一种螺栓应力测试方法与流程

本发明属于应力测试，尤其涉及一种螺栓应力测试方法。

背景技术：

1、螺栓应力测试是一种测量法兰紧固完成后的螺栓的实际应力的技术。目前常用的应力测试方法有超声波延伸仪法、指示杆法、负载传感器法等。

2、超声波延伸仪法需要通过探头向螺栓内部发射超声波，依靠声波在螺栓内部的传播时间测量螺栓的长度，以此要求螺栓端面绝对平整，且端面要与螺栓轴线绝对垂直。但是在实际项目中的螺栓两端都打上了钢印，端面平整度根本不能满足测量要求。因此采用超声波延伸仪法测量应力就必须要对螺栓进行机械加工，就会大幅增加测量时间和人工费用成本，非常不利于项目开展。

3、指示杆法需要在螺栓中心钻贯通孔，通孔内放入指示杆，指示杆一端与螺栓端面焊接固定，另一端与另一端面齐平。螺栓紧固时会拉长螺栓，测量紧固后的指示杆内陷距离即可获得螺栓的伸长量。在螺栓上钻孔可能会破坏螺栓结构，降低其整体强度，并且钻孔的螺栓不能作为正式螺栓长久使用，不适合在项目中实际应用。

4、负载传感器法是将环形的压力传感器放置在螺母和法兰之间，用以测量螺母在紧固过程中产生的压紧力。但是压力传感器表面不能充分还原法兰面和螺母的真实摩擦系数，会对实际紧固效果造成偏差，并且环形的压力传感器在螺母紧固完成后不能取出，因此该方法在实际应用中存在很大的局限性。

技术实现思路

1、本发明提供一种螺栓应力测试方法，其测量工具使用简单，学习成本极低，且对螺栓端面没有平整度的要求，无需进行机械加工，能够极大程度上缩短整个测量周期。不会对螺栓造成任何破坏，以解决背景技术中提及的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明的具体技术方案如下：

3、一种螺栓应力测试方法，包括以下步骤：

4、s1、对所有的螺栓依次按顺序编号；

5、s2、分别测量所有螺栓在未紧固前的长度作为初始长度并记录；

6、s3、调整法兰对中，将螺栓按照编号顺序依次插入螺栓孔；

7、s4、对螺栓执行多点同步紧固；

8、s5、测量所有螺栓在紧固后的长度，记录数据；

9、s6、将螺栓在未紧固前的长度与紧固后的长度进行比对，得出两次长度的差值；

10、s7、通过两次螺栓长度的差值计算得出螺栓的实际应力。

11、s8、核验计算得出的所有螺栓的实际应力是否均匀一致，是否在要求范围内。

12、进一步，s3中，在螺栓和螺栓孔之间放置垫片，随后螺栓穿过垫片和螺栓孔。

13、进一步，s4中，使用两套相同型号的扭矩扳手对螺栓进行多点同步紧固。

14、进一步，两套扭矩扳手设置相同的目标扭矩值，同步作业，对螺栓进行扭矩的30％，60％，100％，顺时针100％紧固一圈的步骤执行紧固。

15、进一步，s2和s5中，用千分尺对螺栓未紧固前的长度和在紧固后的长度测量。

16、进一步，s7中，按照公式计算得出螺栓的实际应力。

17、进一步，两次的长度差值为螺栓紧固后的伸长量δl。

18、进一步，leff为螺栓发生形变的有效长度，即紧固后两个螺母的中心距离，ats为螺栓的拉应力面积，ar为螺栓的根部面积，e为螺栓材质的杨氏模量。

19、本发明具有以下优点：其测量工具使用简单，学习成本极低，且对螺栓端面没有平整度的要求，无需进行机械加工，能够极大程度上缩短整个测量周期。不会对螺栓造成任何破坏，其计算方案是基于胡克弹性定律的纯粹的计算，不需要拉伸机辅助，不会出现测量误差。

技术特征：

1.一种螺栓应力测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种螺栓应力测试方法，其特征在于，s3中，在螺栓和螺栓孔之间放置垫片，随后螺栓穿过垫片和螺栓孔。

3.根据权利要求1所述的一种螺栓应力测试方法，其特征在于，s4中，使用两套相同型号的扭矩扳手对螺栓进行多点同步紧固。

4.根据权利要求3所述的一种螺栓应力测试方法，其特征在于，两套扭矩扳手设置相同的目标扭矩值，同步作业，对螺栓进行扭矩的30％，60％，100％，顺时针100％紧固一圈的步骤执行紧固。

5.根据权利要求1所述的一种螺栓应力测试方法，其特征在于，s2和s5中，用千分尺对螺栓未紧固前的长度和在紧固后的长度测量。

6.根据权利要求1所述的一种螺栓应力测试方法，其特征在于，s7中，按照公式计算得出螺栓的实际应力。

7.根据权利要求6所述的一种螺栓应力测试方法，其特征在于，两次的长度差值为螺栓紧固后的伸长量δl。

8.根据权利要求7所述的一种螺栓应力测试方法，其特征在于，leff为螺栓发生形变的有效长度，即紧固后两个螺母的中心距离，ats为螺栓的拉应力面积，ar为螺栓的根部面积，e为螺栓材质的杨氏模量。

技术总结
一种螺栓应力测试方法，属于应力测试技术领域，包括以下步骤：对所有的螺栓依次按顺序编号；分别测量所有螺栓在未紧固前的长度作为初始长度并记录；调整法兰对中，将螺栓按照编号顺序依次插入螺栓孔；对螺栓执行多点同步紧固；测量所有螺栓在紧固后的长度，记录数据；将螺栓在未紧固前的长度与紧固后的长度进行比对，得出两次长度的差值；通过两次螺栓长度的差值计算得出螺栓的实际应力。本发明其测量工具使用简单，学习成本极低，且对螺栓端面没有平整度的要求，无需进行机械加工，能够极大程度上缩短整个测量周期。不会对螺栓造成任何破坏，其计算方案是基于胡克弹性定律的纯粹的计算，不需要拉伸机辅助，不会出现测量误差。

技术研发人员：范春垒,程晋宜,李家福,宋健,刘超,徐庚,黄太安,董济水,曹康宇,韩魁良,王超众
受保护的技术使用者：海洋石油工程（青岛）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8