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我国从2005年开始大规模发展风电，风电设备自主化程度也越来越高。铸件在风电领域应用较广泛，风电机组用铸件主要有轮毂、底座(机舱座)、轴、 轴承座、齿轮箱箱体等。风电铸件材料主要采用球墨铸铁，球墨铸铁由于碳以球状存在于铸铁基体中，改善了对基体的割裂作用，使得其抗拉强度、屈服强度、塑 性、冲击韧性大大提高，并具有耐磨、减震、工艺性能好、成本低等优点^[1]。对于风电机组球墨铸件的无损检测手段主要有超声波检测 和磁粉检测，其中超声波检测主要检测铸件内部缺陷应用较为广泛。国外的风电制造企业例如Gamesa等在无损检测企业规范中对于球墨铸铁的检测都有严格的 规定，国内的风电企业很多参照EN12680欧洲标准检测球墨铸铁。随着风电行业对质量重视程度的提高，风力发电机组球墨铸铁的国家标准也于2009年颁 布实施。

本文先介绍球墨铸铁超声波检测的特点、然后介绍国外风电企业球墨铸铁超声波检测的要求关键要点，最后介绍风电机组中典型球墨铸铁结构的超声波检测。 

一 球墨铸铁超声波检测的特点 

球墨铸铁中的缺陷主要有疏松、缩松、缩孔、夹渣及夹杂物、裂纹、砂眼、气孔。

球墨铸铁探伤的主要特点有三点:

1.透声性差

球墨铸铁的主要特点是组织不致密，不均匀和晶粒粗大，使超声波散射衰减和吸收衰减明显增加，透声性差。

2.声耦合差

球墨铸铁表面粗糙，声耦合差，探伤灵敏度低，且探头磨损严重。

3.干扰杂波多

球墨铸铁探伤干扰杂波多，一是由于粗晶和组织不均匀性收起的散乱反射，形成草状回波，使信噪比下降，特别是频率较高时尤为严重，二是球墨铸铁形状复杂，一些轮廓回波和迟到变形波引起的非缺陷信号多，此外铸件表面粗糙表面也会产生一些反射回波，干扰对缺陷波的正确判定。

球墨铸铁超声波检测一般采用纵波脉冲反射法，由于球墨铸铁的超声衰减较大宜采用穿透能力较强的设备，例如设备的激发电压较高、同时支持方波激励；检测频率不宜过高，一般为2MHz~2.25MHz。

球墨铸铁超声波检测时要注意因铸件结构形状影响底波的现象；要注意因检测面为曲面而需要的增益补偿；对于位于铸件表面以下3~4mm之内的表层缺 陷，即使采用表面检测手段例如磁粉或涡流检测也能以发现，常规的单晶直探头也可能位于其盲区之内，故宜采用单晶探头斜射检测或者采用双晶直探头或者斜探头 检测解决该问题。

二 国外风力发电企业对球墨铸铁检测要求 

国外风电企业关于球墨铸铁的检测一般采用EN12680-3，3级合格，但有很多公司认为该标准较松，所以各企业根据EN标准编写了适合本公司的更 为严格的检验及验收标准.如著名的风电生产制造商Vestas，Gamesa等企业，他们都分别有自己的无损检测规范，其中对探头和仪器及检测验收标准都 有明确的规定。

1、超声波探伤仪

现在风电企业普遍采用美国GE公司的USM35X-S  A型显示脉冲数字式超声波探伤仪。

2、超声波探头

铸件探伤一般以纵波直探头和纵波双晶探头，由于铸件晶粒比较粗大，衰减严重，宜选用较低的频率，一般为0.5″2.5 MHz，探头直径一般为10mm~30m。

在风电企业一般采用GE公司生产的B1S和B2S带软保护膜的单晶纵波直探头和SEB2，SEB2-0，MSEB2和MSEB4。

3、耦合剂

铸件探伤时，常用粘度较大的耦合剂，一般采用化学浆糊，甘油等。

4、检测灵敏度调整

灵敏度调整有计算法以及DGS图法。

计算法 

在铸件上厚度最厚的地方找一位置，检测表面与底面平行，调整底波，使波高达到荧屏满刻度的50%或80%，依检验者的习惯，再调节增益，增加下面公式计算出来的数:

△dB=20log(2λx/ πD_f²)

式中: x—工件横截面厚度，mm

λ—波长，mm

D_f—平底孔直径，mm

通过查探头DGS图法 

GE公司的探头，每一个探头在出厂前都由厂商技术人员进行测试，制作出每一个探头的DGS曲线，例如双晶直探头MSEB2(E)，探头编号为:57461，其测试图如图1所示。实际检测时，根据每个探头的DGS曲线，查找需要增加的dB 数。