[實用新型]一種聚變堆螺栓組預緊檢測裝置

有效

• 申請號: 202022182515.1
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN213516132U
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 張騰;李鵬遠;柳根;候炳林;魏海鴻;孫振超;羅蓉蓉;李敏
• 申請（專利權）人: 核工業西南物理研究院
• 主分類號: G01L5/24
• 分類號: G01L5/24
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 王婷

本實用新型屬于聚變堆大直徑高強螺栓組的高精度預緊技術領域，具體涉及一種聚變堆螺栓組預緊檢測裝置及其預緊力檢測方法，包括：重力支撐器、液壓拉伸器和預緊力測試工具；所述重力支撐器2的兩端分別設置有液壓拉伸器和預緊力測試工具。本實用新型用于解決現有技術中螺栓預緊力誤差及測量精度無法控制在2％以內的技術問題。

技術領域

本發明屬于聚變堆大直徑高強螺栓組的高精度預緊技術領域，具體涉及一種聚變堆螺栓組預緊檢測裝置。

背景技術

ITER托卡馬克裝置中大量存在著螺栓預緊裝置。以ITER重力支撐為例，采用數組718合金螺栓組將316LN不銹鋼板、316LN墊塊預緊裝配而成，單顆螺栓的預緊力最高達480噸，約合螺栓屈服強度的72％。

ITER托卡馬克裝置運行過程中該支撐需承受10000噸的超導磁體自重、數百噸的電磁力和以及ITER超導磁體在冷卻時候的數百噸的熱應力等極端復雜工況。過高的預緊力會造成螺栓中微裂紋的產生，進而使螺栓有較大的失效風險；過低的預緊力則容易使結構發生失穩。因此，熱核聚變堆螺栓組預緊力加載及檢測精度對ITER裝置的穩定運行具有重要的意義。

目前，聚變堆大直徑高強螺栓組大預緊力螺栓的預緊和檢測一般采取液壓張緊器以及超聲波應力檢測儀，但仍存在如下原因導致預緊力的加載及監測精度無法達到2％的精度要求：

1)同一規格的螺栓有效截面積A，彈性模量E，長度L等均存在偏差，未見合適的預緊力施加方法可以將螺栓組中每一個螺栓的預緊力的誤差控制在2％以內。

2)由于螺栓的表面狀態以及晶粒取向存在差異，使用超聲波應力檢測等儀器無法將測量精度控制在2％以內。

3)在安裝過程中，各螺栓的預緊力會相互影響導致實際預緊力與設計值的偏差較大。

因此需要設計一種一種聚變堆螺栓組預緊檢測裝置以解決上述技術問題。

發明內容

本發明的目的是設計一種聚變堆螺栓組預緊檢測裝置，用于解決現有技術中螺栓預緊力誤差及測量精度無法控制在2％以內的技術問題。

本發明的技術方案：

一種聚變堆螺栓組預緊檢測裝置，包括：重力支撐器2、液壓拉伸器3和預緊力測試工具4；所述重力支撐器2的兩端分別設置有液壓拉伸器3和預緊力測試工具4。

所述重力支撐器2還包括：若干塊韌性板21、若干個螺栓A22、螺栓B23和若干個夾塊24；所述每塊韌性板21之間兩兩平行設置，并在每塊韌性板21的兩端通過夾塊24相互固定連接，所述每個夾塊24上均布有若干個螺栓通孔，所述螺栓A22均勻布設在韌性板21一端的夾塊24上，所述螺栓B23均勻布設在韌性板21另一端的夾塊24上。

所述液壓拉伸器3還包括：油泵31、高壓油管32和拉伸器33；所述油泵31通過高壓油管32與拉伸器33相連接。

所述預緊力測試工具4還包括：頂針41、千分表42、測量架43；所述測量架43的兩端分別設置有頂針41和千分表42。

本發明的有益效果：

1)本發明使用高精度液壓張緊器對螺栓進行預緊力施加，可以將超拉量控制在8％以內，降低預緊力施加過程中的微裂紋的可能性；

2)通過對每根螺栓在0.5級拉伸機上進行設計預緊力下的伸長量標定的方法確定其在設計預緊力下的伸長量；

3)使用液壓張緊器使得每根螺栓在加載后的伸長量與標定伸長量的誤差小于1％，確保每顆螺栓的實際預緊力與要求值小于1％；

4)本發明的檢測方法分步分組重復預緊螺栓組，保證螺栓組中每一個螺栓的預緊力達到設計值；