一种在役燃气轮机转子拉杆螺栓超声声速测量方法技术

本发明专利技术公开了一种在役燃气轮机转子拉杆螺栓超声声速测量方法，属于超声无损检测技术领域。该测量方法采用一套聚焦式超声探头、USN60型超声波检测仪和检测工装等组成的声速测量系统。针对预紧力作用下的转子拉杆螺栓超声声速，特别是待检测螺纹段声速的准确测量问题，基于胡克定律计算预紧力加载后的拉杆螺栓螺纹牙距真实值，通过测量相邻两个螺纹齿面最高波时探头在拉杆螺栓端面上的实际移动距离计算超声声束实际折射角，并结合斯涅耳定律获得拉杆螺栓超声声速，实现了在未知拉杆螺栓实际长度情况下的螺纹段超声声速的快速准确测量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种在役燃气轮机转子拉杆螺栓超声声速测量方法


[0001]本专利技术属于超声检测领域，具体涉及一种在役燃气轮机转子拉杆螺栓超声声速测量方法。

技术介绍

[0002]燃气轮机各级轮盘(包括压气机和透平轮盘)一般通过周向或中心拉杆螺栓紧固而成为整体，并传递燃气轮机运行过程中产生的扭矩对外做功。转子拉杆螺栓在装配过程中需要预设一定的变形量使其产生预紧力，在燃气轮机运行过程中还要承受转子自身重力在拉杆螺栓轴向产生的周期性的拉应力，以及气流冲击力、振动应力等，拉杆螺栓在运行过程中始终处于较高的应力水平。然而，拉杆螺栓的高应力主要由拉杆螺栓上的螺纹段承受，特别是螺纹段的每一齿均要承受极高的应力水平，因此容易在拉杆螺栓螺纹段产生裂纹等破坏拉杆螺栓结构完整性的危害性缺陷。
[0003]对在役燃气轮机转子拉杆螺栓检修过程中拉杆螺栓不拆卸情况的检测，一般采用超声检测方法实施。拉杆螺栓在静止状态下主要承受预紧力所产生的应力和应变，由于预紧力较大，产生的应力水平较高(一般为400MPa～700MPa)，因此会对拉杆螺栓本身的超声声速产生影响。为了在超声检测中对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在役燃气轮机转子拉杆螺栓超声声速测量方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将超声探头稳定耦合在拉杆螺栓端面上，沿着拉杆螺栓端面直径方向前后移动超声探头对待检测螺纹齿面进行扫查，找到两相邻待检测螺纹齿面各自的最高回波，并记录各自最高回波时的超声探头位置，超声探头位置差即为两声束入射点距离Δd，应保证扫查过程中超声声束中心面与拉杆螺栓直径面重合；2)计算在役转子拉杆螺栓螺纹牙距，通过拉杆螺栓预紧力、螺纹横截面面积、螺纹初始牙距和弹性模量，计算并获得在役情况下拉杆螺栓螺纹牙距真实值P；3)计算超声声束折射角，通过步骤1)分别找到相邻两个螺纹的最高回波，并获得两声束入射点距离Δd，结合拉杆螺栓螺纹牙距真实值P，计算并获得超声声束的折射角β；4)计算在役转子拉杆螺栓横波声速，通过斯涅耳定律，结合超声声束入射角以及入射介质中的纵波声速，计算并获得在役转子拉杆螺栓横波声速v
s
：式中，α为超声声束入射角，v
m
为入射介质中的纵波声速；将在役情况下拉杆螺栓螺纹牙距真实值P和在役转子拉杆螺栓横波声速v
s
代入公式(3)可得：5)计算在役拉杆螺栓纵波波速v
l
；由于纵波
‑
横波声速比可得在役拉杆螺栓纵波波速v
l
：式中，μ为拉杆螺栓材料泊松比。2.根据权利要求1所述的一种在役燃气轮机转子拉杆螺栓超声声速测量方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炯，肖俊峰，李永君，高斯峰，南晴，唐文书，高松，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：