本發(fā)明屬于超聲波檢測，具體涉及汽輪機高溫螺栓材料聲彈系數(shù)標(biāo)定及檢定方法。

背景技術(shù)：

1、汽輪機需要用高強度的連接件連接不同零件，連接件的預(yù)緊分為力矩冷緊、液壓冷緊、液壓拉伸、熱緊等幾種方式，對于冷緊及液壓拉伸可通過把緊工具直接保證，而熱緊螺栓只能采用測螺栓伸長量的方式來判斷，螺栓伸長量不夠可能導(dǎo)致密封面滲漏等嚴(yán)重影響，伸長量過大可能導(dǎo)致螺栓無法拆卸。目前伸長量的測量靠人工采用測量工裝完成，受測量位置、手感等影響，測量誤差較大，約0.05～0.1mm；部分罩螺母結(jié)構(gòu)螺栓則無法直接測量伸長量，只能通過計算螺母旋轉(zhuǎn)角來判斷，誤差更大。

2、基于聲彈效應(yīng)的超聲波測量技術(shù)可以實現(xiàn)無損、精確測量螺栓伸長量。超聲波測量技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)，測量原理示如圖1所示。螺栓在未擰緊狀態(tài)下(螺栓在自由狀態(tài)下)時，發(fā)射和接收電信號之間的時間差為t0；螺栓在擰緊狀態(tài)下(螺栓在緊固狀態(tài)下)時，螺栓發(fā)射和接收電信號之間的時間差為t1，由此依據(jù)電信號收發(fā)時間差與螺栓的伸長量的關(guān)系，得到螺栓伸長量δl。

3、現(xiàn)有超聲波測量儀可以根據(jù)螺栓材料性能測量出螺栓伸長量，但需要對螺栓材料聲彈系數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。

4、材料聲彈系數(shù)取決于材料密度及材料自身各階彈性模量，現(xiàn)有的材料聲彈系數(shù)標(biāo)定方法均是通過試驗測得零應(yīng)力和加載特定應(yīng)力狀態(tài)下的波速變化，結(jié)合理論公式計算得到相應(yīng)材料聲彈系數(shù)。實際工作中，材料受復(fù)雜應(yīng)力場影響，理論結(jié)果具有較大誤差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種測量精度較好的汽輪機高溫螺栓材料聲彈系數(shù)標(biāo)定及檢定方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、汽輪機高溫螺栓材料聲彈系數(shù)標(biāo)定方法，包括步驟：

4、s1、在被測量螺栓上安裝引伸計，引伸計對被測螺栓的測量范圍為測量段l1；

5、s2、將被測量螺栓安裝到拉伸機后，超聲波測量儀標(biāo)定被測量螺栓中心位置，超聲波“掃波置零”保存到電腦；

6、s3、作用拉伸機一定拉力f，并通過引伸計獲得測量段l1的伸長量▲l′；

7、s4、換算出夾持段的伸長量▲l；換算公式為：

8、▲l＝▲l′×(夾持段長度+l2)÷l1)，

9、式中，夾持段長度為螺栓頭部與螺母之間相對一側(cè)的距離；l2為夾持段兩端前3個螺牙的長度；

10、s5、根據(jù)螺栓材料的機械性能選擇近似材料的聲彈系數(shù)δ0進(jìn)行超聲波測量螺栓夾持段的伸長量，超聲波測量出的螺栓伸長量△l；

11、根據(jù)引伸計測量的換算結(jié)果和超聲波測量結(jié)果換算得到聲彈系數(shù)修正量k，

12、換算公式為：

13、k＝▲l÷△l；

14、s6、重復(fù)n次步驟s3至s5，步驟3中的拉力f的數(shù)值每次不同；求得的k值也不同；計算出聲彈系數(shù)修正量平均值k0；公式如下：

15、k0＝k1+k2+k3……+kn/n；

16、s7、根據(jù)步驟s6中聲彈系數(shù)修正量平均值k0生成新的被測螺栓材料聲彈系數(shù)δ，公式如下：

17、δ＝k0*δ0。

18、優(yōu)選地，所述拉力f的取值范圍在螺栓材料及規(guī)格的破斷載荷30％～70％之間。

19、一種基于上述汽輪機高溫螺栓材料聲彈系數(shù)標(biāo)定方法的檢定方法，方法如下：

20、用新生成的聲彈系數(shù)δ代入超聲波測量儀軟件里面，同時用拉伸機拉同一個被測量螺栓；并用標(biāo)定方法中的步驟3和步驟4的方法和公式，計算出新的▲l，同時讀取超聲波測量出的螺栓伸長量△l；并對比測量結(jié)果，驗證測量精度；驗證測量精度所用的公式如下：

21、(▲l-△l)/△l*100％。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

23、本發(fā)明針對所使用的超聲波測量儀對被測螺栓材料聲彈系數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，以實際數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)修正聲彈系數(shù)，不受理論偏差影響。本發(fā)明適用于材料一致性較好的螺栓聲彈系數(shù)標(biāo)定及檢驗。本發(fā)明具有測量精度較好的優(yōu)點。

技術(shù)特征：

1.汽輪機高溫螺栓材料聲彈系數(shù)標(biāo)定方法，其特征在于，包括步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機高溫螺栓材料聲彈系數(shù)標(biāo)定方法，其特征在于，所述拉力f的取值范圍在螺栓材料及規(guī)格的破斷載荷30％～70％之間。

3.一種基于如權(quán)利要求1至2任一項所述的汽輪機高溫螺栓材料聲彈系數(shù)標(biāo)定方法的檢定方法，其特征在于，方法如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了汽輪機高溫螺栓材料聲彈系數(shù)標(biāo)定及方法，包括步驟：在被測量螺栓上安裝引伸計；將被測量螺栓安裝到拉伸機后，超聲波測量儀標(biāo)定被測量螺栓中心位置，超聲波“掃波置零”保存到電腦；作用拉伸機一定拉力F，并通過引伸計獲得測量段L1的伸長量▲L′；換算出夾持段的伸長量▲L；根據(jù)螺栓材料的機械性能選擇近似材料的聲彈系數(shù)δ<subgt;0</subgt;進(jìn)行超聲波測量螺栓夾持段的伸長量，超聲波測量出的螺栓伸長量△L；根據(jù)引伸計測量的換算結(jié)果和超聲波測量結(jié)果換算得到聲彈系數(shù)修正量K；并計算出聲彈系數(shù)修正量平均值K<subgt;0</subgt;；根據(jù)聲彈系數(shù)修正量K<subgt;0</subgt;生成新的被測螺栓材料聲彈系數(shù)δ。本發(fā)明具有測量精度較好的優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：羅霞,何志國,張玉勝,李旭,芮楠,方寶玉,王鋒,鞏麗,羅成,王思媛,張際成,楊寒欽,成詩穎,孫惠芳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東方電氣集團東方汽輪機有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21