CN209784275U - 一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块，包括连接在一起且一体化成型的螺纹段(1)和光杆段(2)；其中，螺纹段(1)的螺牙(5)上开设有齿底切槽(6)和齿面切槽(7)，螺纹段端面(8)、光杆段端面(3)以及光杆段圆周面(4)均为超声探头的耦合面。本实用新型通过在与待检拉杆螺栓规格相同的螺栓上加工切槽，切槽断面形状和切槽方向与实际可能产生的裂纹相似，模拟实际检测过程中可能出现的裂纹形式，通过测量记录不同声程处切槽的回波幅值和距离关系，最终达到对不同深度位置、不同规格裂纹的精确检测和定量。

Description

一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块

技术领域

本实用新型属于超声检测领域，具体涉及一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块。

背景技术

重型燃气轮机运行过程中的扭矩主要通过轮盘之间压紧面的摩擦力进行传递，拉杆螺栓是重型燃气轮机中将轴头和各级轮盘压紧成为一个整体的关键部件，拉杆螺栓必须有足够大的预紧力才能保证转子安全可靠的运行。同时，拉杆螺栓在运行过程中还需要承受热载荷和离心力的作用。拉杆螺栓的安全与否直接影响重型燃气轮机机组的安全运行。

对拉杆螺栓定期进行在役超声检测对监控拉杆螺栓的质量状况是非常重要的，在役超声检测中最为关键的是灵敏度调节，而灵敏度调节主要是在试块上完成的。目前超声检测灵敏度调节一般是在LS-1试块上进行检测的，通过对试块不同深度处的横孔进行调节，将被检拉杆螺栓最远端与螺纹距离相近的横孔最高回波调节到80％作为基准灵敏度，再根据被检拉杆螺栓规格和结构形式提高一定的增益作为检测灵敏度。

然而，这种灵敏度调节方法与实际拉杆螺栓裂纹检测的情况存在偏差。横通孔形状不能完全模拟裂纹反射面的声波反射情况，横通孔的声程不能确保与待检位置裂纹的声程完全相同，LS-1试块的形状也会对检测声束的传播造成影响，通过LS-1试块难以对不同规格的拉杆螺栓裂纹进行精确检测和定量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块，通过对试块上不同规格的切槽回波波幅进行测定和记录，最终达到对不同规格的拉杆螺栓裂纹进行精确检测和定量的目的。

本实用新型采用如下技术方案来实现的：

一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块，包括连接在一起且一体化成型的螺纹段和光杆段；其中，

螺纹段的螺牙上开设有齿底切槽和齿面切槽，螺纹段端面、光杆段端面以及光杆段圆周面均为超声探头的耦合面。

本实用新型进一步的改进在于，螺纹段和光杆段的声学特性与待检拉杆螺栓相同或相近。

本实用新型进一步的改进在于，螺纹段的螺牙规格和表面粗糙度与待检拉杆螺栓的螺牙相同或相近。

本实用新型进一步的改进在于，螺纹段的直径、齿间距与待检拉杆螺栓螺纹段相同，直径包括大径、中径和小径。

本实用新型进一步的改进在于，螺纹段的齿底切槽断面与拉杆螺栓轴向垂直，齿面切槽断面与齿面垂直或与轴线方向平行。

本实用新型进一步的改进在于，螺纹段的齿底切槽和齿面切槽的位置保证与待检测部位的声程相同。

本实用新型进一步的改进在于，螺纹段的齿底切槽和齿面切槽断面为与拉杆螺栓疲劳扩展断口相同的类扇形断面。

本实用新型进一步的改进在于，螺纹段的齿底切槽和齿面切槽位置沿螺牙圆周均匀分布；

且齿底切槽和齿面切槽在轴向和周向的间距保证检测过程中不互相干扰。

本实用新型进一步的改进在于，螺纹段端面、光杆段端面和光杆段圆周面的表面粗糙度均不大于Ra＝6.3。

本实用新型进一步的改进在于，光杆段长度保证斜探头可扫查螺纹段全部螺牙，直径与待检拉杆螺栓光杆段直径相同。

本实用新型具有如下有益的技术效果：

本实用新型通过在与待检拉杆螺栓规格相同的螺栓上加工切槽，切槽断面形状和切槽方向与实际可能产生的裂纹相似，模拟实际检测过程中可能出现的裂纹形式，通过测量记录不同声程处切槽的回波幅值和距离关系，最终达到对不同深度位置、不同规格裂纹的精确检测和定量。

附图说明

图1为本实用新型一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块的示意图。

图2为本实用新型一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块的横截面图。

附图标记说明：

1-螺纹段，2-光杆段，3-光杆段端面，4-光杆段圆周面，5-螺牙，6-齿底切槽，7-齿面切槽，8-螺纹段端面，9-类扇形断面，10-齿底。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做出进一步的说明。

参照图1，本实用新型提供的一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块，包括连接在一起且一体化成型的螺纹段1和光杆段2；其中，螺纹段1的螺牙5上开设有齿底切槽6和齿面切槽7，螺纹段端面8、光杆段端面3以及光杆段圆周面4均为超声探头的耦合面。

所述螺纹段1和光杆段2的声学特性与待检拉杆螺栓相同或相近。

所述螺纹段1的螺牙5规格和表面粗糙度与待检拉杆螺栓的螺牙相同或相近。

所述螺纹段1的直径(大径、中径和小径)、齿间距与待检拉杆螺栓螺纹段相同。

所述螺纹段1的齿底切槽6断面与拉杆螺栓轴向垂直，齿面切槽7断面与齿面垂直或与轴线方向平行。

所述螺纹段1的齿底切槽6和齿面切槽7的位置应保证与待检测部位的声程相同。

所述齿底切槽6和齿面切槽7断面为与拉杆螺栓疲劳扩展断口相同的类扇形断面9。

所述齿底切槽6和齿面切槽7位置沿螺牙圆周均匀分布。

所述齿底切槽6和齿面切槽7在轴向和周向的间距应保证检测过程中不互相干扰。

所述试块螺纹段端面8、光杆段端面3和光杆段圆周面4的表面粗糙度均不大于Ra＝6.3。

所述光杆段2长度应保证斜探头可扫查螺纹段1全部螺牙，直径与待检拉杆螺栓光杆段直径相同。

结合图1、2，对本实用新型作进一步的说明：

螺纹段1的齿底切槽6和齿面切槽7采用电火花或者机械加工，齿底切槽6和齿面切槽7的断面为类扇形形状。齿底切槽6是存在于螺纹段1的齿底10上的、断面垂直于轴向的裂纹。齿面切槽7分为两种类型的裂纹，一种是切槽断面垂直于齿面的裂纹，一种是切槽断面平行于轴向的裂纹，这两种裂纹形式是螺纹段裂纹的主要形式。断面形状如图2所示。齿底切槽6和齿面切槽7的位置分布均为沿齿牙周向均匀分布，以在螺纹段1加工出尽可能多的切槽，便于提高裂纹超声定量的准确性。

参照图1，对本实用新型作进一步的说明：

将超声波直探头放置在试块螺纹段端面8或光杆段端面3，使探头和试块耦合面接触良好，移动探头使待检测位置的切槽回波达到最大，调节增益使切槽回波到80％满屏高，记录此时的dB值。用同样的方法对同一位置不同规格的裂纹进行超声检测并记录此时裂纹反射波的dB值，做出裂纹规格-增益曲线。

结合图1，对本实用新型作进一步的说明：

将超声波横波斜探头放置在光杆段圆周面4，使探头和试块耦合面接触良好，前后移动探头使来自待检测部位的切槽超声回波幅度达到最大，调节增益使切槽回波到80％满屏高，记录此时的dB值。用同样的方法对同一位置不同规格的裂纹进行超声检测并记录此时裂纹反射波的dB值，做出裂纹规格-增益曲线。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思和特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块，其特征在于，包括连接在一起且一体化成型的螺纹段(1)和光杆段(2)；其中，

螺纹段(1)的螺牙(5)上开设有齿底切槽(6)和齿面切槽(7)，螺纹段端面(8)、光杆段端面(3)以及光杆段圆周面(4)均为超声探头的耦合面。

2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块，其特征在于，螺纹段(1)和光杆段(2)的声学特性与待检拉杆螺栓相同或相近。

3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块，其特征在于，螺纹段(1)的螺牙(5)规格和表面粗糙度与待检拉杆螺栓的螺牙相同或相近。

4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块，其特征在于，螺纹段(1)的直径、齿间距与待检拉杆螺栓螺纹段相同，直径包括大径、中径和小径。

5.根据权利要求1所述的一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块，其特征在于，螺纹段(1)的齿底切槽(6)断面与拉杆螺栓轴向垂直，齿面切槽(7)断面与齿面垂直或与轴线方向平行。

6.根据权利要求1所述的一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块，其特征在于，螺纹段(1)的齿底切槽(6)和齿面切槽(7)的位置保证与待检测部位的声程相同。

7.根据权利要求1所述的一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块，其特征在于，螺纹段(1)的齿底切槽(6)和齿面切槽(7)断面为与拉杆螺栓疲劳扩展断口相同的类扇形断面(9)。

8.根据权利要求1所述的一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块，其特征在于，螺纹段(1)的齿底切槽(6)和齿面切槽(7)位置沿螺牙(5)圆周均匀分布；

且齿底切槽(6)和齿面切槽(7)在轴向和周向的间距保证检测过程中不互相干扰。

9.根据权利要求1所述的一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块，其特征在于，螺纹段端面(8)、光杆段端面(3)和光杆段圆周面(4)的表面粗糙度均不大于Ra＝6.3。

10.根据权利要求1所述的一种燃气轮机拉杆螺栓螺纹段超声检测用裂纹试块，其特征在于，光杆段(2)长度保证斜探头可扫查螺纹段(1)全部螺牙，直径与待检拉杆螺栓光杆段直径相同。