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风电塔筒检测

作者:admin 发布时间:2021-01-13 14:44:25点击:
          在风力发电装置中,塔筒是最基础的大型部件。由于塔筒的体积过大,因此在制作时,必须将塔筒划分成多段。在完成塔简制作后,要通过法兰焊接技术将塔筒各部分连接起来,然后才能进行组装成发电机组。
          目前,我国风力发电塔基础多采用厂家提供的标准图,设计单位修改时还必须得到厂家的批准;此外基础形式单一,即钢筋混凝土板式独立扩展基础。此种基础的优点是:①施工较为简便且工程实践丰富;②基础与上部塔简的连接通过埋入式塔简实现,其与上部法兰连接相同,便于标准化;③当风机功率较小基础底板悬挑较小时,此基础形式较合理。
          但钢筋混凝土板式独立扩展基础存在以下突出缺点:①基础形式过于单一,不能适应不同地质条件;②埋入式塔简使基础柱墩受力最不利截面强度和刚度突然变小,容易造成应力集中和脆性破坏;③对于大功率风机,板式基础悬挑长度太大,经济性差。
          严重缺陷:对预制构件的受力性能、长期性能与耐久性能、使用功能和后续安装有决定性影响的缺陷。
          一般缺陷:对预制构件的受力性能、长期性能与耐久性能、使用性能和后续安装无决定性影响的缺陷。
          1.一种风力发电机塔筒垂直度检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、测量不同高度处塔壁对应的圆周坐标和高程值;
步骤二、计算不同高度处对应的圆心坐标和高程值;
步骤三、计算不同高度处相对于塔筒底部的圆心偏差△d和高度偏差△H;
步骤四、对于某一个高度,圆心偏差除以高度偏差得到的商即为塔筒在该高度的倾斜率。

          塔筒探伤的主要方法
          1、磁粉检测
风电塔筒材质多为低合金钢,在焊接生产过程中表面缺陷主要由磁粉检测完成,其表面缺陷主要有收弧裂纹,热裂纹,未预热补焊引起的延迟裂纹等。
(1)收弧裂纹
收弧裂纹经常出现在塔筒焊缝起弧收弧处,对风电运行有严重的安全隐患。
产生原因及预预防:
①收弧裂纹是由于断弧时熔池中心在没有热源的条件下凝固,在冷却时产生了较大冷却速度导致的,因此在收弧处焊接时不要采用过高的焊接速度,宜采用反复收弧法,以降低冷却速度。
②由于收弧处焊缝金属凝固过程处于拉应力状态,而拉应力又是产生此类裂纹的外因,因此可以采用预应力办法,即在收弧处施加预压应力,或者选择合理的焊接顺序和焊接方向,即在双面焊时筒体内焊缝和外焊缝施焊方向颠倒,以减少收弧处的拉应力,防止裂纹的产生。
(2)热裂纹
此裂纹有的肉眼可见,多为放射状,这种裂纹是在焊缝凝固过程中产生的,并且在凝固后的冷却过程中,还有可能继续发展。它的发生和发展都处在高温下,即焊接过程中,属于热裂纹的一种。原因及预防:当焊缝金属处于熔融状态时,就焊接熔池而言,由于热膨胀焊缝金属及其相邻高温下的母材受到周围处于“冷”态金属给予的压应力作用,随着结晶冷却,收缩焊缝金属逐渐从受压应力转为受拉应力状态,如果此时构件抗形变能力较低,在焊缝的中心部位容易产生裂纹。而对于多数薄壁工件,抗行变的能力相对较低(塔筒一般都采用中薄板),因而易产生裂纹。应严格按照相关标准要求,对达到一定厚度钢板在焊接前进行预热处理,以降低焊接应力。
(3)延迟裂纹
此裂纹具有一定的延迟性,有时先后多次检测均能在同一部位发现裂纹显示。主要出现在焊缝的热影响区,偶尔出现在焊缝上。由于延迟裂纹不能在焊接后背被立即发现,需要延迟一段时间,甚至在使用过程中才能发现,所以其危害更为严重,检测一原因,及预防:不均匀加热及冷却过程中所产生的热应力是导致延迟裂纹的原因。在焊接时,焊接区由于受热而发生膨胀,因而承受压应力,冷却时由于收缩又承受拉应力,一直到焊后将会.产生不同程度的残余应力,此裂纹经常出现于冬季经过补焊的塔筒,建议补焊之前应先预热,焊后进行适当保温。对以上缺陷进行磁粉检测过程中,建议使用水基磁悬液,因塔筒焊缝的检测表面相对较粗,使用水基比油基磁悬液流动性好,实际检测灵敏度也相对较高。
          2、超声波检测
2.1塔筒的结构
风电塔筒为多个单筒节连接而成,单个筒节的对口焊缝多为手工焊,而简节与筒节之间的环焊缝多为自动焊或法兰连接,筒节板厚厚度范围为8mm到22mm之间。
2.2检测工艺及参数
2.2.1检测面的选择.
一般情况下选择单面双侧检测,即在塔筒的内侧或外侧焊缝的两侧进行检测,特殊情况下在单侧检测发现不明确波形时,可选择双侧辅助检测,以便排除不明确波形给干扰。
2.2.2探头的选择.
根据塔筒板厚的范围,选择2.5P13X13K2或5P8X 8K3的斜探头进行检测。
2.2.3试块的选择超声波检测用试块分为标准试块和对比试块,标准试块主要用于测试仪器和探头的性能,这里选用ⅡW试块调节仪器和探头的综合性能,测试探头的前沿,K值等。对比试块用于制作DAC曲线,以确定探伤灵敏度和对缺陷定量,这里选用了RB试块(Φ3x40的横通孔)
虽然风力发电技术已日趋成熟,在可再生的绿色能源的开发领域占有突出地位,具有重要的开发利用价值,但单台风力发电设备价格昂贵,一旦出现质量事故财力会遭受很大损失,这就要求有关检测技术人员能及时总结相关设备的检测经验,摸索出一套比较完善的检测方法,提高风力发电的安全指数和经济效益,为风电设备的运行维护,设计提供认识论的支持。


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