[發明專利]一種緊固件應力狀態評估方法及檢測裝置

有效

• 申請號: 202010196141.0
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111307350B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 吳海利
• 申請（專利權）人: 上海電氣電站設備有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01L5/24
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 王華英

本發明公開了一種緊固件應力狀態評估方法及檢測裝置，涉及緊固件維護、檢測技術領域。本發明的評估方法包括在預設溫度下，對緊固件材料進行松弛疲勞交互試驗；采集緊固件材料在不同應變幅、不同保持時間條件下對應不同緊固次數的應力值；依據所述數據采集器采集的應力值，獲得應力松弛曲線簇；對所述應力松弛曲線簇進行擬合，獲得第一應力松弛擬合曲線；依據所述第一應力松弛擬合曲線，獲得在所述預設溫度下的剩余應力值；依據所述剩余應力值與預設的剩余應力閾值比較，評估所述緊固件在所述剩余應力值條件下的應力狀態。本發明解決了現有技術中僅使用單純高溫松弛曲線評估重復緊固的剩余應力不準確的技術問題。

技術領域

本發明屬于緊固件維護、檢測技術領域，特別是涉及一種緊固件應力狀態評估方法及檢測裝置。

背景技術

在一些特殊領域緊固件通常需要在高溫下進行服役，例如在汽輪機汽缸閥門、鍋爐管道法蘭等領域，在這些領域中，由于必須承受較高的工作溫度，因此緊固件在服役過程中容易發生應力松弛現象，即剩余應力會持續降低。當剩余應力降低到小于最小密封應力時，將造成密封失效從而引起泄漏。而在重復緊固的過程中也會由于多次再緊固使緊固件的剩余應力難以準確評估，從而導致加載在緊固件上的緊固力超過加載極限從而引發緊固件斷裂，引發災難性事故。

目前通常采用高溫單純松弛試驗得到的松弛應力曲線進行緊固件剩余應力評估，實際上多次重復緊固后的應力松弛趨勢與單純應力松弛已有較大不同，緊固次數、已服役時間、再緊固時的初始緊固力或應變量都對緊固件剩余應力有影響，因此使用單純高溫松弛應力曲線進行工程評估并不準確。

發明內容

本發明的目的在于提供一種緊固件應力狀態評估方法及檢測裝置，解決了現有技術中對于緊固件的剩余應力評估不準確的問題。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明為一種緊固件應力狀態評估方法，其至少包括以下步驟：

在預設溫度下，對緊固件材料進行不同應變幅、不同保持時間的松弛疲勞交互試驗；

通過數據采集器采集緊固件材料在不同應變幅、不同保持時間條件下對應不同緊固次數的應力值；

數據處理器依據所述數據采集器采集的應力值，獲得應力松弛曲線簇；

所述數據處理器對所述應力松弛曲線簇進行擬合，獲得第一應力松弛擬合曲線；

所述數據處理器依據所述第一應力松弛擬合曲線，獲得在所述預設溫度下的剩余應力值；

數據評估器依據所述剩余應力值與預設的剩余應力閾值比較，評估所述緊固件在所述剩余應力值條件下的應力狀態。

在本發明的一個實施例中，所述第一應力松弛擬合曲線公式為：

σ_r＝A₀-B₀ln(t) 式1)

其中，σ_r為剩余應力值，A₀、B₀為第一擬合參數，t為服役時間。

在本發明的一個實施例中，所述預設溫度為所述緊固件的服役溫度。

在本發明的一個實施例中，所述剩余應力值的獲取方法包括：

采用任一應變幅、任一單次服役時間對所述緊固件進行松弛疲勞交互試驗，獲得不同緊固次數對應的松弛應力曲線簇。依據所述第一應力松弛擬合曲線，對所獲得結果進行擬合，獲得第一擬合參數與緊固次數之間的關系式，即：

A₀＝A₁N^α 式2)

B₀＝B₁N^x 式3)