PV100和PV200:用编码超声波有效地检查风力涡轮机塔

【研究背景】

风塔是竖立的大型结构部件，可利用风力发电。减少排放，使能源组合多样化以及减少对核动力和煤炭动力的依赖的压力越来越大，这已经增加了许多陆上和海上国家建造的风力涡轮机的数量。从塔架的制造开始，叶片和塔架底座的结构完整性对安全非常重要。塔架部分通常通过滚动平板并焊接纵向接缝来构造。然后，将这些单独的锥形部分与圆周焊接一起焊接成足够小的部分，以便通过边缘部分在现场进行运输和连接。圆周焊缝是必须彻底检查的关键焊缝。这些圆周焊缝通常通过自动焊接工艺进行焊接，以确保焊接效率和质量。常见的不连续性是缺乏熔合，孔隙和其他空隙。常规检查通常使用手动剪切波和纵向超声波进行，通常从塔架部分的内表面和外表面进行。

【无损检测时遇到的问题】

▶ 每个塔要检查许多周向焊缝。
▶ 需要检查的大直径、长焊缝需要花费很长时间来检查，特别是当发现不连续性时。
▶ 塔制造是在一条生产线上完成的，通常是一个流程紧跟着另一个流程。较长的无损检测过程可以很容易地保持生产线。
▶ 常规的横波法耗时长，对检测器的依赖性强，缺乏永久性的数据记录。
▶ 人工横波超声波的探测概率很大程度上依赖于缺陷定位，以及操作人员的培训和勤奋。

【解决方案】

完整的超声波扫描仪和采集单元经过包装，可一次完整地全面快速地检查圆周焊缝，同时保存所有数据以用于质量和审核目的。具体的应用，检查速度要求和预算可能需要使用OmniScan采集单元检查焊缝的不同超声技术。 PV100和PV200方法都适合查找不连续的所有方向，并根据需要提供准确的长度和高度信息以进行布置和维修。通过记录所有数据以进行归档和后期分析，可以实现全部体积覆盖。可以同时查看所有通道以进行快速分析。使用任何一种技术，通常的检查时间都可以从几小时手动减少到几分钟。半自动扫描仪由扫描仪技术人员固定在适当的位置，同时塔架部分在用于完成焊接的同一旋转器上旋转。全自动系统通常通过进一步调节速度并限制人为操作扫描机制来提供更好的数据质量。检验技术适用于长缝焊缝以及正确的扫描机制。

PV100技术

借助PV100系统，超声波衍射时差法（TOFD）可覆盖大部分焊缝，因为它提供了非常大的覆盖范围。脉冲回波剪切波用于覆盖TOFD具有固有薄弱区域的焊接接头的顶部和底部。该技术的优点是结合了与传统方法相同的常规剪切波，并且设备成本较低。通常由于检查中使用的超声波束较少而可以实现更快的扫描速度。在某些情况下，如果厚度太大而无法以这种方式覆盖，则可以在较厚的焊件上使用双区TOFD和蠕变波技术，以实现全部体积覆盖。

PV200技术

在PV200技术中，相控阵可以单独使用，也可以与TOFD结合使用，以实现更好的检测和大小调整功能。相控阵提供了对探头进行编程的灵活性，以优化检查并减少所需的设置数量。它提供了非常好的检测概率，特别是针对定向缺陷的检测，并且还提高了系统的大小确定和表征能力。一次采集*多可以组合八组相控阵和TOFD。它具有允许使用手动或编码相控阵进行技术开发的额外好处，该技术适用于使用同一采集单元在塔上发现的门，边缘和其他更复杂的焊接布置。


*结合脉冲回波和TOFD通道可以完全覆盖焊缝。 TOFD和脉冲回波剪切波技术的图示* *（PV100）*	*结合使用PA和TOFD可以完全覆盖焊缝。相控阵和TOFD技术的图示* （PV200）**

*TOFD通道可提供额外的体积覆盖*	*相控阵通道可完全覆盖焊缝*

【典型装备】

➤ 带相控阵或8通道UT模块的OmniScan MX2单元
➤ 半自动扫描仪（紧凑型，Flex，HST-03）或WeldROVER扫描仪，用于全自动数据收集。扫描仪是根据技术和塔架细节选择的。
➤ 合适的频率和大小的探头和楔子（相控阵，TOFD，常规）
➤ 耦合水使用的耦合剂流动单元（CFU）
➤ 后期分析软件（OmniPC或TomoView）
➤ 用于探针放置计划的扫描计划设计软件（NDT Setup Builder）
➤ 配件（根据需要可提供前置放大器，备件，电缆等）

【结论】

利用各种超声方法的半自动或全自动扫描系统已经常应用于风塔焊件，以代替手动剪切波检查。这种方法节省了时间，减少了对人的依赖，增加了检测的可能性，并允许将全部保存的数据用于后期分析和审计。
奥林巴斯还为齿轮箱（远程视觉检查），复合叶片（常规和相控阵超声），叶片排泄孔（远程视觉检查）以及风力涡轮机的其他组件提供检查解决方案。