Ultrasonic Testing Technology for In-situ Stress of High-strength Bolts
admin
2022-09-12
高强螺栓原位应力超声检测技术
Ultrasonic Testing Technology for In-situ Stress of High-strength Bolts
技术编号
XN-037
提供单位
中国特种设备检测研究院
技术大类
其他技术
联系人
吴占稳
技术类型
其他技术
电话
13521813907
邮箱
13521813907@163.com
适用范围
无损检测,特种设备,汽车交通,航空航天
推荐单位
21世纪议程管理中心
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技术简要说明针对目前在用高强螺栓应力值无法快速测量的问题,研究超声声速和模态在应力作用下的变化规律,建立非线性超声的应力声弹性反演模型,获得高强螺栓轴力与超声特性的对应关系;研究超声脉冲编码激励技术,解决应力梯度对阻抗匹配干扰影响测量精度的问题。
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Technical Brief DescriptionFor the present problem that the stress value of high-strength bolts can't be measured quickly, the change rule of ultrasonic speed and mode under stress is studied, and the stress acoustoelastic inversion model of nonlinear ultrasound is established to obtain the corresponding relationship between axial force and ultrasonic characteristics of high-strength bolts. The ultrasonic pulse coding excitation technology is studied to solve the problem that the stress gradient interferes with impedance matching and affects the measurement accuracy.
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技术提供方中国特种设备检测研究院、硕德(北京)科技有限公司
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技术主要指标信息高强螺栓M16-M30、长度40-200mm,应力测量精度为10%,最小10MPa的应力测量。
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商业应用情况无
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希望在技术转移过程中得到的帮助/支持无
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商业应用单位联系人/电话/邮箱无
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设备投资生产高强螺栓原位应力测量装置预计投资220万元,用于高强螺栓应力测量,预计使用寿命3-5年
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年运行维护费用系统正常运行时单位产品耗费的耗材、电等费用,以及耗费的人工费(工资)、设备折旧费、修理费、管理费等维护费用,约为每年20万元。
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投资回收期预期年度经济效益50万/年,投资回收期为4.4年。
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附加效益无
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综合效益该技术高强螺栓原位缺陷与应力的检测方法,可实现对原位高强螺栓直径M16-M30、长度40-200mm,应力测量精度为10%,最小10MPa的应力测量。开展不同规格、不同工况的实验室模拟和在用高强螺栓应力状态测量试验,通过试验数据分析、标定结果比对确定应力测量工艺参数,形成了在用高强螺栓超声应力测量方法和标准。 该技术已经实现工程应用70余例,评价良好。高强螺栓应用在各种重要设备、部件中,高强螺栓原位应力测量技术的推广应用能为我国能源设备等安全运行提供保障。
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障碍对技术转移影响等级无
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提交日期2022/2/16
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技术成熟度该技术工艺路线、设备及系统集成度趋于完善,单一设备技术非常成熟,在天津、南京等多个游乐设备开展70个应用案例,同时申请了专利,并立项国家标准《大型游乐设施检验检测 超声应力测试》(项目编号:2021002015)。
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技术适用性与使用条件该技术的应用主要是针对机电设备关键机械部件的原位检测监测,在设备的安装和使用过程中,都可以实现其关键部件的应力测量。因此该技术不仅适用于机电设备的制造单位和使用单位,同时适用于针对机电设备的检验机构。主要限制因素是小于M16的原位高强螺栓检测不确定较高。
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技术稳定性该技术在实际操作过程中对环境条件的需求如下: 1)环境温度: -10℃~45℃; 2)相对湿度:5%~90%(不结露); 3)大气压力:86 kPa~106kPa; 如上所述,该技术对环境条件的要求宽泛,适用于绝大多数环境,不易受到环境条件的影响。 在技术实施方面的需求为:高强螺栓的直径在M16-M30之间,长度40-200mm。螺栓表面无锈迹、污渍等影响。 除此之外,该技术对实施人员的专业技术熟练程度有一定的要求,需要有专业检测经验的现场操作人员参与技术实施。 因此,该技术在工程运行过程中能够保持稳定,对环境、技术参数等干扰的敏感程度不高,具备高度的可复制性和技术稳定性。
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技术安全性该技术主要应用于对机电设备中原位高强螺栓关键机械部件运行质量评价,运用声学方法,实现在役高强螺栓关键机械部件的原位应力检测。需要依赖现场的检测资源包括检测设备、电力资源等常规检测需求,从技术上来看,发生二次污染、易燃易爆高毒性物质泄露等环境、安全事故的风险非常小,同时受上游资源限制、配套设施不完善的可能性也比较低。
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技术转移推广障碍无
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知识产权转让具有国内自主知识产权,正在申请阶段。