在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整個(gè)運(yùn)行生命周期內(nèi)，塔架作為其主要的承重部件，長(zhǎng)期受到機(jī)組交變載荷的作用。而連接機(jī)組各部件的螺栓是否具備優(yōu)良的抗疲勞性能，是防止塔架或機(jī)組出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷，甚至倒塔事故的有力保障。
機(jī)組運(yùn)行過程中，螺栓所處的工作環(huán)境較為惡劣，受力復(fù)雜，隨著使用年限的增加，極易出現(xiàn)松動(dòng)及裂紋缺陷，當(dāng)這些缺陷發(fā)展一定程度時(shí),會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)組的運(yùn)行安全?？紤]到螺栓連接可靠性直接影響到整個(gè)機(jī)組的可靠性和使用壽命，因此有必要對(duì)螺栓缺陷進(jìn)行定期檢測(cè)，提早發(fā)現(xiàn)裂紋缺陷，以便及時(shí)更換和維護(hù)，從而排除隱患。
與此同時(shí)，我國(guó)早期安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組壽命陸續(xù)到期，需對(duì)其當(dāng)前以及延壽期間的結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。作為重要的承載結(jié)構(gòu)，螺栓的健康狀態(tài)也是機(jī)組延壽評(píng)估過程的重要一環(huán)。
一、常見無損檢測(cè)方法
目前風(fēng)電行業(yè)針對(duì)在役機(jī)組塔架螺栓的常用無損檢測(cè)方法有：
1、磁粉探傷
? ? ? ?通過磁粉在缺陷附近漏磁場(chǎng)中的堆積以檢測(cè)鐵磁性材料表面或近表面處缺陷的一種無損檢測(cè)方法。將鋼鐵等磁性材料制作的工件予以磁化，利用其缺陷部位的漏磁能吸附磁粉的特征，依磁粉分布顯示被探測(cè)物件表面缺陷和近表面缺陷的探傷方法。
2、超聲探傷
? ? ? ?聲源產(chǎn)生超聲波，采用一定方式進(jìn)入工件。在工件中傳播并與工件材質(zhì)以及工件中缺陷相互作用，使傳播方向或特征發(fā)生改變。改變后的超聲波通過檢測(cè)設(shè)備被接收，對(duì)其進(jìn)行處理和分析。根據(jù)接收超聲波的特征，評(píng)估工件本身及其內(nèi)部是否存在缺陷及缺陷的特征。
3、超聲波相控陣
? ? ? ?該方法和常規(guī)超聲波檢測(cè)的原理相似，都是基于脈沖反射的原理。相對(duì)于常規(guī)超聲波探傷，其優(yōu)勢(shì)在于：
（1）相控陣超聲通過對(duì)探頭依次激發(fā)使超聲波發(fā)生偏轉(zhuǎn)，按照一定角度進(jìn)行掃查，掃查焊縫時(shí)，相控陣無需鋸齒掃查，只要沿著焊縫挪動(dòng)探頭即可，掃查鍛件時(shí)，掃查范圍更廣,檢測(cè)效率比常規(guī)掃查效率更高。同時(shí)不易對(duì)工件造成漏檢，提高檢測(cè)準(zhǔn)確性和可靠性。
（2）相控陣超聲通過探頭依次激發(fā)可以產(chǎn)生超聲聚焦，而常規(guī)超聲波一般沒有（除了聚焦探頭外），因此能克服超聲近場(chǎng)區(qū)對(duì)工件檢測(cè)帶來干擾，使相控陣探頭可以對(duì)較薄工件進(jìn)行有效檢測(cè)。
（3）相控陣檢測(cè)同時(shí)擁有B掃、S掃和C掃描，使缺陷顯示直觀、清晰，根據(jù)B掃、S掃和C掃描顏色不同判斷工件缺陷，易于對(duì)工件內(nèi)部缺陷當(dāng)量進(jìn)行評(píng)定。而常規(guī)超聲波只能通過波形高低來分辨缺陷當(dāng)量。
多浦樂 NovaScan V3 便攜式全聚焦相控陣超聲檢測(cè)儀
二、螺栓無損探傷
? ? ? ?高強(qiáng)螺栓是一種不帶孔的剛性螺栓，裂紋波形特點(diǎn)是波形清晰、陡直、尖銳，部位一般在結(jié)合面附近1~2道螺紋處；對(duì)于較大的裂紋，底波明顯減弱甚至消失，緊靠裂紋波之后的螺紋將由于裂紋的遮擋而消失或減弱。
▇ 相控陣超聲探傷方案
? ? ? ?螺栓相控陣超聲檢測(cè)常用的有線性掃查（葉片螺栓，有孔）和扇形掃查（普通螺栓端面平整），以及全聚焦（小螺栓）和全聚焦3D。
FlexScan 線性掃查檢測(cè)效果
FlexScan 扇形掃查檢測(cè)效果
NovaScan 全聚焦檢測(cè)效果
NovaScan 全聚焦3D檢測(cè)效果
總 結(jié)
? ? ? ?隨著風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行年限的增長(zhǎng)，作為承載結(jié)構(gòu)的螺栓疲勞損傷風(fēng)險(xiǎn)日益提高。同時(shí)我國(guó)早期安裝運(yùn)行的機(jī)組即將進(jìn)入設(shè)計(jì)壽命晚期，需要進(jìn)行延壽評(píng)估以確定其是否可以繼續(xù)使用，因此對(duì)螺栓進(jìn)行無損檢測(cè)便顯得尤為重要。
