风电偏航、变桨轴承的无损检测方法技术领域
本发明涉及轴承检测技术领域，涉及风电偏航、变桨轴承的无损检测方法。
背景技术
风电轴承制造是近几年来快速发展起来的一个行业。由于风电轴承特点是使用环境恶
劣，高维修成本，长寿命，使得其加工制造工艺、质量水平要求很高。轴承的表面裂纹和内
部缺陷，是影响轴承使用寿命的最主要因素之一，而如何在低成本的情况下有效的检测出轴
承的缺陷并且提高材料利用率是摆在探伤工艺员面前的一项重要课题。
发明内容
本发明就是针对风电偏航轴承和变桨轴承质量检测工作中存在的缺陷，提出的风电偏
航、变桨轴承的无损检测方法，该方法为综合检测方法，具体包括磁粉检测方法和超声波检
测方法。本发明主要是参照欧洲标准EN10228、EN12668、ENISO9934所提出的技术要
求，结合风电轴承的技术特点，而制定出的磁粉检测方法和超声波检测方法。
本发明解决其技术问题的技术方案是：风电偏航、变桨轴承的无损检测方法，该检测方
法为综合检测方法，包括磁粉检测方法和超声波检测方法，磁粉检测方法主要用来检测零件
表面和近表面的缺陷，超声波检测方法主要用来检测零件内部的缺陷，二者结合起来检测，
对轴承零件内外所有部位的缺陷都能够检测出来，其步骤是：
(一)磁粉检测方法，该方法主要用来检测零件表面和近表面的缺陷
1、探伤前对轴承零件进行清洁处理：
为了保证所有的表面和近表面制造缺陷都能被检测出来，磁粉探伤时间选择在最终磨加
工后进行，将零件表面用抹布擦拭干净，不应有油污、锈蚀、金属屑、粘沙等杂质存在。为
了能检测出细小的缺陷，被检测零件的表面粗糙度Ra不得大于6.3μm；
2、探伤前应对磁悬液浓度进行检测：
磁悬液浓度测定前使磁悬液得到充分搅拌均匀后，在磁悬液浇淋管口处用磁悬液浓度测
定管取样100mL，然后静置为40min～60min然后观察磁悬液体积浓度，荧光磁粉的沉淀量
推荐值为0.05mL/100mL～0.25mL/100mL为合格；
3、探伤前应对磁悬液纯净度进行检测：
磁悬液应纯净，不允许混入砂轮屑或纤维头等影响显示的杂质存在。采用MTU-3型标准
试块检验磁悬液，MTU-3型试片的磁痕显示与标准照片的差别明显时，应及时更换磁悬液；
4、探伤前应对磁粉探伤灵敏度进行检测：
探伤时选用Castrolstiptype2/A型灵敏度试片。将灵敏度试片按互相垂直的两个方向密
贴于轴承零件的外径表面，磁化喷淋后，试片上的磁痕显示至少应有两条或两条以上清晰显
示为灵敏度检验合格。
5、探伤前应对环境照度和零件表面的紫外辐照度进行检测：
采用照度计对探伤的环境照度进行检测，要求白光照度不大于20Lx，采用紫外辐照计对
工件表面处的紫外辐照度进行检测，要求紫外辐照度不小于1000μw/cm2，探伤工工作之前
必须进行5分钟以上的光线适应；
6、磁轭法探伤检测：
将磁轭的两极搭在轴承滚道的相应位置上，磁极间距应控制在50mm～200mm之间，
有效检查区域限制在两磁极连线两侧1/4最大磁极间距内，每次磁化时磁极间距应有25mm
以上的重叠，喷淋磁悬液，磁化，停止喷淋磁悬液后再停止磁化，然后观察磁痕，零件表面
不得有任何裂纹缺陷；
7、带有齿的套圈专用磁粉探伤机检测：
对于带有齿的套圈，采用专用磁粉探伤机检测，选择周向磁化电流在0A～9000A范围内，
采用灵敏度试片来确定周向磁化电流，纵向磁化磁动势在0A～10000AT范围内连续可调，
采用灵敏度试片来确定纵向磁化磁动势，采用连续法探伤，磁化时一边施加磁悬液一边磁化，
使被检测面被磁悬液覆盖，且至少反复磁化两次，磁化时间为1s～3s，停止施加磁悬液后，
应继续磁化1s以上，施加磁悬液时，应注意流动的磁悬液不得破坏已经形成的磁痕，然后观
察磁痕，零件表面不得有任何裂纹缺陷；
8、记录
磁粉检测结束后填写磁粉检测记录，汇总后出具磁粉检测报告，磁粉探伤记录的内容应
包括单位名称、设备名称、设备型号、零件标识、磁化参数、被探工件的数量、检测工件的
序列号、合格数量、检验人员资格及签名、检验日期，如存在缺陷，缺陷记录应包括坐标位
置、缺陷的尺寸大小以及大致的分布情况；
(二)超声波检测方法，该方法主要用来检测零件内部的缺陷
1、探伤前对轴承零件进行清洁处理：
为了提高检测精度，尽可能的保证所有部位所有方向的内部缺陷都能被检测出来，超声
波检测的时机选择在锻件车加工之后钻孔和铣齿前，将零件表面用抹布擦拭干净，不应有油
污、锈蚀、金属屑、粘沙等杂质存在，零件表面的粗糙度Ra≤6.3μm；
2、探伤前选用超声波探头：
对风电轴承零件的超声波探伤，采用美国GE公司生产的直探头B4S、双晶探头SEB-4
或SEB-40°、大小为14×14的斜探头SWB45°-4或SWB45°-2。使用机油为耦合剂，在仪
器校准时和实际操作时必须使用同一种耦合剂；
3、探伤前确定超声波检测灵敏度：
(1)当采用直探头B4S时，可用下列方法中的一种方法来确定扫查灵敏度：
a)以平底孔为基础做距离波幅曲线(DAC方法)，
b)当检测面与底面平行，或圆柱形表面且厚度大于探头近场区的3倍时，可使用底波反
射法，做AVG曲线；
(2)当采用SEB-4或SEB-40°双晶探头时，以平底孔为基础做距离波幅曲线(DAC
方法)；
(3)当采用大小为14×14的SWB45°-4或SWB45°-2横波探头时，DAC方法使用直
径的横孔；
4、探伤前确定扫查方式：
(1)超声波检测时应在工件垂直的两个方向上对零件的所有截面进行扫查，探头每次移动至
少有10％的重合，以确保能完全扫查整个零件，手工扫描速度不得超过150mm/s；
(2)直探头和双晶探头是环绕轴承套圈外径面和一个端面进行100％的扫查，
5、确定缺陷大小及分布：
分别采用3种探头对轴承零件按上述扫查方式进行超声波检测时，当缺陷当量大于或等
于时，必须记录其当量尺寸及其在零件上的坐标位置，长条型缺陷的评估采用6dB
法；
6、验收等级：
(1)凡判定为白点、过烧、缩孔、内裂类型的缺陷不允许存在；
(2)目前，轴承零件的质量要求按质量等级的标准执行；
(3)除了上述要求，只能接受在基准横截面最多出现5个可记录的不连续孤立点。
7、记录：
超声波探伤记录应包括单位名称、仪器型号、探头规格、耦合剂、零件标识、被探工件
的数量、合格数量、检测人员资格及签名、检测日期。如存在缺陷，缺陷记录应包括坐标位
置、缺陷的尺寸大小以及大致的分布情况探伤的检验方法，各项参数。
本发明的有益效果是：轴承滚道和齿面感应淬火区的磁粉检验方法。操作简便，检测成
本低，灵敏度高。轴承零件内部缺陷的超声波检测方法灵敏度高，盲区小，可以在不增加锻
件的加工留量的情况下确保探伤灵敏度，从而节省轴承的材料成本。
磁粉检测方法主要用来检测零件表面和近表面的缺陷，超声波检测方法主要用来检测零
件内部的缺陷，二者结合起来检测，可对轴承零件内外所有部位的缺陷都能够检测出来，从
而全面的提高了轴承使用的可靠性，其中磁轭法磁粉探伤检测套圈上的滚道区域不规则曲面
的缺陷具有无盲区、检出率高、节省成本等优势。
而超声波检测方法由于采用了进口探头，并且三种探头联合检测，具有盲区小，节省锻
件的加工留量，不用翻转零件，节省时间及人力，灵敏度高。
附图说明
图1是本发明的直探头和双晶探头扫查示意图；
图2是本发明的斜探头扫查示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：本发明的风电偏航、变桨轴承的无损检
测方法，其步骤是：
(一)磁粉检测方法，该方法主要用来检测零件表面和近表面的缺陷
1、探伤前对轴承零件进行清洁处理：
为了保证所有的表面和近表面制造缺陷都能被检测出来，磁粉探伤时间选择在最终磨加
工后进行，将零件表面用抹布擦拭干净，不应有油污、锈蚀、金属屑、粘沙等杂质存在。为
了能检测出细小的缺陷，被检测零件的表面粗糙度Ra不得大于6.3μm；
2、探伤前应对磁悬液浓度进行检测：
磁悬液浓度测定前使磁悬液得到充分搅拌均匀后，在磁悬液浇淋管口处用磁悬液浓度测
定管取样100mL，然后静置为40min～60min然后观察磁悬液体积浓度，荧光磁粉的沉淀量
推荐值为0.05mL/100mL～0.25mL/100mL为合格；
3、探伤前应对磁悬液纯净度进行检测：
磁悬液应纯净，不允许混入砂轮屑或纤维头等影响显示的杂质存在。采用MTU-3型标准
试块检验磁悬液，MTU-3型试片的磁痕显示与标准照片的差别明显时，应及时更换磁悬液；
4、探伤前应对磁粉探伤灵敏度进行检测：
探伤时选用Castrolstiptype2/A型灵敏度试片。将灵敏度试片按互相垂直的两个方向密
贴于轴承零件的外径表面，磁化喷淋后，试片上的磁痕显示至少应有两条或两条以上清晰显
示为灵敏度检验合格。
5、探伤前应对环境照度和零件表面的紫外辐照度进行检测：
采用照度计对探伤的环境照度进行检测，要求白光照度不大于20Lx，采用紫外辐照计对
工件表面处的紫外辐照度进行检测，要求紫外辐照度不小于1000μw/cm2，探伤工工作之前
必须进行5分钟以上的光线适应；
6、磁轭法探伤检测：
将磁轭的两极搭在轴承滚道的相应位置上，磁极间距应控制在50mm～200mm之间，
有效检查区域限制在两磁极连线两侧1/4最大磁极间距内，每次磁化时磁极间距应有25mm
以上的重叠，喷淋磁悬液，磁化，停止喷淋磁悬液后再停止磁化，然后观察磁痕，零件表面
不得有任何裂纹缺陷；
7、带有齿的套圈专用磁粉探伤机检测：
对于带有齿的套圈，采用专用磁粉探伤机检测，选择周向磁化电流在0A～9000A范围内，
采用灵敏度试片来确定周向磁化电流，纵向磁化磁动势在0A～10000AT范围内连续可调，
采用灵敏度试片来确定纵向磁化磁动势，采用连续法探伤，磁化时一边施加磁悬液一边磁化，
使被检测面被磁悬液覆盖，且至少反复磁化两次，磁化时间为1s～3s，停止施加磁悬液后，
应继续磁化1s以上，施加磁悬液时，应注意流动的磁悬液不得破坏已经形成的磁痕，然后观
察磁痕，零件表面不得有任何裂纹缺陷；
8、记录。
磁粉检测结束后填写磁粉检测记录，汇总后出具磁粉检测报告，磁粉探伤记录的内容应
包括单位名称、设备名称、设备型号、零件标识、磁化参数、被探工件的数量、检测工件的
序列号、合格数量、检验人员资格及签名、检验日期，如存在缺陷，缺陷记录应包括坐标位
置、缺陷的尺寸大小以及大致的分布情况；
(二)超声波检测方法，该方法主要用来检测零件内部的缺陷
1、探伤前对轴承零件进行清洁处理：
为了提高检测精度，尽可能的保证所有部位所有方向的内部缺陷都能被检测出来，超声
波检测的时机选择在锻件车加工之后钻孔和铣齿前，将零件表面用抹布擦拭干净，不应有油
污、锈蚀、金属屑、粘沙等杂质存在，零件表面的粗糙度Ra≤6.3μm；
2、探伤前选用超声波探头：
对风电轴承零件的超声波探伤，采用美国GE公司生产的直探头B4S、双晶探头SEB-4
或SEB-40°、大小为14×14的斜探头SWB45°-4或SWB45°-2。使用机油为耦合剂，在仪
器校准时和实际操作时必须使用同一种耦合剂；
3、探伤前确定超声波检测灵敏度：
(1)当采用直探头B4S时，可用下列方法中的一种方法来确定扫查灵敏度：
c)以平底孔为基础做距离波幅曲线(DAC方法)，
d)当检测面与底面平行，或圆柱形表面且厚度大于探头近场区的3倍时，可使用底波反
射法，做AVG曲线；
(2)当采用SEB-4或SEB-40°双晶探头时，以平底孔为基础做距离波幅曲线(DAC
方法)；
(3)当采用大小为14×14的SWB45°-4或SWB45°-2横波探头时，DAC方法使用
直径的横孔；
4、探伤前确定扫查方式：
(1)超声波检测时应在工件垂直的两个方向上对零件的所有截面进行扫查，探头每次移动
至少有10％的重合，以确保能完全扫查整个零件，手工扫描速度不得超过150mm/s；
(2)直探头和双晶探头是环绕轴承套圈外径面和一个端面进行100％的扫查，如图1所示，
栅格所指示的面即是探伤扫查面；
(3)斜探头是环绕套圈外径面分别以两个方向进行100％的扫查，扫查方向和区域如图2
所示；
5、确定缺陷大小及分布：
分别采用3种探头对轴承零件按上述扫查方式进行超声波检测时，当缺陷当量大于或
等于时，必须记录其当量尺寸及其在零件上的坐标位置，长条型缺陷的评估采用6dB
法；
6、验收等级：
(1)凡判定为白点、过烧、缩孔、内裂类型的缺陷不允许存在；
(2)目前，轴承零件的质量要求按下列表1和表2中质量等级4的标准执行；
(3)除了上述要求，只能接受在基准横截面最多出现5个可记录的不连续孤立点。
表1直探头质量等级、记录水平和验收标准
表1中底波降低系数R＝Fn/Fo,n。式中：当t≥60mm时n＝1，当t≤60mm时n＝2。
Fn为不连续处的第n次底波幅度。Fo,n为与Fn同样的范围内，距不连续处最近的正常区
域的第n次底波幅度。R仅用于不连续的存在而引起底波快速衰减。如果底波衰减超过记
录水平，应进行进一步检测。
表2斜探头(DAC方法)质量等级、记录水平和验收标准
7、记录：
超声波探伤记录应包括单位名称、仪器型号、探头规格、耦合剂、零件标识、被探工件
的数量、合格数量、检测人员资格及签名、检测日期。如存在缺陷，缺陷记录应包括坐标位
置、缺陷的尺寸大小以及大致的分布情况探伤的检验方法，各项参数。