风力发电设备无损检测技术分析

风力发电设备无损检测技术分析

董国香

湖南劳动人事职业学院 410100

摘要：目前，在风力发电设备的检修工作中，无损检测技术有着广泛的应用，并且有着良好的应用效果，极大程度地提升了设备的检修水平，从而推动了我国风力发电事业的长远发展。因此，要加强对风力发电设备无损检测技术的分析，通过定期检测风力发电设备来降低设备的维护成本，以此来实现延长设备使用寿命的目的。本文将分析风力发电设备的无损检测技术，希望可以为相关研究提供有价值的参考依据。

关键词：风力发电；无损检测技术；设备维修；分析；

风力发电是我国重要的可再生能源，近年来有着广泛的应用，大大推动了我国社会经济的发展。从技术方面上来看，风力发电是一种集空气动力学、材料科学、计算机应用技术等学科技术为一体的新能源开发技术，其中风力发电设备是风力发电工作的基础，因此，要重视风力发电设备的维修检测工作，从而保证设备运行的稳定性和安全性。通过定期对风力发电设备进行无损检测，可以起到节省设备维修成本、提升设备运行质量的作用，进而实现风力发电设备使用寿命的延长。

1. 检测电力电子设备和发电机

风力发电机是由多个电力电子设备和电池组成的，此装置是构成风力发电的必要条件之一，因此检测工作的重要内容就是对这些部件进行检测。通过叶轮、齿轮箱及主轴的运行，可以在发电机的作用下将风能转化为电能，其中风力机叶片是一种弹性体，能够在风载荷作用下生成空气动力、惯性力及弹性力。同时，力的耦合还会与发电机产生相应的共振，一旦振动出现发散的情况，就会导致风力机结构遭到破坏^[1]。

在风力发动机的运行过程中，会受到各种因素的影响，继而导致电机与机舱的各个方向出现振动的现象，如果这种振动超过了设备的设计要求，就会阻碍风力机的正常运行，继而为发电工作带来影响。根据实践得知，在风力发电设备运行的过程中是很难检测出故障问题的，一旦电力电子上的电流经过半导体就会损害设备的功率，致使设备出现发热、损坏的现象，严重情况下就会造成电力电子设备故障。近年来，随着社会经济的发展，人们对电能源的需求急剧增加，对设备的载流能力要求也越来越高，如果不能准确检测出电子设备运行的稳定性，就会对发电工作带来影响。因此，要加强对无损检测技术的研究，加大无损检测技术的应用，从而有效提升我国的无损检测技术水平，为风力发电工作提供稳定的支持^[2]。

2. 评估齿轮箱的使用寿命

通常情况下，风力发电设备的齿轮箱是由不锈钢、铝合金等材料制作的，长时间运行就会产生磨损的现象，因此需要对齿轮箱进行定期检测和维修。如果风力发电设备在特殊环境下工作，例如，腐蚀性较强的区域，就会导致风力发电设备出现腐蚀、开裂等情况，进而造成设备故障，严重情况下会减少设备的使用寿命。针对齿轮箱的使用寿命问题，要对其进行无损检测工作，确保齿轮箱可以在无损的情况下运行，继而保证风力发电工作的有效开展。在检查齿轮箱时，为了避免其性能受到影响，要寻找适合设备材料状态的检测方式，以此来降低设备受到损害的可能性，达到无损检测的目的。目前，常见的检测方式有以下三种：一是使用二维ACFM检测技术，这是以电磁方式为基础而研发出来的，还可以使用漏磁检测技术，这些都可以实现检测工作的进一步优化，保证检测工作的合理性和可靠性；二是创建以振动分析为主的检测方式，用这种方式来实行对齿轮箱的检测工作；三是建立以齿轮箱为基础的分析检测系统，同时可以使用油温检测系统来进行配合^[3]。

3. 检测发电机设备

发电机设备在运行的过程中，风能会通过主轴、齿轮箱等设备来进行转化，进而将动能转换为电能。但是，发电机设备中的叶片是一种弹性材料，所以在风力作用下会产生一定的随机性，致使设备内部会出现震颤的现象，如果此现象发生了发散，就会导致发电机设备损坏，进而造成发电机故障，无法保证正常的运行状况。并且，如果震颤的幅度和频率超过了设备的设计值，就会引发风力发电设备出现安全隐患，严重情况下会造成一定的危险。现阶段，发电机设备的检测方式主要有以下几种：一是利用扫地雷达、热成像、电磁传感等技术进行无损检测，这种检测会降低设备损坏的可能性；二是通过模态分析和振动分析的方式来检测设备的稳定性和使用寿命。设备检测人员可以根据实际情况来进行检测技术的选择，尽量提升检测方式的应用效果，从而推动无损检测技术在风力发电事业中的应用，为风力发电事业的长远发展提供可靠的技术支撑^[4]。

4. 无损检测塔筒

风力发电设备上的塔筒是由低合金钢制作而成的，在进行焊接工作时容易产生裂纹，这是由于焊接方式主要采用的是埋弧焊，并且使用药剂烘干法来展开后续的清理工作，从而导致风电设备上的塔筒表面出现裂纹。目前，塔筒上常见的裂纹主要有延迟裂纹、热裂纹及收弧裂纹，一旦大面积出现裂纹就会导致塔筒倒塌，因此要加强对风力发电设备上塔筒的无损检测工作。通常用来检测塔筒的技术有射线、超声波及磁粉等，这些技术都有着良好的检测效果

^[5]。

5. 监控风力发电设备的状态

根据风力能源的特征来看，风力发电设备具有较强的复杂性，因此需要通过在线检测技术来进行对设备的判定，以此来评估设备运行的可靠性。目前，用来监控风力发电设备状态的技术主要有以下几种：一是红外成像技术；二是发电机使用成像检测技术。使用监控技术有助于及时发现设备的故障问题，从而有效提升设备故障的处理效率，为风力发电工作提供安全、稳定的保障。

要想保证风力发电设备检测技术的准确性，就要做好以下几点：首先要加强传感、成像等技术的研发，针对目前宽带存在的问题来进行解决，继而提升检测技术的高效性。其次，要构建专业的网络信息处理平台，加强对检测技术数据的研究，使得检测技术可以更好地解决其不足之处，以此来适应不同的工作环境。然后，要保证数据采集的合理性，将采样周期进行最大程度的缩短，从而提升数据传输的效率，进而优化风力发电设备检测工作的流程。

6. 检测设备的叶片

当风力发电设备在复杂的环境下进行工作，如强风、潮湿、雷电等恶劣环境，就极易产生损坏设备叶片的现象，从而造成风力发电设备故障。设备叶片在受到拉、弯等作用下会导致结构损坏，继而影响实际工作的状况，所以要重视风力发电设备叶片的检测工作，以此来保证风力发电设备运行的稳定性。目前，检测设备叶片的方法主要有以下几种：一是超声波无损检测技术和热成像无损检测技术，在实际检测工作中可以根据技术的应用优势来进行选择，从而保证检测结果的准确性；二是使用分布式光纤传感器，这种设备是以独特的分布式光纤探测技术作支持的，通过传感光纤可以获得被测物体的相应信息，但检测时间较长；三是被动检测技术和主动检测技术，将其应用在检测工作中可以达到电磁热成像的目的，从而实现良好的检测效果。

结语：风力发电设备是风力发电工作的重要组成部分，使用该设备可以实现高效的风力发电，继而满足各行业对电力的需求，对促进社会经济的发展有着重要作用。但由于风力发电设备容易受到恶劣环境的影响，因此要加强对风力发电设备无损检测技术的研究，将不同的无损检测技术进行研究和对比，从而保证设备检测工作的整体水平。

参考文献：

[1]辛博然.风力发电设备无损检测技术分析[J].现代制造技术与装备,2019(02)
[2]张霆.风力发电机叶片状态监测与故障诊断系统设计和实现[D].上海电机学院,2016.
[3]陈华华.风电叶片脱层的无损检测技术研究[D].南京航空航天大学,2015.
[4]丁松.基于巴克豪森效应的铁磁性材料表面应力/硬度无损检测技术研究[D].南京航空航天大学,2018.
[5]崔厚路.TOFD检测技术在风电塔筒焊缝检测中的应用[J].山东电力技术,2015,42(06)