關(guān)于風(fēng)電塔筒基礎(chǔ)環(huán)的金屬監(jiān)督檢驗(yàn)分析

于國(guó)亮 夏全洲

摘 要：風(fēng)電塔塔筒基礎(chǔ)環(huán)的質(zhì)量是否符合直接影響到其能否正常工作。為能夠排除風(fēng)電塔筒基礎(chǔ)環(huán)的隱患，需要對(duì)其進(jìn)行金屬監(jiān)督檢驗(yàn)，找出其中的缺陷，避免事故的發(fā)生。風(fēng)電塔筒基礎(chǔ)環(huán)的檢驗(yàn)工作中，運(yùn)用超聲、磁粉、硬度等監(jiān)測(cè)檢驗(yàn)方法可為基礎(chǔ)環(huán)進(jìn)行系統(tǒng)性的分析，檢驗(yàn)效率高。筆者主要對(duì)金屬監(jiān)督檢驗(yàn)方式做出較為詳細(xì)的闡述，以供借鑒。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電塔筒；基礎(chǔ)環(huán)；金屬；監(jiān)督檢驗(yàn)

風(fēng)電是對(duì)環(huán)境無(wú)害的綠色清潔能源，風(fēng)電的開發(fā)不僅能滿足人們的用電需求，而且不會(huì)造成污染。現(xiàn)階段風(fēng)電的開發(fā)不斷深入，為了保證風(fēng)電設(shè)備能夠正常使用，金屬監(jiān)督檢驗(yàn)逐漸受到人們的重視。在風(fēng)電設(shè)備中，基礎(chǔ)環(huán)是極為重要的預(yù)埋部分，也是易疲勞、易損壞的部分。由于多數(shù)風(fēng)電場(chǎng)主要在人少地區(qū)，交通較差，對(duì)基礎(chǔ)環(huán)的耐受性要求較高。因此，對(duì)要求基礎(chǔ)環(huán)的質(zhì)量要過(guò)硬，這就需要金屬監(jiān)督檢驗(yàn)來(lái)對(duì)金屬環(huán)進(jìn)行評(píng)估，以保證其達(dá)到質(zhì)量要求?，F(xiàn)主要對(duì)基礎(chǔ)環(huán)金屬監(jiān)督檢驗(yàn)進(jìn)行闡述，以供參考。

1 基礎(chǔ)環(huán)的金屬監(jiān)督檢驗(yàn)方法分析

基礎(chǔ)環(huán)作為風(fēng)電塔中的易疲勞和易破壞環(huán)節(jié)，其質(zhì)量直接影響到風(fēng)電塔的運(yùn)行周期[ 1 ]。在基礎(chǔ)環(huán)的焊接中，難免會(huì)存在一些缺陷，這些缺陷將會(huì)成為風(fēng)電塔運(yùn)行的隱患。為能夠?qū)︼L(fēng)電塔中的隱患進(jìn)行消除，必須要找出這些缺陷。常用的方法有外觀觀測(cè)、磁粉檢測(cè)、超聲法檢測(cè)、硬度檢測(cè)、金相檢測(cè)以及超聲波測(cè)厚。在通過(guò)各個(gè)檢測(cè)的方法檢測(cè)后，對(duì)風(fēng)電塔基礎(chǔ)環(huán)進(jìn)行系統(tǒng)性地分析，能夠?yàn)榛A(chǔ)環(huán)缺陷的控制提供可靠依據(jù)。

1.1 外觀觀測(cè)

外觀觀測(cè)主要依靠目測(cè)方法來(lái)評(píng)價(jià)基礎(chǔ)環(huán)的外觀質(zhì)量，查看有無(wú)肉眼可見的缺陷、裂痕等。觀測(cè)時(shí)，要重點(diǎn)觀測(cè)整個(gè)外觀有無(wú)損傷、混凝土與基礎(chǔ)環(huán)接合的部位有無(wú)脫開情況。同時(shí)，還要借助于一些輔助器材對(duì)基礎(chǔ)環(huán)進(jìn)行評(píng)估，如測(cè)量裂痕長(zhǎng)度，要進(jìn)行敲擊聽回聲等，這些都需要借助工具進(jìn)行。外觀觀測(cè)基礎(chǔ)環(huán)時(shí)可以參考的依據(jù)為《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)第7部分：目視檢測(cè)》。

1.2 磁粉檢測(cè)

基礎(chǔ)環(huán)主要由低合金構(gòu)成，在進(jìn)行焊接時(shí)，焊縫很容易出現(xiàn)裂紋。而焊縫熔合區(qū)本身也容易在風(fēng)塔的運(yùn)行中，產(chǎn)生裂紋。對(duì)這些近表面或是在表面的裂紋，使用磁粉檢測(cè)十分簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確。該檢測(cè)方法主要是利用磁學(xué)的物理特性進(jìn)行。操作時(shí)先要對(duì)基礎(chǔ)環(huán)局部進(jìn)行磁化，再將磁粉均勻撒于檢測(cè)的局部表面。如果基礎(chǔ)環(huán)存在損傷，那么磁粉將會(huì)形成不連續(xù)的狀態(tài)。通過(guò)分析磁粉的位置、形狀、嚴(yán)重程度等，可以對(duì)基礎(chǔ)環(huán)有無(wú)損傷、損傷情況等進(jìn)行評(píng)估。磁粉檢測(cè)是無(wú)損檢測(cè)的方法，也是常用的探傷方法。

1.3 超聲法

超聲法主要運(yùn)用超聲傳播的物理特性來(lái)探傷。如果基礎(chǔ)環(huán)存在損傷，那么使用超聲在基礎(chǔ)環(huán)中傳播時(shí)，方向、強(qiáng)度等方面會(huì)發(fā)生一定的變化。超聲法探傷時(shí)，需要對(duì)聲波進(jìn)行分析、評(píng)估，進(jìn)而評(píng)價(jià)基礎(chǔ)環(huán)的情況。超聲法可以對(duì)基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)部、表面進(jìn)行檢測(cè)，屬于無(wú)損的檢測(cè)方法[ 2 ]。

1.4 超聲波測(cè)厚

風(fēng)電塔筒基礎(chǔ)環(huán)在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)腐蝕、減薄的情況?；A(chǔ)環(huán)在出現(xiàn)損傷時(shí)，檢測(cè)中也需要對(duì)分層類缺陷進(jìn)行探測(cè)。那么這些工作的完成需要借助超聲波來(lái)進(jìn)行。超聲波可以對(duì)基礎(chǔ)環(huán)進(jìn)行測(cè)量壁厚，這些數(shù)據(jù)對(duì)基礎(chǔ)環(huán)的情況評(píng)估尤為重要。

1.5 金相檢驗(yàn)

該檢測(cè)方法主要是對(duì)基礎(chǔ)環(huán)的合金材料進(jìn)行分析。在對(duì)基礎(chǔ)環(huán)進(jìn)行焊接的過(guò)程中，有一定的幾率會(huì)發(fā)生合金組織變化的情況。這些變化對(duì)基礎(chǔ)環(huán)來(lái)說(shuō)是一個(gè)隱患，在運(yùn)行中可能會(huì)引發(fā)事故。因此，必須要對(duì)基礎(chǔ)環(huán)進(jìn)行金相檢驗(yàn)，評(píng)估金屬構(gòu)成、顯微組織等。

1.6 硬度測(cè)試

硬度測(cè)試一般與金相檢驗(yàn)放在一起進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)基礎(chǔ)環(huán)進(jìn)行硬度測(cè)試，可以對(duì)基礎(chǔ)環(huán)的金屬成分構(gòu)成、組織結(jié)構(gòu)、工藝等進(jìn)行深入分析。硬度的測(cè)試對(duì)基礎(chǔ)環(huán)的使用生命周期評(píng)估有重要的參考作用。

2 工程案例

某風(fēng)電場(chǎng)中設(shè)有33臺(tái)風(fēng)電塔。所有風(fēng)電塔塔筒基礎(chǔ)環(huán)金屬材質(zhì)為Q345D，厚度42mm，焊接為SAW。對(duì)33臺(tái)風(fēng)電塔塔筒基礎(chǔ)環(huán)進(jìn)行金屬監(jiān)督檢驗(yàn)，存在缺陷28臺(tái)。其中外觀觀測(cè)有2臺(tái)存在缺陷，其中一臺(tái)熔合線區(qū)有疏松微孔，其中一臺(tái)出現(xiàn)細(xì)小裂紋。對(duì)這些缺陷我們主要進(jìn)行打磨缺陷，再進(jìn)行補(bǔ)焊處理。磁粉檢測(cè)發(fā)現(xiàn)有3臺(tái)存在缺陷磁痕。缺陷比較細(xì)微，只需進(jìn)行打磨處理即可。5臺(tái)超聲法檢測(cè)存在點(diǎn)狀反射聲波，長(zhǎng)度低于10mm。對(duì)這些缺陷主要采取密切觀察的方式，定期監(jiān)測(cè)。金相檢驗(yàn)顯示出現(xiàn)異常16臺(tái)，主要表現(xiàn)為魏氏傾向。聲波測(cè)厚均無(wú)異常。硬度測(cè)試3臺(tái)基礎(chǔ)環(huán)存在淬硬組織?；A(chǔ)環(huán)中的魏氏組織主要發(fā)生于焊縫，使其脆性增加，韌性降低。這將不利于基礎(chǔ)環(huán)的長(zhǎng)期、安全運(yùn)行。淬硬組織主要是在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的，其能夠使得基礎(chǔ)環(huán)在高載荷的運(yùn)行中更易出現(xiàn)疲勞性裂痕。因此，淬硬組織是風(fēng)電塔筒基礎(chǔ)環(huán)運(yùn)行中的事故隱患。在發(fā)現(xiàn)存在淬硬組織時(shí)，應(yīng)進(jìn)行定期檢測(cè)，以便在事故發(fā)生前能夠及時(shí)修補(bǔ)、更換。

從這一風(fēng)電塔筒基礎(chǔ)環(huán)的檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，大部分的基礎(chǔ)環(huán)都存在潛在的隱患。這些缺陷本身比較細(xì)微，基礎(chǔ)環(huán)還可以使用。但這些缺陷在基礎(chǔ)環(huán)長(zhǎng)期高載荷的運(yùn)行中，可能會(huì)逐漸引發(fā)更大的損傷，導(dǎo)致事故。因此，必須對(duì)存在缺陷的基礎(chǔ)環(huán)進(jìn)行檢測(cè)，以便及時(shí)修補(bǔ)、更換等。

3 結(jié)語(yǔ)

風(fēng)電塔筒基礎(chǔ)環(huán)的檢驗(yàn)是保證和監(jiān)督其質(zhì)量的重要途徑。用外觀觀測(cè)、超聲法、磁粉檢測(cè)等多種檢測(cè)方法相互結(jié)合可以取得良好的檢測(cè)效率。外觀觀測(cè)主要是對(duì)基礎(chǔ)環(huán)進(jìn)行初步的檢查。而超聲法、磁粉檢測(cè)等方法則是對(duì)基礎(chǔ)環(huán)進(jìn)行深入分析。在進(jìn)行運(yùn)用綜合性的手段檢測(cè)后，基本上可以查找出風(fēng)電塔基礎(chǔ)環(huán)中存在的隱藏裂縫、缺陷。對(duì)這些缺陷、裂縫等做出對(duì)應(yīng)的處理，可以使基礎(chǔ)環(huán)更加穩(wěn)固，保證其運(yùn)行更加穩(wěn)定、耐久。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊莉，范實(shí)，俄馨.風(fēng)電塔筒基礎(chǔ)環(huán)外表面縱向裂紋分析[J].全國(guó)失效分析學(xué)術(shù)會(huì)議，2013，49（2）：113-115.

[2] 黃冬平.風(fēng)力發(fā)電塔基礎(chǔ)環(huán)基礎(chǔ)超聲波法質(zhì)量檢測(cè)[J].建筑結(jié)構(gòu)，2016，46（14）：8-11.

作者簡(jiǎn)介：

于國(guó)亮（1982-），女，漢族，河北廊坊人，工程師，主功方向：風(fēng)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)，塔筒，機(jī)艙罩等；

夏全洲（1978-），男，漢族，江西瑞昌人，工程師，主功方向：風(fēng)電設(shè)計(jì)，機(jī)艙罩設(shè)計(jì)，工藝等。