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超声相控阵检测技术在风电机组螺栓缺陷监测及应用

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成果主要完成人

李关平、塔米尔、高 强、张勤钢、高瑞林、刘 慧、苗宝平、王晓宇

项目概况

一、成果简介: 内蒙古区域海装HZ87L2000机组总计24台,随着运行时间增长,其齿轮箱、发电机损坏频率逐年增高,特别是发电机损坏问题严重,造成长停机组时有发生,严重影响机组可利用率,主要表现为发电机地脚螺栓损坏引发的轴承振动及转子引出线问题频发。截至2022年8月份,晨辉风电场进行海装(HZ87L2000)机组发电机轴承更换4台,累计近三年海装风机发电机损坏次数12台次,平均每年损坏接近4台次,故障率达16.6%,承上升趋势,对机组安全运行带来了重大风险隐患,严重影响了风电场的安全经济稳定运行。 风电机组高强度螺栓数量较多,每台大约接近1000颗左右,如何能够快速准确的判断出螺栓缺陷问题,并能够及时的进行预防性检修,避免因螺栓问题造成大部件损伤或倒塌风险,目前我们采用下列新技术填补空白。 通过超声相控阵检测技术在风机发电机地脚螺栓的监测及应用。 通过对晨辉风电场24台风机发电机地脚螺栓超声波探伤抽查检测,准确快速的定位16台机组发电机地脚螺栓60颗长期受到不均匀外力弯折和疲劳载荷作用下出现螺纹方向的疲劳拉伸缺陷,进行预防性更换,其余机组发电机地脚螺栓在正常损伤在范围内,可继续运行使用,避免因螺栓问题导致的大部件损坏或风机倒塌。 根据检查总结规定螺栓建议10年期进行一次超声波探伤检测排查,建议进行一次发电机地脚螺栓全面排查,并对损伤螺栓进行更换 二、主要创新点: 1、超声相控阵检测技术在风机螺栓的监测及应用能解决如下难题:在缺乏有效的手段评估螺栓的使用寿命时,实现对螺栓断裂引发重大质量安全事故的预防;能够及时发现螺栓在质保期内的批次性质量问题,消除出质保后期生产带来隐患;实现有效的手段管控螺栓隐患,及时发现发电机轴偏心、齿轮箱打齿等问题; 2、超声相控阵检测技术在风机螺栓的监测及应用针对缺陷以图像方式显示,非常直观,可记录;检测快速、灵活;实现无损检测目的;具备螺栓免拆卸检测。 3、效率高:该技术只需要做线性扫查就可以对螺栓完成全面扫查,远远超过了传统的检测方法。 4、检测方便快捷:检测设备体积小,实施目标不需要拆解,便可以进行检测,具备单人完成功能。 5、更安全:超声相控阵技术操作简短,易于学习 ,设备轻巧,不会对相关人员造成人身伤害 6、设备管控增强:螺栓超声相控阵检测技术增强了设备管理的关键点的控制,在设备运行期间,可列入计划性检测项目,提高预防性检修能力。