[实用新型]一种在役风电螺栓的缺陷和应力智能监督检测系统

说明书

本实用新型提供一种在役风电螺栓的缺陷和应力智能监督检测系统，包括风机螺栓、耦合系统、集成探头和信号处理系统，耦合系统包括耦合装置和耦合剂；集成探头通过耦合装置耦合固定在风电螺栓上，集成探头用于检测螺栓缺陷和测量螺栓紧固力信号，并传输给信号处理系统对风电螺栓进行监测；本实用新型适用于风电螺栓的检测智能化，无需人工进入风塔内部进行检测，避免了安全风险，提高了检测精准度，实现了检测的智能化，提高了检测效率，节约了成本。

技术领域

本实用新型属于无损检测技术领域，涉及一种在役风电螺栓的缺陷和应力智能监督检测系统，适用于在役风电螺栓的检测。

背景技术

目前，风力发电方面已经取得很大的进展，风力发电机由叶片、轮毂、主轴、机舱和塔架等组成，这些部件之间的连接都是采用螺栓连接的方式。塔架是风力发电机组的主要承重部件。大型风力机组塔架高度一般都在几十米以上，质量为风力机组总质量的50％以上。为加工和运输的方便，塔架一般由3～4段短锥型筒通过法兰螺栓连接而成。由于螺栓连接处受力复杂且恶劣，塔架连接部分成为最易失效的地方。

螺栓是一种利用螺纹产生应力以紧固被夹紧件的产品，已被广泛地应用于机械设备、车辆船舶、飞机卫星、铁路桥梁、建筑结构、工具器械、仪器仪表等领域。

螺栓联结是风机装配中的一种重要方式，几乎涉及到风机的所有部件。以双馈机组为例，风机各段塔筒之间、塔筒与机架之间，机架与机头之间，机头与叶片之间等重要的联结都是通过螺栓来实现的。因此，螺栓的安全状况是风机可靠性的重要保证。

现阶段，我国风电机组的螺栓失效问题已经成为风机安全事故的主要原因之一。螺栓失效形式主要为：安装过程中发生滑丝、扭断、屈服、甚至拉断等现象；设备运行过程中发生螺栓断裂，造成风机安全系数降低，严重者甚至造成倒塌事故。螺栓出现这些问题的原因，除了螺栓本身的产品质量不合格外，运行过程中的应力也是造成螺栓失效的主要因素。螺栓是工业装备中的标准配件之一，作为各种设备的连接件，具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳以及在动力荷载作用下不致松动等优点，是目前重要的连接、密封方法。但是，也正因为螺栓的广泛应用，其工作环境也千差万别，往往在复杂的应力、高温高压、周期振动等各种恶劣工况下工作。因此螺栓很容易产生疲劳裂纹。这些疲劳裂纹一般不易被发现，在裂纹发展一定程度时，经常会发生脆性断裂，从而造成重大安全事故，严重威胁人生安全。为了确保工业生产安全，我们必须尽可能早的发现裂纹缺陷，以便及时更换，把隐患扼杀在摇篮中。因此如何能检测更小裂纹缺陷，更快更方便的发现缺陷，一直是螺栓检测的重点难点。

通过超声波检测方法研究，比较不同检测工艺的特点，研究螺栓中裂纹类缺陷的检测方法和工艺，提供缺陷定量测定依据，为螺栓强度计算提供可靠的，有效的缺陷几何尺寸。

其中，螺栓轴向应力作为影响螺栓性能、寿命以及使用状态的重要因素，愈发受到重视。由于栓体结构的特殊性以及轴向加载后螺纹部分的形变，给螺栓轴向应力测量带来了非常大的不确定性以及测量难度，近几十年来国内外都在积极地探索解决这一问题的办法。

目前风电螺栓的缺陷采用传统超声，人工到现场进行逐个进行检测，存在安全风险、检测效率低，检测成本大的问题；风电螺栓的应力检测采用人工利用力矩扳手逐个进行测量，存在测量不准确，检测效率低等问题。

发明内容

本实用新型提供一种在役风电螺栓的缺陷和应力智能监督检测系统，用以实现检测智能化和提高检测效率。

本实用新型的具体技术方案如下：