CN105351322A - 一种螺栓超声检测用试块、螺栓超声检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种螺栓超声检测用试块、螺栓超声检测方法及装置，涉及螺栓检测技术领域，该方法包括：通过探伤仪测试螺栓超声检测用试块上的切槽，获取各切槽的回波；将各切槽的回波幅度调整为探伤仪示波器的高度的80％，获取调整后各切槽对应的自动增益值，进而确定一距离增益补偿曲线；通过探伤仪测试待检测螺栓，获取待检测螺栓的裂缝回波信号；将待检测螺栓的裂缝回波信号的幅度与距离增益补偿曲线的最大幅度进行比较，确定待检测螺栓的裂缝回波信号是否合格，从而判断待检测螺栓的裂缝是否影响待检测螺栓所连接的设备的安全。本发明可以解决当前通过LS-1螺栓试块上的固定横孔，可能难以精确检测各种不同规格和结构的螺栓的问题。

Description

一种螺栓超声检测用试块、螺栓超声检测方法及装置

技术领域

本发明涉及螺栓检测技术领域，尤其涉及一种螺栓超声检测用试块、螺栓超声检测方法及装置。

背景技术

当前，高强螺栓作为重要的连接部件，在风力发电等设备中广泛使用。在使用过程中，高强螺栓承受着巨大的预紧力和运行中产生个各种交变应力，在高强螺栓的应力集中部位很容易产生裂纹，随着服役时间的增长，裂纹会进一步扩展，严重时会发生螺栓断裂，导致设备损坏。为了预防螺栓断裂这种危险情况发生，当前一般需要按照一定的时间间隔对螺栓进行检测以发现存在的裂纹，之后通过更换、评估风险等手段及时采取措施，避免情况恶化。因此，采用有效的手段检出螺栓上的裂纹具有重要的意义。超声波检测是一种适宜于高强螺栓役前和在役裂纹检测的重要方法。

当前的螺栓超声波检测一般是通过如图1所示的LS-1螺栓试块10进行检测，在LS-1螺栓试块10上设置有深度不同的φ1mm的横孔101，在图1中横孔101的深度分别可以为20mm、40mm、60mm、80mm、90mm、120mm、160mm以及200mm。这样，在现有技术中，可以将LS-1螺栓试块上与被检螺栓最远端螺纹距离相近的φ1mm横孔最高反射波，调整到80％示波器屏高作为基准灵敏度，再根据被检螺栓的规格和结构形式提高一定的增益(dB)作为检测灵敏度，来对被检测螺栓进行检测。例如被检螺栓最远端螺纹距离为39mm，则可以选择LS-1螺栓试块上深度为40mm的φ1mm横孔进行检测。

然而，由于螺栓的规格和结构较多，可能存在LS-1螺栓试块的横孔深度与被检螺栓最远端螺纹距离存在偏差的情况，导致最终的检测结果不准确，通过LS-1螺栓试块上的固定横孔，可能难以精确检测各种不同规格和结构的螺栓。

发明内容

本发明的实施例提供一种螺栓超声检测用试块、螺栓超声检测方法及装置，以解决当前通过LS-1螺栓试块上的固定横孔，可能难以精确检测各种不同规格和结构的螺栓的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种螺栓超声检测用试块，包括：

一螺栓本体，所述螺栓本体包括光杆部分和螺纹部分，在所述光杆部分和螺纹部分的不同位置处设置有多个切槽；所述螺纹部分设置于所述光杆部分的一端或者两端。

进一步的，所述螺栓超声检测用试块还包括与螺栓本体上的光杆部分连接的螺帽；

所述切槽设置于所述螺帽与所述光杆部分的连接位置；

所述切槽还设置于所述螺纹部分与所述光杆部分的连接处的第一扣螺纹位置处。

一种螺栓超声检测方法，应用于上述的螺栓超声检测用试块，所述方法包括：

通过探伤仪测试螺栓超声检测用试块上的切槽，获取各切槽的回波；

将各切槽的回波幅度调整为探伤仪示波器的高度的80％，获取调整后各切槽对应的自动增益值；

根据所述各切槽对应的自动增益值，确定一距离增益补偿曲线；

通过探伤仪测试待检测螺栓，获取待检测螺栓的裂缝回波信号；

若所述待检测螺栓的裂缝回波信号的幅度大于所述距离增益补偿曲线的最大幅度，则确定所述待检测螺栓的裂缝回波信号为不合格信号；

若所述待检测螺栓的裂缝回波信号的幅度小于等于所述距离增益补偿曲线的最大幅度，则确定所述待检测螺栓的裂缝回波信号为合格信号。

具体的，所述通过探伤仪测试螺栓超声检测用试块上的切槽，获取各切槽的回波，包括：

通过探伤仪的探头，从螺栓超声检测用试块的一端向另一端依次测量各切槽的回波。

具体的，所述根据所述各切槽对应的自动增益值，确定一距离增益补偿曲线，包括：

将从螺栓超声检测用试块的一端向另一端依次测量的各切槽对应的自动增益值作为所述距离增益补偿曲线的纵坐标，确定所述距离增益补偿曲线。

进一步的，在根据所述各切槽对应的自动增益值，确定一距离增益补偿曲线之后，还包括：

将所述距离增益补偿曲线根据一预设灵敏度阈值进行增益补偿；所述预设灵敏度阈值为4至6分贝。

一种螺栓超声检测装置，应用于上述的螺栓超声检测用试块，所述装置包括：

切槽回波获取单元，用于通过探伤仪测试螺栓超声检测用试块上的切槽，获取各切槽的回波；

回波幅度调整单元，用于将各切槽的回波幅度调整为探伤仪示波器的高度的80％，获取调整后各切槽对应的自动增益值；

距离增益补偿曲线确定单元，用于根据所述各切槽对应的自动增益值，确定一距离增益补偿曲线；

回波信号获取单元，用于通过探伤仪测试待检测螺栓，获取待检测螺栓的裂缝回波信号；

信号确定单元，用于在所述待检测螺栓的裂缝回波信号的幅度大于所述距离增益补偿曲线的最大幅度时，确定所述待检测螺栓的裂缝回波信号为不合格信号；

所述信号确定单元，还用于在所述待检测螺栓的裂缝回波信号的幅度小于等于所述距离增益补偿曲线的最大幅度时，确定所述待检测螺栓的裂缝回波信号为合格信号。

另外，所述切槽回波获取单元，具体用于：

通过探伤仪的探头，从螺栓超声检测用试块的一端向另一端依次测量各切槽的回波。

此外，所述距离增益补偿曲线确定单元，具体用于：

将从螺栓超声检测用试块的一端向另一端依次测量的各切槽对应的自动增益值作为所述距离增益补偿曲线的纵坐标，确定所述距离增益补偿曲线。

进一步的，该螺栓超声检测装置，还包括：

增益补偿单元，用于将所述距离增益补偿曲线根据一预设灵敏度阈值进行增益补偿；所述预设灵敏度阈值为4至6分贝。

本发明实施例提供的一种螺栓超声检测用试块、螺栓超声检测方法及装置，是通过与待检测螺栓高度相似的螺栓超声检测用试块上的人工切槽，确定距离增益补偿曲线。从而通过将待检测螺栓的裂缝回波信号与该距离增益补偿曲线进行比较，确定待检测螺栓的裂缝是否合格。这样，本发明避免了通过LS-1螺栓试块上的离散的固定横孔来确定检测灵敏度，避免出现待检测的螺栓与固定横孔不匹配的问题，能够检测各种不同规格和结构的螺栓，可以解决当前通过LS-1螺栓试块上的固定横孔，难以精确检测各种不同规格和结构的螺栓的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的LS-1螺栓试块的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种螺栓超声检测用试块的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种螺栓超声检测方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种螺栓超声检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种螺栓超声检测用试块，如图2所示，包括：

一螺栓本体20，螺栓本体20包括光杆部分201和螺纹部分202，在光杆部分201和螺纹部分202的不同位置处设置有多个切槽203；该螺纹部分202设置于光杆部分201的一端或者两端。

进一步的，如图2所示，该螺栓超声检测用试块还包括与螺栓本体20上的光杆部分201连接的螺帽204。上述的切槽203可以设置于螺帽204与光杆部分201的连接位置205。另外，切槽203还可以设置于螺纹部分202与光杆部分201的连接处的第一扣螺纹位置206处。由于在实际应用中，例如位置205和位置206处一般容易出现裂纹，因此该螺栓超声检测用试块可以相应的才这两个位置设置切槽，以与待检测螺栓相匹配。值得说明的是，如图2所示，该螺纹部分202可以位于光杆部分201的一侧，也可以位于光杆部分201的两侧。当该螺纹部分202位于光杆部分201的一侧时，另一侧可以设置上述的螺帽204。

值得说明的是，上述切槽203的尺寸可以为0.5mm至3mm，但不仅局限于此。

由于本发明所要检测的目标为螺栓，因此，本发明实施例提供的螺栓超声检测用试块的实体即可以制作为螺栓形状，以模拟真实的高强度螺栓。该本发明实施例提供的螺栓超声检测用试块的材质也可与待检测的螺栓的材质相同，例如，待检测的螺栓为铜，则螺栓超声检测用试块也可以选择铜制的螺栓超声检测用试块。

本发明实施例提供的一种螺栓超声检测用试块，通过与待检测螺栓高度相似的螺栓超声检测用试块上的人工切槽，确定距离增益补偿曲线。从而通过将待检测螺栓的裂缝回波信号与该距离增益补偿曲线进行比较，确定待检测螺栓的裂缝是否合格。这样，本发明避免了通过LS-1螺栓试块上的离散的固定横孔来确定检测灵敏度，避免出现待检测的螺栓与固定横孔不匹配的问题，能够检测各种不同规格和结构的螺栓，可以解决当前通过LS-1螺栓试块上的固定横孔，难以精确检测各种不同规格和结构的螺栓的问题。

本发明实施例提供一种螺栓超声检测方法，应用于上述图2所示的螺栓超声检测用试块，如图3所示，方法包括：

步骤301、通过探伤仪测试螺栓超声检测用试块上的切槽，获取各切槽的回波。

步骤302、将各切槽的回波幅度调整为探伤仪示波器的高度的80％，获取调整后各切槽对应的自动增益值。

步骤303、根据各切槽对应的自动增益值，确定一距离增益补偿曲线。

超声波检测时，相同尺寸的切槽在不同距离处其超声回波波幅会随着距离的增加逐渐降低。切槽距离越远，波幅越低。距离增益补偿曲线是将距离不同的切槽的波幅通过增益补偿到相同的高度，距离越远，增益补偿越大。这样可将距离较远的切槽的回波增益到较高的位置，有利于切槽信号的观察和识别。

步骤304、通过探伤仪测试待检测螺栓，获取待检测螺栓的裂缝回波信号。

在步骤304之后，执行步骤305或者步骤306。

步骤305、若待检测螺栓的裂缝回波信号的幅度大于距离增益补偿曲线的最大幅度，则确定待检测螺栓的裂缝回波信号为不合格信号。

步骤306、若待检测螺栓的裂缝回波信号的幅度小于等于距离增益补偿曲线的最大幅度，则确定待检测螺栓的裂缝回波信号为合格信号。

此处，若确定待检测螺栓的裂缝回波信号为不合格信号，则表示待检测螺栓的裂纹可能过大而容易造成螺栓断裂，容易引发螺栓所固定的设备损坏。而若确定待检测螺栓的裂缝回波信号为合格信号，则表示裂纹暂不会影响到设备安全。

本发明实施例提供的一种螺栓超声检测方法，其通过与待检测螺栓高度相似的螺栓超声检测用试块上的人工切槽，确定距离增益补偿曲线。从而通过将待检测螺栓的裂缝回波信号与该距离增益补偿曲线进行比较，确定待检测螺栓的裂缝是否合格。这样，本发明避免了通过LS-1螺栓试块上的离散的固定横孔来确定检测灵敏度，避免出现待检测的螺栓与固定横孔不匹配的问题，能够检测各种不同规格和结构的螺栓，可以解决当前通过LS-1螺栓试块上的固定横孔，难以精确检测各种不同规格和结构的螺栓的问题。

具体的，上述步骤301中的通过探伤仪测试螺栓超声检测用试块上的切槽，获取各切槽的回波，可以是通过探伤仪的探头，从螺栓超声检测用试块的一端向另一端依次测量各切槽的回波。例如，从螺栓超声检测用试块的尾部向带有螺帽的一端依次测量各切槽的回波。

具体的，上述步骤303中的根据各切槽对应的自动增益值，确定一距离增益补偿曲线，可以是将从螺栓超声检测用试块的一端向另一端依次测量的各切槽对应的自动增益值作为距离增益补偿曲线的纵坐标，确定距离增益补偿曲线。

为了保证待检测的螺栓上的缺陷的检出，防止因耦合不稳使缺陷显示幅度低而漏检，在上述步骤303之后，还可以将距离增益补偿曲线根据一预设灵敏度阈值进行增益补偿，从而形成扫查灵敏度；预设灵敏度阈值为4至6分贝。但是，为了避免噪声过高和近表面忙区增大，该扫查灵敏度也不可盲目任意增高。

本发明实施例中的螺栓超声检测用试块的覆盖的长度范围广，可有效评价不同部位的缺陷回波当量。同时使用该试块调整检测灵敏度，螺栓不同部位相同的切槽反射波幅区域一致，检测中可使距离较远处的波幅增加，便于信号的识别，有利于提高检测效率和缺陷检出率。

对应于上述图3所示的方法实施例，本发明实施例提供一种螺栓超声检测装置，应可以上述图2所示的螺栓超声检测用试块，如图4所示，该装置包括：

切槽回波获取单元41，可以通过探伤仪测试螺栓超声检测用试块上的切槽，获取各切槽的回波。

回波幅度调整单元42，可以将各切槽的回波幅度调整为探伤仪示波器的高度的80％，获取调整后各切槽对应的自动增益值。

距离增益补偿曲线确定单元43，可以根据各切槽对应的自动增益值，确定一距离增益补偿曲线。

回波信号获取单元44，可以通过探伤仪测试待检测螺栓，获取待检测螺栓的裂缝回波信号。

信号确定单元45，可以在待检测螺栓的裂缝回波信号的幅度大于距离增益补偿曲线的最大幅度时，确定待检测螺栓的裂缝回波信号为不合格信号。

该信号确定单元45，还可以在待检测螺栓的裂缝回波信号的幅度小于等于距离增益补偿曲线的最大幅度时，确定待检测螺栓的裂缝回波信号为合格信号。

另外，该切槽回波获取单元41，具体可以通过探伤仪的探头，从螺栓超声检测用试块的一端向另一端依次测量各切槽的回波。

此外，该距离增益补偿曲线确定单元43，具体可以将从螺栓超声检测用试块的一端向另一端依次测量的各切槽对应的自动增益值作为距离增益补偿曲线的纵坐标，确定距离增益补偿曲线。

进一步的，如图4所示，该螺栓超声检测装置，还包括：

增益补偿单元46，可以将距离增益补偿曲线根据一预设灵敏度阈值进行增益补偿；该预设灵敏度阈值为4至6分贝。

本发明实施例提供的一种螺栓超声检测装置，是通过与待检测螺栓高度相似的螺栓超声检测用试块上的人工切槽，确定距离增益补偿曲线。从而通过将待检测螺栓的裂缝回波信号与该距离增益补偿曲线进行比较，确定待检测螺栓的裂缝是否合格。这样，本发明避免了通过LS-1螺栓试块上的离散的固定横孔来确定检测灵敏度，避免出现待检测的螺栓与固定横孔不匹配的问题，能够检测各种不同规格和结构的螺栓，可以解决当前通过LS-1螺栓试块上的固定横孔，难以精确检测各种不同规格和结构的螺栓的问题。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种螺栓超声检测用试块，其特征在于，包括：

一螺栓本体，所述螺栓本体包括光杆部分和螺纹部分，在所述光杆部分和螺纹部分的不同位置处设置有多个切槽；所述螺纹部分设置于所述光杆部分的一端或者两端。

2.根据权利要求1所述的螺栓超声检测用试块，其特征在于，所述螺栓超声检测用试块还包括与螺栓本体上的光杆部分连接的螺帽；

所述切槽设置于所述螺帽与所述光杆部分的连接位置；

所述切槽还设置于所述螺纹部分与所述光杆部分的连接处的第一扣螺纹位置处。

3.一种螺栓超声检测方法，其特征在于，应用于权利要求2所述的螺栓超声检测用试块，所述方法包括：

通过探伤仪测试螺栓超声检测用试块上的切槽，获取各切槽的回波；

将各切槽的回波幅度调整为探伤仪示波器的高度的80％，获取调整后各切槽对应的自动增益值；

根据所述各切槽对应的自动增益值，确定一距离增益补偿曲线；

通过探伤仪测试待检测螺栓，获取待检测螺栓的裂缝回波信号；

若所述待检测螺栓的裂缝回波信号的幅度大于所述距离增益补偿曲线的最大幅度，则确定所述待检测螺栓的裂缝回波信号为不合格信号；

若所述待检测螺栓的裂缝回波信号的幅度小于等于所述距离增益补偿曲线的最大幅度，则确定所述待检测螺栓的裂缝回波信号为合格信号。

4.根据权利要求3所述的螺栓超声检测方法，其特征在于，所述通过探伤仪测试螺栓超声检测用试块上的切槽，获取各切槽的回波，包括：

通过探伤仪的探头，从螺栓超声检测用试块的一端向另一端依次测量各切槽的回波。

5.根据权利要求4所述的螺栓超声检测方法，其特征在于，所述根据所述各切槽对应的自动增益值，确定一距离增益补偿曲线，包括：

将从螺栓超声检测用试块的一端向另一端依次测量的各切槽对应的自动增益值作为所述距离增益补偿曲线的纵坐标，确定所述距离增益补偿曲线。

6.根据权利要求5所述的螺栓超声检测方法，其特征在于，在根据所述各切槽对应的自动增益值，确定一距离增益补偿曲线之后，还包括：

将所述距离增益补偿曲线根据一预设灵敏度阈值进行增益补偿；所述预设灵敏度阈值为4至6分贝。

7.一种螺栓超声检测装置，其特征在于，应用于权利要求2所述的螺栓超声检测用试块，所述装置包括：

切槽回波获取单元，用于通过探伤仪测试螺栓超声检测用试块上的切槽，获取各切槽的回波；

回波幅度调整单元，用于将各切槽的回波幅度调整为探伤仪示波器的高度的80％，获取调整后各切槽对应的自动增益值；

距离增益补偿曲线确定单元，用于根据所述各切槽对应的自动增益值，确定一距离增益补偿曲线；

回波信号获取单元，用于通过探伤仪测试待检测螺栓，获取待检测螺栓的裂缝回波信号；

信号确定单元，用于在所述待检测螺栓的裂缝回波信号的幅度大于所述距离增益补偿曲线的最大幅度时，确定所述待检测螺栓的裂缝回波信号为不合格信号；

所述信号确定单元，还用于在所述待检测螺栓的裂缝回波信号的幅度小于等于所述距离增益补偿曲线的最大幅度时，确定所述待检测螺栓的裂缝回波信号为合格信号。

8.根据权利要求7所述的螺栓超声检测装置，其特征在于，所述切槽回波获取单元，具体用于：通过探伤仪的探头，从螺栓超声检测用试块的一端向另一端依次测量各切槽的回波。

9.根据权利要求8所述的螺栓超声检测装置，其特征在于，所述距离增益补偿曲线确定单元，具体用于：将从螺栓超声检测用试块的一端向另一端依次测量的各切槽对应的自动增益值作为所述距离增益补偿曲线的纵坐标，确定所述距离增益补偿曲线。

10.根据权利要求9所述的螺栓超声检测装置，其特征在于，所述装置还包括：

增益补偿单元，用于将所述距离增益补偿曲线根据一预设灵敏度阈值进行增益补偿；所述预设灵敏度阈值为4至6分贝。