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應用案例丨風電主軸的實驗檢測
V52 型風電主軸，檢測狀態(tài)為未拆卸狀態(tài)，因而能夠接觸探頭的部位只有主軸法蘭盤端部和法蘭盤外部收口面。
主軸長度 1730mm，主軸直徑（法蘭盤除外）275~320mm 漸變，主軸中空。
主機： Omniscan MX2 相控陣探傷儀
相控陣探頭：2.25MHz，32 晶片相控陣探頭
設置：縱波扇掃
探頭放置位置：法蘭盤端部靠近中心孔位置，由下圖的聲束模擬可知，放置于法蘭盤端部，聲束基本可以覆蓋整個軸身區(qū)域。
（1） V52 型風機上的檢測結(jié)果
下圖是原始的檢測數(shù)據(jù)，經(jīng)過測量得到底波信號的位置測量值為 1728.54mm，與設計尺寸 1730mm 接近。
能夠看到清晰的底波信號，且測量值與設計尺寸吻合，可以得到以下幾個結(jié)論：
1）工件的聲學穿透性能良好，能夠得到清晰的底面回波。
2）工件中該位置沒有斷裂的缺陷，因為如果有斷裂的缺陷，底波會受到阻斷。
3）設置的材料聲速 5890m/s 與實際工件的聲速基本吻合。
將檢測結(jié)果與裸軸圖紙對比，通過底面回波和-30~30°的角度范圍的比例調(diào)整，使得檢測結(jié)果的深度和寬度坐標與實際工件的長度和直徑取得一致，得到如下的結(jié)果。
由上面圖中可以看到，超聲相控陣扇形掃查區(qū)域與軸身區(qū)域的重合區(qū)域為關注的區(qū)域，其他軸身以外的區(qū)域為非關注區(qū)域。
而在關注區(qū)域比較強烈的信號有四個 A、B、C、D，分別位于 406mm 左右，1156mm 左右和 1729mm 左右。而且 A、B、C 這三個信號在整個 360°掃查結(jié)果中均聯(lián)系存在，且該主軸為新造主軸，可判斷這三個信號為固有幾何反射信號。
信號 A：在主軸幾何外形上此處無結(jié)構(gòu)突變，且信號主體在軸身以外，因而在后面的分析中進行分析。
信號 B：為主軸結(jié)合外形突變引起的回波，且距離和寬度位置均可非常好的與結(jié)合外形突變位置吻合。
信號 C：為主軸底面回波。
信號 D：斷續(xù)出現(xiàn)，且結(jié)合該信號的位置，判斷為軸端部的頂針孔信號。因而此處結(jié)論為 A、B、C、D 四個信號均為結(jié)構(gòu)回波信號。
非關心區(qū)域信號的出現(xiàn)有可能是聲波在復雜主軸內(nèi)部多次折射和波形轉(zhuǎn)換造成的，不作為缺陷判斷的依據(jù)。將檢測結(jié)果與裝配圖紙結(jié)合結(jié)果如下：
由裝配圖與掃查圖的結(jié)合結(jié)果可見，406mm 位置剛好是軸承加載位置，因而該位置的信號有可能是聲波穿過軸承箱以后的信號，且由于這個信號是一直存在，因而也認為是固有幾何回波信號。
（2） V52 型風機主軸檢測結(jié)果
由下面的在役主軸檢測結(jié)果可見，406mm 附近的 A 信號依然存在，而底波的 C 信號也依然存在。但結(jié)構(gòu)信號 B 和頂針孔信號信號 D 不明顯，可能是由于長期磨損或者油污造成幾何反射減弱。
而在軸身結(jié)構(gòu)內(nèi)容無明顯缺陷信號，在 830mm 和 930mm 附近的信號，由于不在軸身范圍內(nèi)，因而不判斷為缺陷信號。
如果將完好主軸信號與在役主軸信號疊加比較，可以得到如下的結(jié)果。
兩個檢測信號疊加以后可見，在 830mm 和 930mm 處，完好的主軸也會有兩個信號，只是該信號較弱，也間接輔助判斷 830mm 和 930mm 處的信號可能不是缺陷信號。
通過 B 掃視圖的對比法，也未發(fā)現(xiàn)明顯的、獨立的缺陷信號。
使用超聲相控陣技術可以肯定基本可以檢測風機主軸，在完好主軸上采集的數(shù)據(jù)可以作為基礎樣本，作為參考對比，并確認了哪些信號是固有回波信號。
通過與圖紙的對比，了解哪些信號是非關心區(qū)域的信號，排除了一部分干擾信號。同時對比了完好主軸和在役主軸的檢測結(jié)果，未發(fā)現(xiàn)在役主軸中有異常缺陷信號出現(xiàn)。
以上的檢測結(jié)果均基于數(shù)據(jù)對比方法得到，而按照之前的討論思路，最好能夠提供一根完好主軸進行校準試塊的制備，通過校準試塊上的數(shù)據(jù)獲取，能夠更加清晰明確地判斷缺陷的存在與否，以及對缺陷進行當量評定。