案例研究

BOLT-IN:通过新型无损检测技术进行螺栓载荷在役检查和监测

解决的问题

螺栓和螺钉是最常见的连接技术之一,能够连接任何两种材料,即使它们是不同的。螺栓被用于大多数关键和要求高的行业,包括基础设施、发电、石油和天然气、石油化工、采矿、建筑、运输等等。

螺栓和螺钉

螺栓是应力集中器,如果安装和维护不当,会使整个结构崩溃。在某些部门,由于螺栓的数量庞大和/或难以进入,检查这些螺栓是危险的,成本高且耗时长。

由于传统的扭矩扳手最多只能提供±20-25%的不确定性,使得这种技术非常不可靠,超声波螺栓载荷验证(UBLV)已成为螺栓载荷评估的行业标准。UBLV方法在松动状态下对紧固件进行基线测量,然后拧紧紧固件并再次测量。通过比较飞行时间的差异,并使用平均横截面受力面积和材料速度和弹性模块,可以计算出应用载荷。这里的主要问题是,存在没有这种参考测量的设施,因此,在这些情况下,螺栓应该被拆开,这根本不可行,因为规定要求每个松动的螺栓必须被替换。

Innerspec的解决方案。BOLT-IN

Innerspec已经开发了一个新颖的双波解决方案,它结合了EMAT(电磁声传感器)和DCUT(干耦合超声波技术),允许了解新的和在用螺栓的负载水平。

Innerspec的方法是在不知道原始长度的情况下,测量两个超声波飞行时间来研究螺栓伸长率的变化。因此,这就消除了拆卸它们的需要。

Innerspec公司的螺栓测量示意图
公式

除了这一独特的区别,与传统的压电晶体不同,EMAT和DCUT不需要液体耦合剂,提供了关键的技术优势,如消除了准备被调查材料表面的需要,节省了关键的检查时间。

这个解决方案已经可以与Innerspec POWERBOX H系统一起使用,我们的手持式电池操作仪器能够达到98%的精度。这个设备可以解决针对几个行业的不同无损检测应用,这意味着用一台仪器就可以进行不同的无损检测应用,如残余应力测量,厚度测量,表面和/或体积检测。

Innerspec POWERBOX H监测螺栓

成功案例

在BOLT-IN项目中,通过在实验室和实际环境中进行多次试验,双波方法得到了验证。BoltPrep,一家专门从事关键螺栓检测的澳大利亚检测公司,是这个项目的主要分包商。他们在其客户的设施中对BOLT-IN技术进行了测试,取得了很好的效果,从而使这项新技术顺利进入澳大利亚市场。

BoltPrep的客户已经享受到Innerspec评估螺栓载荷的双波方法的优势(不需要耦合剂,98%的精度,可重复性,可靠性,检测速度,不需要拆卸螺栓等),并准备继续探索BOLT-IN的优点。

Innerspec POWERBOX H进行螺栓载荷在职检查

BoltPrep是澳大利亚第一家使用这种独特技术的检测公司,保证对石油天然气和采矿业关键资产的在役螺栓进行全面评估。

本项目得到了欧盟地平线2020研究和创新计划的资助,资助协议编号为2020-1266 INNOWWIDE - BOLT-IN。本文件仅反映了作者的观点,委员会不对其所含信息的任何使用负责。