在风力发电机组整个运行生命周期内，塔架作为其主要的承重部件，长期受到机组交变载荷的作用。而连接机组各部件的螺栓是否具备优良的抗疲劳性能，是防止塔架或机组出现严重损伤，甚至倒塔事故的有力保障。

机组运行过程中，螺栓所处的工作环境较为恶劣，受力复杂，随着使用年限的增加，极易出现松动及裂纹缺陷，当这些缺陷发展一定程度时,会严重影响机组的运行安全。考虑到螺栓连接可靠性直接影响到整个机组的可靠性和使用寿命，因此有必要对螺栓缺陷进行定期检测，提早发现裂纹缺陷，以便及时更换和维护，从而排除隐患。

与此同时，我国早期安装的风力发电机组寿命陆续到期，需对其当前以及延寿期间的结构健康状态进行评估。作为重要的承载结构，螺栓的健康状态也是机组延寿评估过程的重要一环。

一、常见无损检测方法

目前风电行业针对在役机组塔架螺栓的常用无损检测方法有：

1、磁粉探伤

       通过磁粉在缺陷附近漏磁场中的堆积以检测铁磁性材料表面或近表面处缺陷的一种无损检测方法。将钢铁等磁性材料制作的工件予以磁化，利用其缺陷部位的漏磁能吸附磁粉的特征，依磁粉分布显示被探测物件表面缺陷和近表面缺陷的探伤方法。

2、超声探伤

       声源产生超声波，采用一定方式进入工件。在工件中传播并与工件材质以及工件中缺陷相互作用，使传播方向或特征发生改变。改变后的超声波通过检测设备被接收，对其进行处理和分析。根据接收超声波的特征，评估工件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特征。

3、超声波相控阵

       该方法和常规超声波检测的原理相似，都是基于脉冲反射的原理。相对于常规超声波探伤，其优势在于：

（1）相控阵超声通过对探头依次激发使超声波发生偏转，按照一定角度进行扫查，扫查焊缝时，相控阵无需锯齿扫查，只要沿着焊缝挪动探头即可，扫查锻件时，扫查范围更广,检测效率比常规扫查效率更高。同时不易对工件造成漏检，提高检测准确性和可靠性。

（2）相控阵超声通过探头依次激发可以产生超声聚焦，而常规超声波一般没有（除了聚焦探头外），因此能克服超声近场区对工件检测带来干扰，使相控阵探头可以对较薄工件进行有效检测。

（3）相控阵检测同时拥有B扫、S扫和C扫描，使缺陷显示直观、清晰，根据B扫、S扫和C扫描颜色不同判断工件缺陷，易于对工件内部缺陷当量进行评定。而常规超声波只能通过波形高低来分辨缺陷当量。

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二、螺栓无损探伤

       高强螺栓是一种不带孔的刚性螺栓，裂纹波形特点是波形清晰、陡直、尖锐，部位一般在结合面附近1~2道螺纹处；对于较大的裂纹，底波明显减弱甚至消失，紧靠裂纹波之后的螺纹将由于裂纹的遮挡而消失或减弱。

▇ 相控阵超声探伤方案

       螺栓相控阵超声检测常用的有线性扫查（叶片螺栓，有孔）和扇形扫查（普通螺栓端面平整），以及全聚焦（小螺栓）和全聚焦3D。

FlexScan 线性扫查检测效果

FlexScan 扇形扫查检测效果

NovaScan 全聚焦检测效果

NovaScan 全聚焦3D检测效果

总 结

       随着风电机组运行年限的增长，作为承载结构的螺栓疲劳损伤风险日益提高。同时我国早期安装运行的机组即将进入设计寿命晚期，需要进行延寿评估以确定其是否可以继续使用，因此对螺栓进行无损检测便显得尤为重要。