缝缺陷检测的最佳选择。     

拉挤梁风电叶片的相控阵超声检测数据分析

针对拉挤梁风电叶片相控阵超声检测时,信号受叶片特殊结构及材料各向异性影响出现数据信噪比低、缺陷识别困难的问题,通过分析叶片结构及其典型缺陷,明确相控阵超声图像信号与叶片结构的对应关系,并提出了高效、准确的数据分析流程。试验结果表明,该方法有助于提高风电行业数据分析工作的质量。     

超声相控阵技术的仿真试验

超声相控阵技术是一种先进的超声无损检测技术。超声相控阵技术通过对超声阵列换能器中各阵元进行精确延时控制,获得灵活可控的合成波束,并可随意控制聚焦点的位置。利用仿真相控阵合成聚焦技术的方法,搭建了一个16阵元、超声信号发射、接收和处理试验系统。利用该系统对缺陷试块进行了检测试验,试验结果与实际试块缺陷情况吻合。通过对试块缺陷的检测试验,对比聚焦与不聚焦的检测效果,证明了相控阵合成聚焦技术可以极大地提高检测的信噪比和灵敏度,验证了相控阵聚焦可以提高检测能力。     

薄板栅格翼焊缝的相控阵超声检测参数研究

栅格翼结构焊缝型面较为复杂,常规无损检测方法难以胜任,故开展薄板栅格翼结构的相控阵超声检测方法研究。利用相控阵超声检测技术声束灵活可控的特点,制定了基于波束控制的全覆盖检测方案。为获得较好的信噪比,提出了一套超声换能器与楔块设计方法,并采用有限元仿真方法进行验证;对采用多次反射方式入射的相控阵超声声束路径计算方法进行了研究;构建了采用机械臂作扫查器的高精度相控阵超声自动化检测系统,对具有人工预埋缺陷的栅格翼结构进行检测试验,验证了检测方法的正确性。研究结果表明,所提出的相控阵超声检测方法,能够对裂纹、未焊合等类型缺陷进行良好表征,可以满足薄板角接类结构的超声无损检测要求。     

水冷壁绑带的超声相控阵检测技术

针对难以对特殊焊缝结构处裂纹进行检测的问题,提出了采用超声相控阵"扇扫端角区域分析法"来对缺陷进行判定,以及采用计算机仿真技术指导超声相控阵检测工艺的制定。该方法可以有效指导超声相控阵检测工艺的设计,直观显示超声波束在管接头的覆盖状态,克服了相控阵超声检测参数设置的盲目性,可为特殊结构处裂纹的无损检测提供借鉴。     

风机塔筒焊缝的相控阵超声检测工艺

风力发电单机发电量大,占地面积小,清洁无污染,是发展最快的新型清洁能源。塔筒作为风电机组的基础性部件,其质量直接关系到整个机组的安全。目前,应用的塔筒焊缝检测方法仍然存在需要改进的地方,介绍了相控阵超声检测技术在风电机组塔筒焊缝检测上的试验和应用,并与现有常规无损检测方法进行对比。结果表明:采用相控阵超声检测方法检测风电机组塔筒焊缝,具有检测效率高、灵敏度高、漏检率低、检测数据可以长期保存等优势。     

轻烃卸车缓冲罐焊缝的超声成像检测

在对轻烃卸车缓冲罐焊缝进行无损检测时,常规超声检测无法准确分析其缺陷,所以选用超声成像检测法(超声相控阵检测法和超声衍射时差法)对缓冲罐焊缝进行检测,结果表明:这两种方法能够对缺陷的性质和大小做出准确判断,可以及时消除安全隐患。     

球墨铸铁件的超声相控阵技术检测

介绍了超声相控阵检测技术的原理及特点,对比了超声相控阵技术检测与传统超声波检测的区别,详细叙述了超声相控阵技术检测在叶片、轮毂球铁件中的应用,并叙述了在检测过程中的注意事项。最后指出:(1)检测外形复杂、壁厚较大的大型铸件时,需要将低频与高频探头、标准楔块与特制楔块、扇扫探头与线扫探头结合使用。(2)与传统超声探伤方法相比,相控阵方法可以清晰地分辨出相邻较近的小缺陷,能更准确地测量密集缺陷区的厚度方向尺寸,有利于缺陷级别的准确评定。     

核电混凝土相控阵超声检测的数值模拟分析

基于核电混凝土预设缺陷的相控阵超声检测试验,采用COMSOL软件进行模拟分析和模型的可靠性验证。采用验证后的模拟方法来研究不同相控阵阵列偏转角度和聚焦距离对超声检测的影响。结果表明,相控阵超声检测是一种有效的无损检测方法,COMSOL多物理场模拟软件能够正确模拟声束在缺陷混凝土中的传播规律;相控阵阵列采用不同的声束偏转角度和聚焦距离对检测结果有一定影响。该结论为混凝土检测用相控阵超声探头的工程设计提供了一定参考。     

相控阵超声无损检测系统的研制

以探讨相控阵超声无损检测系统的研制为目的，从相控阵原理着手，对检测系统的工作机理及系统组成进行简略阐述，重点研究阵列探头设计、相位精确控制、超声信号模拟／数字处理及缺陷成像中的关键技术。最后利用系统进行了试块检测成像对比试验。初步试验和研究表明，相控阵超声无损检测系统比传统单探头超声无损检测具有信噪比高、缺陷分辨力强、有效探伤范围宽以及工作效率高等特点。     

采油树阀门的超声相控阵检测

通过对不同类型和部位的人工缺陷进行检测,并对相控阵检测方法不断改进,分析出超声相控阵检测采油树阀门的方法和检测时相控阵设备的具体参数设置,并通过试验验证了其准确性。结果表明,超声相控阵检测技术可以检测出采油树阀门缺陷,为超声相控阵检测技术在采油树缺陷检测上的应用奠定了基础。     

管道的相控阵超声高频导波检测

采用相控阵超声高频导波对小口径管道进行检测,通过在小口径管道上加工平底孔及通孔来模拟腐蚀坑和穿孔缺陷,再进行对比试验,验证了相控阵超声高频导波的检测能力。试验结果表明,相控阵超声高频导波检测具有图像化显示、覆盖范围宽、检测效率高等特点,能够实现腐蚀坑或穿孔缺陷的检测,是一种可行的小口径管道的无损检测方法。     

港珠澳大桥U肋角焊缝超声相控阵探伤技术

为解决港珠澳大桥8 mm厚U肋角焊缝探伤问题,进行了U肋角焊缝超声相控阵探伤技术分析,通过焊接试件的探伤试验,考察了该焊缝超声相控阵探伤的检测精度,提出的U肋角焊缝的超声相控阵探伤检测及判定方法,可以指导港珠澳大桥U肋角焊缝的无损检验工作,同时为其它桥梁此类焊缝的无损检验提供借鉴。主要取得了以下两项成果:一是根据U肋角焊缝的缺陷特征,建立了焊缝探伤数学模型,并在此基础上提出了基于超声相控阵技术的缺陷信号图像端点读值法,简化了探伤检测过程,提高了检测精度;二是提出了基于检测误差的U肋角焊缝探伤判定方法,较好地解决了焊缝探伤中的漏判与误判问题。     

火电厂金属部件的相控阵超声检测

应用相控阵超声技术检测了不同的金属部件,对比了相控阵技术与常规无损检测技术的不同,结果显示相控阵超声检测具有灵活性高、检测速度快、检测结果直观、重复性好、可实时显示等优点。虽然相控阵超声检测技术具有很多优点,但是金属部件的监督检验是一个多方法、多方位的检测过程,应合理应用各种无损检测方法对金属构件进行检测。     

埋弧焊钢管焊缝相控阵超声自动检测方法探讨

为了解决埋弧焊管焊缝缺陷检测问题，针对埋弧焊管焊缝产生缺陷的特点进行探讨，分析缺陷成因及各类无损检测方法特点，采用相控阵超声自动检测方法，通过计算机仿真软件建立埋弧焊管焊缝截面模型并模拟声束全覆盖检测，设计模拟试块应用虚拟探头排列方式对各种缺陷(纵向、横向及热影响区)进行检测。结果表明：相控阵超声自动检测技术对埋弧焊管焊缝缺陷检测结果稳定可靠，能够有效指导埋弧焊管焊缝相控阵超声自动检测工艺设计，直观显示超声波束在焊缝中的覆盖状态，克服相控阵超声检测参数设置的盲目性，为埋弧管焊缝缺陷相控阵自动检测提供借鉴。     

基于超声相控阵对焊缝缺陷的检测研究

为了解决超声相控阵检测过程中人为造成的缺陷误判及达到对缺陷准确分类的结果,首先对风电塔筒Q345E焊接试板内部预制人工缺陷-气孔、夹杂及裂纹;然后用超声相控阵设备对预制的三种缺陷分别进行检测,提取超声相控阵检测A扫数据。结合超声相控阵信号、小波包自适应分析信号的特点和不同小波基对采集信号的处理效果,选取dB10小波为最优小波基,提取缺陷"频率-能量"特征。最后利用小波包分解的第三层各个节点的缺陷特征能量比例作为BP神经网络输入参数,其缺陷分类结果的精度可达到90%。研究结果表明:以上方法对于Q345E焊接缺陷区分度明显,神经网络分类效果较好。     

超声相控阵技术检测蜂窝复合材料案例

随着蜂窝复合材料在航空航天领域的广泛应用,其无损检测的要求也越来越高。常规超声检测技术不仅速度慢而且分析困难。超声相控阵技术采用电子扫查,检测速度大大提升,再配合C扫描视图,可以使缺陷的分析变得简单。文章介绍了采用超声相控阵技术检测碳纤维蒙皮铝蜂窝工件、带涂层以及不带涂层的碳纤维蒙皮纸蜂窝工件的三个检测案例。从检测结果．-j-~得出,超声相控阵技术可以有效检测蜂窝复合材料的内部脱粘缺陷,具有很好的应用价值。     

汽轮机转子叶片根部超声相控阵检验应用与分析

由于汽轮机转子叶片运行工况复杂多变,极易在根部产生裂纹等危害性缺陷,对超声检验的专业性、安全性、稳定性及便捷性等提出了更高的要求。如何发现超声检验中的不足并加以改进,使之能更好地适应现场检查成为被关注的议题。简单介绍超声相控阵检验技术工作原理,重点对检验工艺和检验器材的选定、超声相控阵检验工艺和检验过程中问题等进行详细论述,并针对存在的问题提出改进建议。最终确定的相控阵检验技术在现场实际应用中发现了重大危害性裂纹缺陷,可在核电无损检验领域进行推广。     

埋地钢质管道本体无损检测技术

本文主要介绍快速、高效开展埋地钢质管道本体检测的方法,阐述管道本体无损检测相关技术,主要应用漏磁法、超声相控阵、超声波C扫描法等检测手段,采用漏磁检测、超声相控阵等检测方法进行缺陷初扫(定性),然后利用超声测厚仪和超声波C扫描仪进行精确检测,最终对管体缺陷准确描述,达到风险受控的目的.