采用PAUT检测大型风电叶片实操案例

导读

相控阵超声成像的检测原理与常规超声波A扫的检测原理相同，只是检测信号的显示和扫查方式方式不同；

相控阵超声即可实现常规的A扫波形显示，也可实现超声成像；超声成像显示根据对工件不同方向剖面其成像不同，分为B、C、D、S型显示（见下图）；

相控阵技术能通过电子扫描方式，实现声束角度偏转和移动，将声束聚焦在感兴趣的不同深度；相控阵超声成像检测使用具有多个晶元的1维线阵探头、1.5维和2维的面阵探头。

a.优点：与A型（波形显示）脉冲反射法比

①超声波声束精确可控、灵活性强，尤其适合于复杂结构件的检测；

②缺陷以图像方式显示，直观可记录，重复性好；

③可获得更好的检测灵敏度、分辨率和信噪比；

④相控阵检测速度更快；

⑤相控阵超声检测制定好扫查计划后，对现场采集操作的人员要求低；

b.局限性：

①相控阵设备及器材总体价格偏高；

②对检测工艺的制定者具备的理论知识要求高；

③对待检工件表面粗糙度要求高，对温度变化有一定敏感；

④相控阵超声检测对执行工艺纪律要求高；

一、检测方法

采用直接接触法从风电叶片表面检测；叶片的分层、脱黏、褶皱、基体老化（腐蚀坑）等缺陷采用纵波直射法检测；裂纹、断裂的开裂方向与叶片表面垂直，采用横波斜入射法检测，见下图：

（玻璃钢分层类缺陷纵波直射法检测）

（玻璃钢分层类缺陷纵波直射法检测）

（裂纹、断裂缺陷横波斜入射法检测）

二、检测设备

采用OLYMPUS的超声相控阵探伤仪；5MHz滚轮式探头，适用于检测厚度为10mm及以下复合材料；10MHz高分辨率滚轮式探头探头，适合检测厚度为0.5-5mm复合材料；厚度大于10mm的玻璃钢复合材料采用5MHz线阵相控阵探头检测；扫查装置、编码器及水泵；

三、玻璃钢检测基准灵敏度

检测前应在以上图1、图2规定的玻璃钢试块进行声速校准，然后做不同深度的φ3*50长横孔TCG灵敏度曲线，以此TCG曲线做为基准灵敏度；

四、扫查灵敏度

扫查灵敏度同基准灵敏度；两次扫查间应有≮10%的覆盖；以水做为耦合剂；

五、检测图像的显示方式

B扫+C扫+S扫；

（图片与本文无关）

六、玻璃钢试件的验证检测

1、存在分层、脱粘类缺陷玻璃钢试件的验证检测。

（端面存在Z字形分层、脱粘类缺陷的玻璃钢验证）

（对分层、脱粘类缺陷的玻璃钢验证试件实施）

检测结果：

上图C扫描图像与实物照片之间可以很好的对应，粘接区与脱粘区之间呈现Z形边界

2、端部有明显脱粘缺陷的玻璃钢验证试件（续2）

检测结果：

C扫描图像可以清晰看到脱粘缺陷。

七、对大型风电叶片实施PAUT检测

1、大型风电叶现场检测图片

C扫描图像由闸门位置决定，由上图C扫描可见扫查区域玻纤外壳内部无明显缺陷。

（由图C扫描可见区域粘接位置上层基本无缺胶）