ボルト応力検出

交渉可能更新02/06

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概要

ボルト応力検出はボルトの長期服務または特定の運転状況における内部応力状態を評価する重要な技術であり、その核心目的は接続信頼性を確保し、材料性能を検証し、応力緩和または集中による故障リスクを予防することである。

製品詳細

ボルト応力検出はボルトの長期服務または特定の運転状況における内部応力状態を評価する重要な技術であり、その核心目的は接続信頼性を確保し、材料性能を検証し、応力緩和または集中による故障リスクを予防することである。以下に検査原理、方法、基準、影響要素及び設備応用の5つの方面から紹介を展開する：

一、検出原理

ボルト応力検出は材料力学と音響特性に基づいて、応力による物理量変化（例えば音速、ひずみ、変位など）の逆推力応力値を測定する。その核心原理は以下のとおりである：

音響弾性効果：超音波が材料中を伝播する時、応力は音速変化を引き起こし、音速あるいは飛行時間（TOF）を測定することによって応力を計算することができる。例えば、ボルト軸方向応力が増加すると、超音波音速が線形に低下し、較正曲線により応力値に正確に変換することができる。

ひずみ−抵抗効果：抵抗ひずみシートはボルト表面に貼り付けられ、ボルトの変形に伴って抵抗変化が発生し、ホイートストンブリッジを通じて抵抗変化をひずみ値に変換し、材料の弾性係数と結合して応力を計算する。

格子歪みの原理：X線または中性子回折は分析材料の格子間隔変化を通じて、間接的に残留応力を測定し、表面または深層応力分布分析に適している。

二、検査方法

検出シーンと精度の需要に応じて、ボルト応力検出方法は非破壊検出と破壊検出の2つの種類に分けることができる：

非破壊検出：

超音波応力検出：

原理：音響弾性効果を利用して、超音波のボルト中の伝播時間あるいは音速変化を測定することによって応力を計算する。

利点：ボルトを破壊する必要がなく、オンラインで服役状態を監視でき、高温、高圧などの劣悪な環境に適している。

応用：航空宇宙、原子力発電、風力発電などの分野の重要ボルト検査、例えばエンジンブレードボルト、原子炉圧力容器ボルト。

磁気弾性応力検出：

原理：強磁性材料の磁気異方性効果に基づいて、応力変化は透磁率の変化をもたらし、磁気センサを通じて磁場変化の逆推力を測定する。

利点：検査速度が速く、一括フィルタリングに適している。

制限：強磁性材料（例えば炭素鋼、合金鋼）にのみ適用する。

X線回折法：

原理：X線が材料を貫通する時、格子間隔の変化は回折角のオフセットをもたらし、オフセット量を測定することによって応力を計算する。

利点：精度が高く、表面または近接表面の応力分布を分析できる。

制限：設備が高価で、検査効率が低く、専門的な操作が必要である。

破壊検出：

ドリル法：

原理：ボルト表面に穴を開けて残留応力を解放し、穴周りの歪み変化を測定して元の応力を計算する。

制限：ボルトを破壊する必要があり、単回検査または故障分析にのみ適用する。

スライス法：

原理：切断ボルトは断面を取得し、金相分析または硬度試験により応力状態を間接的に評価する。

制限：ボルトを破壊し、実験室研究または故障の根源分析にのみ使用する。

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