Kiểm tra dầm dọc và bong tách trong trụ đỡ cánh quạt gió với siêu âm Phased Array tần số thấp

Ứng dụng

Giải pháp sử dụng siêu âm mảng pha để kiểm tra nắp dầm dọc và liên kết trụ đỡ trong cánh tuabin gió.

Hoàn cảnh khái quát

Trong suốt vòng đời hoạt động, cánh quạt gió phải chịu lực tác động đáng kể. Để đảm bảo độ bền cắt cần thiết, cụm dầm dọc và trụ đỡ phải được liên kết với nhau. Dầm dọc là một phần của vỏ cánh quạt và được liên kết với trụ đỡ, thường được làm bằng GFRM (vật liệu gia cố bằng sợi thủy tinh) hoặc CFRM (vật liệu gia cố bằng sợi carbon) để tăng độ rắn kết cấu. Tính toàn vẹn của cánh quạt gió phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng liên kết giữa các dầm và trụ.

Cấu tạo điển hình của cánh quạt gió với dầm dọc (spar cap) và trụ xương đỡ (Shear webs).

Để xác minh tính toàn vẹn liên kết, Olympus đã phát triển một giải pháp kiểm tra mảng pha mới. Giải pháp này có thể được thực hiện trên thiết bị siêu âm Phased Array OmniScan® MX2, OmniScan X3SX, cũng như thiết bị FOCUS PX ™.

Vấn đề cần giải khuyết khi kiểm tra cánh quạt gió

Vì cấu trúc dầm và trụ đỡ được liên kết với nhau bằng một lớp keo có độ dày khác nhau, có hai vị trí bong tách cần phải được kiểm tra: (1) giữa dầm dọc và chất kết dính và (2) giữa chất kết dính và trụ đỡ bên dưới.

Ngoài sự phức tạp về cấu trúc của các cánh quạt gió, bản chất không thân thiện với sóng âm của vật liệu chế tạo cánh quạt có thể là một trở ngại khi kiểm tra. Dầm dọc thường được chế tạo bằng sợi thủy tinh, và chất kết dính được làm bằng epoxy. Những vật liệu này làm giảm sóng siêu âm rất nhanh, khiến việc kiểm tra siêu âm trở nên vô cùng khó khăn.

Do các đầu dò và bộ gá quét tiêu chuẩn không thích hợp cho việc kiểm tra cánh quạt gió, chúng tôi đã phát triển một giải pháp siêu âm Phased Array theo giai đoạn cải tiến có thiết kế đầu dò và bộ gá được tối ưu cho ứng dụng này.

Mặc dù thiết bị OmniScan là thiết bị thường được lựa chọn để kiểm tra thủ công hoặc bán tự động, các công việc với diện tích kiểm tra lớn có thể sử dụng thiết bị chuyên dụng như FOCUS PX sẽ phù hợp hơn.

Giải pháp kiểm tra cánh quạt tháp gió

Giải pháp này dựa trên đầu dò siêu âm mảng pha tần số thấp khẩu độ lớn được gắn trên bộ quét tự động. Bộ quét có gắn bộ encoder để kiểm tra mã hóa thủ công hoặc gắn trên máy quét GLIDER ™ để kiểm tra theo bản đồ 2 trục bán tự động. Các chùm siêu âm được phát từ đầu dò trong di chuyển trên cánh quạt.

Có hai bộ gáp kẹp đầu dò chính với thiết kế tiệm cận đặt bề mặt đầu dò gần với bề mặt chi tiết, trong khi thiết kế theo AQ25 có nêm sử dụng Aqualene 25 mm.

Đầu dò đặt trên mẫu cánh quạt gió cần kiểm tra.

Khi kiểm tra cánh quạt, sử dụng bộ gá bán tự động sẽ giúp nhiều trong việc kiểm tra nhanh và dễ dàng hơn. Chùm siêu âm năng lượng cao giúp tín hiệu có thể đi sâu hơn vào vật liệu mà không bị nhiễu. Điểm yếu là chúng ta sẽ có một vùng không thể kiểm tra lớn hơn ở gần bề mặt.

Các loại khuyết tật thường gặp trong cánh quạt gió

Nêm Aqualene cải thiện độ phân giải gần bề mặt và do đó thích hợp hơn với các thành phần cần kiểm tra mỏng (dày đến 40 mm).

Tín hiệu kiểm tra trên C-Scan và A-Scan thể hiện độ dày sơn, chất lượng kết dính và khuyết tật bong tách

Thông tin sản phẩm/Ordering info

Part numberMô tảDùng cho ứng dụng
Q33009710.5L64-96X22-I5-P-5-OM0.5 MHz I5 type linear phased array probe, 64 elements, 96 × 22 mm total active aperture, 1.50 mm pitch, 22 mm elevation, 5 m long cable.Greater penetration in very attenuative and/or thick materials.
Q33009701L64-96X22-I5-P-5-OM1 MHz I5 type linear phased array probe, 64 elements, 96 × 22 mm total active aperture, 1.50 mm pitch, 22 mm elevation, 5 m long cable.General purpose, better resolution.
U8415001M2008Conventional ultrasonic probe. 0.5 MHz, 1 in. diameter element, BNC.Fast screening inspection.
Q7201106SI5-0L-WHCFlat semicontact probe holder for I5 PA probe.To scan across the length of the blade. General purpose; required on parts thicker than 40 mm.
Q7201114SI5-0L-WHC-COD1978-4414MMCurved semicontact probe holder for I5 PA probe.To scan along the length of the blade. Required on parts thicker than 40 mm.
Q7201108SI5-0L-AQ25Flat Aqualene delay line probe holder for I5 PA probe.To scan across the length of the blade. For increased near-surface resolution on parts up to 40 mm thick.
Q7201107SI5-0L-AQ25-COD1978-4414MMCurved Aqualene delay line probe holder for I5 PA probe.To scan along the length of the blade. For increased near-surface resolution on parts up to 40 mm thick.
Q7201944SM2008-0L-SCSemicontact holder for the M2008 ultrasonic probe.Fast screening of parts thicker than 40 mm.
Q7201945SM2008-0L-AQ25Holder with an Aqualene delay line for the M2008 ultrasonic probe.Fast screening of parts up to 40 mm thick.
U8775296ENC1-5-LMMini-Wheel encoder, 5 m long cable with LEMO® connector.Manual encoded inspection.
Q7750157Y-PA-65×64-5DegYoke to mount an SI5 probe holder to a GLIDER scanner.Semiautomated encoded inspection with the GLIDER scanner.
Q7500034Glider-72×24Two-axis encoded scanner with manually activated vacuum cups. 72-in. stroke on the fixed axis (X) and 24-in. stroke on the mobile axis (Y).Semiautomated encoded inspection with the GLIDER scanner.
Q7500041Glider-A-VenturiA pair of optional venturi-activated suction cups for the GLIDER scanner.Enables the GLIDER scanner to be used on rough surfaces, upside down position, or other demanding applications.
U8775001WTR-Sprayer-8LManual water pump; 8 L.Manual inspection (no electricity needed).
U8780008CFU03Electric water pump.Semiautomated inspection (electricity needed).

Trả lời