OMNISCAN SX探伤仪单组通道相控阵探伤仪

风力涡轮机叶片的翼梁盖和剪切腹板粘结检查解决方案的低频相控阵探头和支架，用于检查GFRM和CFRM风力涡轮机叶片

应用

超声波相控阵解决方案，用于检查风力涡轮机叶片中的翼梁盖和抗剪腹板粘结。

背景

在整个使用寿命中，风力叶片承受很大的升力。为了确保刀片组件的基本剪切强度，刀片的顶部和底部外壳围绕一组剪切腹板粘合在一起。翼梁盖是连接到剪力网上的壳的一部分，通常由较厚的GFRM（玻璃纤维增??强材料）或CFRM（碳纤维增强材料）制成，以提高结构坚固性。风力叶片的完整性在很大程度上取决于抗剪腹板和翼梁盖之间的粘结质量。

风力涡轮机叶片的典型横截面

为了验证结合的完整性，奥林巴斯开发了一种新的相控阵检测解决方案。该试剂盒是*兼容的OmniScan ® MX2和SX探伤仪，以及所述FOCUS LT ™和FOCUS PX ™数据采集仪器。

问题

由于抗剪腹板和翼梁盖通过一层厚度不同的粘合剂粘合在一起，因此必须检查两个界面：（1）翼梁盖和粘合剂之间以及（2）粘合剂和抗剪腹板之间。

除了叶片的结构复杂性之外，组装材料在声学上的不友好特性可能会成为检查的障碍。风力涡轮机叶片壳体通常使用玻璃纤维制造，而粘合剂则由环氧树脂制成。这些材料会非常迅速地衰减超声波束，从而使超声波检查*挑战性。

由于标准探头和支架不适用于风叶片检查，因此我们开发了一种改进的相控阵解决方案，该解决方案具有优化的探头和支架设计。

OmniScan探伤仪是在制造或在役检查期间进行手动或半自动检查的仪器，而FOCUS PX采集仪器可以用作制造中定制的自动检查系统的一部分。

解

该解决方案基于安装在支架上的大孔径低频相控阵探头。固定器可以配备用于手动编码检查的编码器，也可以安装在GLIDER ™扫描仪上以进行半自动2轴映射。当超声波束在刀片上移动时，超声波束将跨探头进行多路传输。

有两个主要的探头支架：半接触设计使探头表面靠近零件表面，而AQ25设计具有25 mm的Aqualene延迟线。

风力发电机叶片测试样品

半接触支架是检查刀片较厚部分的理想选择。它的高能超声波束可以更深入地穿透零件，而无需任何重复的表面回波。缺点是靠近表面的死区增加。

Aqualene固定器提高了表面附近的分辨率，因此更适合于更薄的组件（大厚度为40 mm）。

两种设计均采用平面或轮廓变化。轮廓模型非常适合沿刀片的长度进行扫描，而平面模型可用于在整个宽度上进行扫描。

设备

此相控阵解决方案由以下各项组成：

角鲨烯持有人

半接触式支架

相控阵探头

结果

测试＃1：厚的翼梁盖体积检查

对风轮机叶片的切片样品进行了测试。

下图显示了使用半接触式夹具和1 MHz探头在50 mm厚度的样品上获得的结果。反射器是两个12.5毫米的平底孔（FBH），分别位于16毫米和32毫米深处。

它们模拟皮肤分层。在飞行时间和振幅C扫描中都可以轻松检测到这两种指示。

测试＃2：剪切腹板粘合检查OLYMPUS奥林巴斯石家庄授权代理-上海玖横仪器有限公司

使用定制的2轴编码扫描仪（类似于GLIDER ™扫描仪）在制造过程中对风叶片进行了测试。对数据进行采集用的OmniScan ® MX2为1 MHz I5 PA探针和semicontact支架。

C扫描用于全面了解两个剪切腹板的粘合情况。两条蓝色线代表剪切腹板与翼梁盖的粘结界面。超声波束在剪切腹板中传播，从而使返回信号的振幅降低。C扫描还可用于使用测量光标测量键合的宽度。在该测试中，宽度约为130mm。红色区域代表没有粘接的地方。在那里，我们观察到来自翼梁帽后壁的反射信号很强。

在此应用中，粘合剂的厚度足够大，可以区分两个界面。使用S扫描和A扫描视图中的测量光标，确定粘合剂的厚度为15毫米。

为了检查大面积区域，例如风叶片，使用2轴编码的扫描仪可能是有益的。GLIDER扫描仪现已以针对风叶应用进行了优化的格式提供。长度为72英寸的GLIDER扫描仪的长轴沿着风刀片放置。第二根轴的长度为24英寸，因此它可以覆盖典型的剪切腹板配置。

测试＃3：薄翼梁盖体积检查

该测试是在具有12.5毫米平底孔（FBH）的样品上进行的，以模拟在翼梁盖中的层压。在这种情况下，翼梁帽相对较薄（7.7毫米）。因此，选择Aquelene支架（AQ25）是因为它能够检测更靠近表面的缺陷。探头为1 MHz I5。

在下图中，我们可以清楚地看到位于表面下方3.6毫米处的模拟缺陷。

结论

奥林巴斯开发了一种相控阵解决方案，专门用于检查翼梁盖和剪切腹板的粘结。尽管风叶片的声衰减，形状和结构使它们成为检查的挑战，但精心设计的此解决方案的设计解决了这些问题，同时提供了高分辨率的数据和成像。现在可以从相控阵超声的所有优点中受益于检查风叶片的结构完整性，从而实现更高的POD和更少的操作员依赖性检查。

用于此应用程序的产品

OmniScan SX

单组轻巧的OmniScan SX具有易于阅读的8.4英寸（21.3厘米）触摸屏，并提供了具有成本效益的解决方案。OmniScan SX有两种型号：SX PA和SX UT。SX PA是一个16：64PR单元，与仅使用UT的SX UT一样，它配备了用于P / E，PC或TOFD检查的常规UT通道。OLYMPUS奥林巴斯北京授权代理-上海玖横仪器有限公司

OmniScan MX2

OmniScan MX2现在具有带UT通道的新相控阵模块（PA2）和可用于TOFD（飞行时间衍射）的新两通道常规超声模块（UT2），以及新软件扩展成功的OmniScan MX2平台功能的程序。

相控阵探头

相控阵探头的频率范围为0.5 MHz至18 MHz，并可能带有16、32、64或013个元件。特殊探针可能包含多达数百个元素。

滑翔机扫描仪

GLIDER扫描仪是2轴（XY）编码扫描仪，用于手动检查轻微弯曲或平坦的复合表面。由吸盘固定的扫描仪非常适合光栅扫描。技术：ECA，EC，UT，PA。

OMNISCAN SX探伤仪单组通道相控阵探伤仪

使用双线性阵列（DLA）探针检查小直径奥氏体钢管

应用：

管道的小直径，薄壁，奥氏体钢检查，无法进行标准的线性剪切波检查。

问题：

标准的线性剪切波检查不能充分满足此应用程序的要求。小直径，薄壁，焊接管的声学特性对双重线性阵列提出了*的要求。为了确保聚焦在所需区域中，每个直径都需要不同的楔形顶角。

解：

为了满足不同车顶角度的需求，奥林巴斯创建了一个具有可变车顶角度的双线性阵列，并组装在一个标准外壳中。该探针适应包括在包楔覆盖英寸OD的范围内的1?4.5英寸OD，附着在COBRA ®小直径管焊接扫描器，并且可以使用OmniScan®可SX探伤仪被操作。该软件包为线性剪切波无法检测出嘈杂或衰减性材料中的缺陷的检测提供了解决方案。

设定

设置解决方案

1. 选择所需的外径的楔形和LAW文件。
2. 耦合探针和楔子。
3. 加载用于特定焦深和外径的LAW文件。（每个探针都提供了带有高级计算器设置和LAW文件的USB密钥。）
4. 设置零件和焊接进行检查。
5. 使用相同的基础材料校准ID和OD槽口：
   • 手动调整楔形延迟（通常约为0.6μs）。
   • 使用具有所需折射率偏移的反射器，以在OmniScan向导中完成两点灵敏度校准。

结果应为检查的焊接中心线处的两个尖峰反射器。OLYMPUS奥林巴斯济南授权代理-上海玖横仪器有限公司

下面是纵向双线性阵列的可能信号路径图。如果浇口设置正确，则A浇口将显示以纵向压缩速度行进的方法1和2，并将在正确的体积位置处绘制在焊缝中。B门将显示包含至少一个剪切波分支的技术3和4，即使无法正确绘制，它仍可用于探伤和确定长度。

结果：

使用校准后的设置，我们扫描并记录了数据。我们发现，A闸门记录了焊缝几何形状以及管道中四个缺陷的信号响应。更改C扫描以显示B门显示，在查看模式转换信号时，沿扫描轴的位置很容易发现缺陷。

然后，我们在ACRS视图中观察了每个缺陷。这样，我们就可以沿着扫描通道，光标放置在A扫描以及R / S扫描显示指示在焊缝中的位置*来查看每个指示。我们注意在A门中观察数据以验证其绘制是否准确，同时要记住，模式转换信号会出现其他指示。

*仅当直接纵向波超过A门的阈值时，指示的位置才是准确的。OLYMPUS奥林巴斯烟台授权代理-上海玖横仪器有限公司

缺陷1是中心线裂缝，在A和B浇口中都检测到。我们可以观察到根部几何图形正上方的焊缝中准确绘制的中心线裂纹。还有一个二次模式转换信号，该信号位置不对，但对于扫描轴上的缺陷检测和长度调整很有用。

缺陷2是另一个中心线裂缝，可以通过模式转换信号清楚地检测到它，但是在直接纵向中显得很弱。在这种情况下，您可以看到缺陷在焊缝中心以23.5％的幅度显示。

缺陷3是沿着焊缝斜角的外部疲劳裂纹。指示在模式转换数据中非常清晰地显示，但对于直接纵向波，其幅度仅为19.6％。OLYMPUS奥林巴斯青岛授权代理-上海玖横仪器有限公司

缺陷4是沿焊缝根部的内部疲劳裂纹。它显示在纵向信号的第二个支路内，并正确显示在焊缝上。

结论

A25双线性探头能够检查薄壁，小直径的奥氏体焊缝。使用定位为显示所有信号模式的门可以确保良好的检测和缺陷的长度确定。对回波动力学，双线性信号模式和探头校准的高级理解对于成功检查至关重要。

用于此应用程序的产品

OmniScan SXOLYMPUS奥林巴斯天津授权代理-上海玖横仪器有限公司

单组轻巧的OmniScan SX具有易于阅读的8.4英寸（21.3厘米）触摸屏，并提供了具有成本效益的解决方案。OmniScan SX有两种型号：SX PA和SX UT。SX PA是一个16：64PR单元，与仅使用UT的SX UT一样，它配备了用于P / E，PC或TOFD检查的常规UT通道。

眼镜蛇扫描仪

COBRA手动扫描仪结合了OmniScan MX探伤仪和16：128模块，可用于对小直径管道进行周向焊接检查。COBRA可以容纳两个PA探头，以检查外径为0.84至4.5 in的管道。

 上海玖横仪器有限公司是一家专业从事仪器仪表研发、生产、销售及服务的企业。超声波探伤仪：（EPOCH 600超声探伤仪、EPOCH 6LT超声探伤仪、EPOCH 650超声探伤仪、EPOCH 1000超声探伤仪、USM 36超声探伤仪、USN 60超声探伤仪、USM go 超声探伤仪、Ominscan SX相控阵探伤仪、OmniScan MX2相控阵TOFD探伤仪，新款OmniScan MX3全聚焦相控阵超声波探伤仪）；超声波测厚仪：（27MG超声波测厚仪、45MG超声波测厚仪、38DL PLUS超声波测厚仪、DM5E超声波测厚仪、CL5超声波测厚仪、MAGNA-MIKE 8600霍尔效应测厚仪，ETG-100电磁高温测厚仪）；超声波探头；定制相控阵探头；涡流探伤仪：（NORTEC 600涡流探伤仪）；硬度计；