Page 60 - 无损检测2022年第一期

王 婷, 等:

风机塔筒早期损伤的磁记忆检测

2 检测结果与分析

2.1 不同载荷作用
为了探究 4 种不同典型工况下早期损伤的磁记
忆信号特征, 将对不同载荷作用下的塔筒模型进行磁
记忆检测试验。由于塔筒承受的主要水平载荷为作
用在风轮中心的水平推力, 所以背风面的缺陷受到的
挤压力最大, 因此选取塔筒中部背风面的预制平底孔
缺陷进行分析。磁记忆检测是以地磁场为激励源, 检
测塔筒的磁场信号变化特征并不明显, 且会受一些非
应力造成的原始磁记忆信号影响, 这些磁记忆信号不
会随着载荷的变化呈增大趋势, 而是减小或者不变。
根据塔筒构件在不同载荷作用下的磁记忆检测信号
很容易区分出该类型的非应力干扰信号。为了便于
与后期加载后的磁记忆信号进行对比, 首先按扫查路
径方向对塔筒构件进行检测, 获取原始信号, 检测结
果如图5中0kN 对应的两条曲线所示。分析图5可

图 3 多通道试验加载平台结构示意及外观
知, 在未施加载荷的状态下, 中间位置对应的局部损
伤区域的信号出现幅值波动, 其他区域的信号平缓,
表明退磁效果明显; 从整体看, 随着载荷的增加, 中间
位置即平底孔缺陷区域的切向和法向的磁记忆信号
均有一定程度的波动, 与损伤区域位置对应。进一步
对信号幅值进行分析, 在切入风速、 额定风速、 切向风
速对应的载荷作用下, 信号幅度增加不明显, 应力集

中程度增加缓慢; 当加载至 31.44kN 时, 平底孔缺陷
对应位置的磁记忆信号幅值变化最大。
当切入风速、 额定风速、 切向风速对应的载荷作用
图 4 扫查路径示意

( 2 )对塔筒构件进行退磁: 使用手持型退磁器
( 型号为 WLM-TB60 ) 在塔筒构件外表面沿水平和
垂直地面 的 两 个 方 向 进 行 退 磁, 退 磁 区 域 覆 盖 整
个构件。上述交流退磁法不会影响试件本身的机
械性能 [ 16 ] 。

( 3 )退磁后使用自行开发的磁记忆检测仪对构
件进行扫查。检测 3 个扫查路径下的初始磁场信号
并记录数据, 为了确保信号的可靠性和稳定性, 试验

过程中提离值恒定为 2mm , 扫查步长为 1mm , 极

[ 17-19 ]
限系数 K 为 10 。

( 4 )初始信号检测完毕后, 根据理论计算的结
果设定模型载荷加载值。采用多通道协调加载设备

对模型进行加载, 加载的竖向载荷为 12.342kN , 水

平载荷分别为 0 , 8.79 , 9.59 , 10.51 , 31.44kN ( 匀速
加载)。
图 5 不同载荷作用下切向及法向磁记忆信号

( 5 ) 每一段加载需保压15min并实时记录数据。
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2022 年 第 44 卷 第 1 期

无损检测