[实用新型]一种高强螺栓缺陷检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及高强螺栓检测技术领域，特别是涉及一种高强螺栓缺陷检测装置。

背景技术

高强螺栓是风电机组极其重要的连接件，它直接影响着风电结构的承载能力、使用寿命与安全性能。如果螺栓失效，将会造成风电机组叶轮跌落、塔架倾倒的严重后果。以下是近几年来发生在国内的一些风电事故：

(1)2010年4月，东北地区三个风电场的风电机组因高强螺栓的延迟断裂，9台风电机组叶轮掉落或塔架倾倒，造成2亿多人民币的损失。

(2)2010年8月，云南等南方地区风电机组的高强螺栓在安装、调试中均正常，而在试运行过程中发生高强螺栓批量延迟断裂，造成多台风电机组叶轮掉落，虽未发生人员伤亡事故，但造成3000万元经济损失。

分析高强螺栓断裂的原因主要有：

(1)疲劳、内部缺陷或螺栓出厂质量问题。风电机组在低温或阵风的交变载荷等恶劣环境下运行，运行过程中产生疲劳，从而形成微裂纹，最终微裂纹扩展造成螺栓断裂；

(2)有些较小的内部缺陷在出厂检验时，属于允许范围内的缺陷，但是在现场的低温或重载工况下，成为形成微裂纹的主要原因，裂纹扩展最终导致螺栓断裂；

(3)螺栓出厂质量检验的时候不可避免的会出现螺栓的质量问题。

以上三种原因，形成了风电机组运行的安全隐患。高强螺栓在运行过程中产生裂纹扩展，动态拉伸、剪切载荷达到一定极限，则会自然断裂造成事故。

现阶段通过引入超声检测技术，对风电机组的高强螺栓进行在役检测，随时掌握螺栓的缺陷情况，有利于减少叶轮掉落、塔架倾倒的事故率。超声波检测是一种对裂纹类缺陷非常有效的无损检测手段，因其灵敏、快速的优点，已被广泛应用于火电厂高温螺栓的质量监控。对于风电机组的高强螺栓超声检测，主要目的是检测螺栓是否存在裂纹或内部缺陷(如夹渣、夹砂、气孔等)。但是传统的超声检测存在以下问题：

(1)探头接触金属部件，接触表面很容易造成磨损，通常采用增加楔块的方式来防止探头表面磨损。由于楔块造成检测接触面增大，且空间限制，增加楔块进行检测效果较差。

(2)检测螺栓时，需要将探头旋转一圈，才能将螺栓内部360°的内部情况掌握，在旋转过程中，操作人员需精确掌握探头放置的位置，才能保证探头处于中心位置。

(3)螺栓表面凸字，造成耦合效果不良。

由此可见，上述现有的高强螺栓超声检测在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种检测效果好、操作简单、结果可靠的新的高强螺栓缺陷检测装置，已成为当前业界极需改进的目标。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高强螺栓缺陷检测装置，使其能方便快速、全面可靠的检测高强螺栓的内部缺陷，从而克服现有的高强螺栓超声检测的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种高强螺栓缺陷检测装置，包括超声相控阵主机和与其通过电缆连接的相控阵探头，还包括所述相控阵探头的专用工装，所述专用工装包括：下套筒、上套筒、卡箍和盖板，

所述下套筒用于套在所述高强螺栓的端部，其套筒内壁的结构与所述高强螺栓端部的结构相匹配，

所述上套筒位于下套筒上部，且所述上套筒和下套筒在其相邻处均设有向外的凸沿，

所述卡箍为内壁设有环形凹槽的紧固件，所述上套筒和下套筒的凸沿位于所述环形凹槽内，且所述上套筒的凸沿在所述环形凹槽内可转动，

所述盖板位于上套筒的上端部，其上开设有槽口，所述槽口用于固定与所述相控阵探头连接的电缆，所述相控阵探头位于上套筒内。

作为本实用新型的一种改进，所述槽口的一端为盖板的边缘，另一端为盖板的中心。

进一步改进，所述槽口为直线型，其长度等于所述盖板的半径。

进一步改进，所述相控阵探头为线阵列直探头。

进一步改进，所述相控阵探头的前端部设有保护膜。

进一步改进，所述保护膜内部填充有丙三醇液体。

进一步改进，所述卡箍由两个半圆形紧固件组成，所述两个半圆形紧固件通过螺栓紧固连接。

采用上述的技术方案，本实用新型至少具有以下优点：

(1)本实用新型通过所述专用工装能将相控阵探头固定于高强螺栓端部的上方，且通过盖板定位，能快速找到螺栓的中心，通过在中心放置探头，360°全覆盖检测螺栓的螺纹根部缺陷情况，保证了检测结果的可靠性。该装置对操作人员经验要求较低，只需掌握普通应用即可。