Page 58 - 无损检测2022年第一期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202201006

风机塔筒早期损伤的磁记忆检测

王 婷 , 梁 颖 , 雷 雯 , 胡 斌 , 吕 琴 1 , 2
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( 1. 中国特种设备检测研究院, 北京 100029 ; 2. 中国计量大学 机电工程学院, 杭州 310018 )

摘 要:等比例搭建风机塔筒加载试验平台, 设计加载试验, 对塔筒早期损伤进行了磁记忆检
测, 分析了载荷、 检测角度和特征缺陷对磁记忆信号的影响。结果表明: 可以通过磁记忆信号的切
向分量、 法向分量和法向分量的梯度值来综合判断应力集中区域; 对缺陷进行检测时, 选择扫查角
度与塔筒成 90° 为最佳; 刻槽的应力集中程度高于平底孔的应力集中程度, 因此刻槽损伤对塔筒早
期损伤的破坏更加明显。
关键词:风机塔筒; 早期损伤; 磁记忆检测; 加载试验

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2022 ) 01-0024-05

Ma g neticmemor y testin g forearl ydama g eofwindturbinetower

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,
,
WANGTin g LIANGYin g LEIWen , HUBin , LÜQ in 1 , 2

( 1.ChinaS p ecialE q ui p mentIns p ection & ResearchInstitute , Bei j in g100029 , China ;

2.Colle g eofMechanicalandEn g ineerin g , ChinaJilian gUniversit y , Han g zhou310018 , China )

Abstract : Inthisp a p er , thewindturbinetowerloadin gtestp latformisbuiltb ytheratio , andthe ma g netic

memor ydetectionoftheearl ydama g eofthetoweriscarriedoutthrou g htheloadin gtest , andtheinfluenceof

loads , detectionan g lesandcharacteristicdefectsonthema g neticmemor y si g nalisanal y zed.Theresultsshowthat

the j ud g mentofthestressconcentrationareacan bej ointl yj ud g ed b ythe g radientvaluesofthetan g ential

com p onent , thenormalcom p onentandthenormalcom p onentofthe ma g netic memor ysi g nal.Whendetectin g

defects , itisbesttochooseascannin gan g leof90°withthetower.Inaddition , thestressconcentrationofthe

g roovedishi g herthanthatoftheflat-bottomedhole , sothedama g eofthe g roovedholetotheearl ydama g eofthe

towerismoreobvious.

Ke ywords : windturbinetower ; earl ydama g e ; ma g neticmemor ydetection ; loadin g test

风能是可再生能源 [ 1-3 ] , 与传统能源相比,其具 及时测量塔筒早期的应力集中区对于提升塔筒的使
有清洁、 资源丰富、 分布范围广等特点。自2012 年以 用寿命具有重要意义。
来, 我国新增风电装机容量连续 4 年荣居世界第一, 风机塔筒属于大型结构部件, 为了模拟在役风
风机塔筒是风电机组的大型部件, 其作用主要是支撑 机塔筒的服役工况, 笔者通过相似理论 [ 8 ] 设计了风
风力发电机组及吸收发电机组的振动 [ 4 ] 。风力发电 机塔筒等比模型, 然后采用与实体风机材料相同的
机组属于高耸结构, 且长期暴露于沙尘、 降雨、 积雪等 Q345E 钢和与实体风机相同的加工方式搭建模型,
恶劣的环境中, 塔筒极易发生突发性倒塌事故, 亦时 同时通过力学相似原理完成受力载荷从实体到模型
有塔筒失稳倒塌事故的报道 [ 5-7 ] 。据分析, 塔筒失效 的简化, 搭建了多通道协调加载试验平台, 模拟塔筒
倒塌的主要原因是局部应力集中程度的不断加深, 故 在工作环境下受到的不同载荷, 以分析其对塔筒表
面应力集中的影响。
考虑到风机塔筒主体是铁磁性 Q345E 钢, 磁记
收稿日期: 2021-06-16
基金项目: 国家重点研发计划项目( 2017YFF0210701 )
忆检测 能 准 确 检 测 受 载 铁 磁 构 件 的 应 力 集 中 部
作者简介: 王 婷( 1986- ), 女, 高级工程师, 主要从事特种设备
位 [ 9-14 ] 。为探究不同工况对塔筒表面应力集中的影
检验检测及研究工作
响情况, 笔者选择金属磁记忆检测方法对塔筒表面
通信作者: 胡 斌, hubin@csei.or g .cn
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2022 年 第 44 卷 第 1 期

无损检测