一種螺紋緊固件保證載荷測試裝置及測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及到一種螺紋緊固件保證載荷測試裝置及測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 螺紋緊固件的保證載荷是檢測螺紋緊固件力學(xué)性能的重要指標(biāo)，隨著煉油、化工 及核電等領(lǐng)域裝置大型化的發(fā)展，要求壓力容器在高溫高壓下運(yùn)行，這樣，設(shè)備上所需的螺 栓、螺母直徑也相應(yīng)增大，為保證連接的可靠性和安全性，需要對螺栓、螺母均提出保證載 荷測試的要求。
[0003] 目前大部分檢測機(jī)構(gòu)的拉力試驗(yàn)機(jī)所能提供的拉伸載荷極限為2.94X106N (300t)，針對于保證載荷在2.94X106N(300t)以上的大規(guī)格螺栓、螺母還沒有完備的實(shí)驗(yàn) 條件，尤其是對于直徑大于39mm以上的大規(guī)格螺栓、螺母，仍沒有完備的實(shí)驗(yàn)條件，所以大 規(guī)格螺栓、螺母的保證載荷測試一直以來都是緊固件性能測試方面的技術(shù)難題。另外，傳統(tǒng) 的螺紋緊固件保證載荷的測試裝置都是僅能針對某種特定規(guī)格的螺栓、螺母進(jìn)行保證載荷 測試，當(dāng)待測螺栓、螺母的規(guī)格發(fā)生變化時，就需要重新選用螺紋緊固件保證載荷測試裝 置，這給螺紋緊固件保證載荷測試帶來極大的不便，設(shè)計一種能夠適應(yīng)多種規(guī)格螺栓、螺母 保證載荷測試裝置成為亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是：提供一種螺紋緊固件保證載荷測試裝置， 該測試裝置結(jié)構(gòu)簡單、加載能力強(qiáng)、操作簡單可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用，能適應(yīng)多種大規(guī)格螺栓或 螺母保證載荷測試。
[0005]本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是：提供一種螺紋緊固件保證載荷測試方法， 該方法加載方式簡單、加載能力強(qiáng)，適用于多種規(guī)格螺栓、螺母保證載荷測試，尤其適用于 大規(guī)格的螺栓或螺母的保證載荷測試。
[0006]為解決上述第一個技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種螺紋緊固件保證載荷測 試裝置，包括頂推預(yù)緊裝置、壓力檢測裝置、螺柱、待測螺母、緊固裝置，所述螺柱的下端安 裝于緊固裝置上，所述待測螺母螺紋安裝于螺柱的螺紋段上，所述螺柱上位于待測螺母的 上方套裝有套筒，所述套筒的下端與待測螺母頂觸配合，所述頂推預(yù)緊裝置包括頂推預(yù)緊 螺母機(jī)構(gòu)和第一墊片，頂推預(yù)緊螺母機(jī)構(gòu)安裝于螺柱的螺紋段上，第一墊片套裝在螺柱上 且位于預(yù)緊螺母機(jī)構(gòu)和套筒之間，所述壓力檢測裝置安裝于螺柱或套筒上。
[0007]作為一種優(yōu)選的方案，所述頂推預(yù)緊螺母機(jī)構(gòu)包括頂推螺母和頂推螺釘，頂推螺 母螺紋安裝于螺柱的螺紋段上，所述頂推螺釘沿頂推螺母周向均布并安裝在頂推螺母上， 頂推螺釘頂緊所述第一墊片。
[0008]作為一種優(yōu)選的方案，所述壓力檢測裝置包括應(yīng)變片、應(yīng)變片導(dǎo)線，所述應(yīng)變片粘 貼于螺柱上，所述套筒套設(shè)于應(yīng)變片的外部，套筒上設(shè)有導(dǎo)線槽，應(yīng)變片導(dǎo)線從導(dǎo)線槽引出 與應(yīng)變儀連接。
[0009] 作為一種優(yōu)選的方案，所述壓力檢測裝置為壓式負(fù)荷傳感器，所述壓式負(fù)荷傳感 器安裝于套筒和待測螺母之間并且與測力顯示儀連接。
[0010] 作為一種優(yōu)選的方案，所述套筒為壓式負(fù)荷傳感器，該壓式負(fù)荷傳感器作為所述 壓力檢測裝置與測力顯示儀連接。
[0011] 作為一種優(yōu)選的方案，所述壓式負(fù)荷傳感器與待測螺母之間還安裝有第二墊片， 所述第二墊片的結(jié)構(gòu)與待測螺母相適應(yīng)。
[0012] 作為一種優(yōu)選的方案，所述螺柱為雙頭螺柱，所述應(yīng)變片粘貼于螺柱的光桿段，所 述待測螺母螺紋安裝于螺柱的下螺紋段，所述緊固裝置包括緊固螺母機(jī)構(gòu)、第三墊片、試驗(yàn) 臺、第四墊片、普通螺母，所述螺柱的下螺紋段貫穿試驗(yàn)臺且通過緊固螺母機(jī)構(gòu)、第三墊片 和普通螺母緊固，第四墊片安裝于試驗(yàn)臺與普通螺母之間。
[0013] 作為一種優(yōu)選的方案，所述螺柱為螺栓，所述螺栓的頭部朝下，所述緊固裝置包括 左夾具和右夾具，所述左夾具和右夾具上分別設(shè)置有用于夾持螺栓頭部的夾持型腔，所述 左夾具和右夾具分別與夾持動力裝置連接。
[0014] 采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是:測試時，頂推預(yù)緊螺母機(jī)構(gòu)向下產(chǎn) 生頂推的壓力，該壓力經(jīng)套筒傳遞至待測螺母，對螺柱產(chǎn)生拉伸，從而實(shí)現(xiàn)對待測螺母保證 載荷測試，在此過程中，壓力檢測裝置對螺柱承受的壓力進(jìn)行檢測，雙頭螺柱承受的拉力即 待測螺母承受的壓力，該測試裝置的頂推預(yù)緊螺母機(jī)構(gòu)施加的頂推力可調(diào)，理論上可以達(dá) 到任意頂推力，有效解決了傳統(tǒng)方法加載能力不足的難題，并且可以實(shí)現(xiàn)對多種大規(guī)格待 測螺母的保證載荷測試，該測試裝置結(jié)構(gòu)簡單、加載能力強(qiáng)、安裝方便、操作簡單可以實(shí)現(xiàn) 重復(fù)使用。
[0015] 又由于所述螺柱為雙頭螺柱，所述應(yīng)變片粘貼于螺柱的光桿段，所述待測螺母螺 紋安裝于螺柱的下螺紋段，所述緊固裝置包括緊固螺母機(jī)構(gòu)、第三墊片、試驗(yàn)臺、第四墊片、 普通螺母，所述螺柱的下螺紋段貫穿試驗(yàn)臺且通過緊固螺母機(jī)構(gòu)、第三墊片和普通螺母緊 固，第四墊片安裝于試驗(yàn)臺與普通螺母之間，該種結(jié)構(gòu)有利于螺紋緊固件保證載荷測試裝 置進(jìn)行固定。
[0016] 又由于所述頂推預(yù)緊螺母機(jī)構(gòu)包括頂推螺母和頂推螺釘，頂推螺母螺紋安裝于螺 柱的螺紋段上，所述頂推螺釘沿頂推螺母周向均布并安裝在頂推螺母上，頂推螺釘頂緊所 述第一墊片，對待測螺母施加的頂推壓力由頂推螺釘均勻分擔(dān)，從而保證了待測螺母受力 均勻，保障了保證載荷測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，并且每個頂推螺釘所收到的頂推力較小，測試穩(wěn) 定。
[0017] 又由于所述壓式負(fù)荷傳感器與待測螺母之間還安裝有第二墊片，所述第二墊片的 結(jié)構(gòu)與待測螺母相適應(yīng)，一方面該墊片可以使得待測螺母受力更為均勻，保證載荷測試結(jié) 果更為準(zhǔn)確性，另一方面可以根據(jù)待測螺母的不同形狀和結(jié)構(gòu)使用與之相適應(yīng)的墊片，從 而避免了待測螺母的形狀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時需要更換壓式負(fù)荷傳感器的問題。
[0018] 為解決上述第二個技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種螺紋緊固件保證載荷測 試方法，包括以下步驟：
[0019] 1)根據(jù)國標(biāo)中給出的相應(yīng)強(qiáng)度等級下待測螺母的保證應(yīng)力，選取頂推螺母和螺 柱，使頂推螺母和螺柱的強(qiáng)度等級大于待測螺母的強(qiáng)度等級；
[0020] 2)將螺柱的下端固定于試驗(yàn)臺上，將壓力檢測裝置安裝于螺柱上，將待測螺母、套 筒、第一墊片、頂推螺母由下而上安裝于螺柱上，將頂推螺釘安裝于頂推螺母上且頂推第一 墊片；
[0021] 3)根據(jù)國標(biāo)中給出的相應(yīng)強(qiáng)度等級下待測螺母的保證應(yīng)力，計算出待測螺母的理 論保證載荷，以此作為保證載荷測試的目標(biāo)載荷，計算出每個頂推螺釘需要提供的理論頂 推力；
[0022] 4)調(diào)節(jié)頂推螺釘?shù)捻斖屏?，使其達(dá)到理論頂推力；
[0023] 5)利用壓力檢測裝置得到試驗(yàn)時待測螺母的實(shí)際載荷，繼續(xù)調(diào)節(jié)頂推螺釘，當(dāng)待 測螺母的實(shí)際載荷達(dá)到目標(biāo)載荷時，保持15s;
[0024] 6)卸去頂推螺釘，按國標(biāo)規(guī)定的保證載荷試驗(yàn)檢測方法檢測螺紋副是否符合保證 載荷要求。
[0025]作為一種優(yōu)選的方案，所述壓力檢測裝置為應(yīng)變片或壓式負(fù)荷傳感器；
[0026]當(dāng)壓力檢測裝置為應(yīng)變片時，將應(yīng)變片粘貼在螺柱上并與應(yīng)變儀連接；
[0027]當(dāng)壓力檢測裝置為壓式負(fù)荷傳感器時，將壓式負(fù)荷傳感器安裝于套筒和待測螺母 之間或直接替換套筒使用。
[0028]采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是：由于該檢測方法根據(jù)國標(biāo)中給出 的相應(yīng)強(qiáng)度等級下待測螺母的保證應(yīng)力，計算出待測螺母的理論保證載荷，以此作為保證 載荷測試的目標(biāo)載荷，計算出每個頂推螺釘需要提供的頂推力，利用扭矩扳手對頂推螺釘 施加較小的扭矩，可以實(shí)現(xiàn)測試所需要的巨大壓力，有效解決了傳統(tǒng)加載方法加載能力不 足的問題，為大規(guī)格螺紋緊固件保證載荷測試提供了有力的實(shí)驗(yàn)條件，加載方式簡單、加載 能力強(qiáng)。
[0029]由于所述壓力檢測裝置為