微特螺栓预紧力在线监测系统

在各类大型工程和机械设备中，螺栓作为关键连接件，承担着至关重要的作用。然而，螺栓失效引发的事故却屡见不鲜，造成了巨大的人员伤亡和财产损失。为有效解决这些问题，保障设备安全运行，微特推出螺栓预紧力在线监测系统。该系统致力于实时、精准监测螺栓状态，避免因螺栓问题引发的严重事故。

需求背景

某电站机组因超负荷运行，导致水轮机顶盖的锚定螺栓被拉断。断裂后，机组转动部件及顶盖在巨大水压下向上抛出，破坏厂房结构，引发水淹厂房的连锁灾害，造成75人死亡、13人受伤，多台机组完全损毁。

山西某风电场43#塔筒从中、下段法兰连接处折断倒塌，主机随同塔筒上段和中段朝着主导风向北偏西60度方向，法兰盘脖颈距端部12mm处撕裂近三分之二（连接螺栓83孔），三分之一螺栓断裂（42个），中塔筒下法兰约三分之一撕裂随中塔筒倒下。

预紧力（或轴力）是螺栓连接设计和使用的唯一指标，超过 80%的螺栓失效是由于初始紧固螺栓预紧力不足导致！

主因1：疲劳断裂。螺栓由于扭矩法考虑不足造成预紧力不足，在交变应力下使螺栓产生疲劳裂纹，最终扩展发生了断裂。断裂位置多位于螺栓与螺母螺纹接触的第一齿应力较集中处。叶片螺栓居多。

主因2：螺栓受剪后疲劳断裂。预紧力不足导致被连接件连接件在运行中产生滑移和错位，碰磨和剪切螺栓，螺杆表面损伤形成裂纹源引起疲劳断裂。叶片螺栓居多。

主因3：过载断裂。主要源于装配时预紧力过小或失效，从而导致一部分螺栓承受过大载荷，当载荷大于螺栓的抗拉强度时，螺栓发生断裂。常见于塔筒螺栓。

技术原理

螺栓预紧力在线监测系统是根据声弹性理论，通过测量超声波在螺栓等紧固件中传输时间的变化，计算出螺栓应力、轴力、伸长量等数值。结合数字、可视化报表组合的形式展示各个监测设备的最新监测数据，给出报警信息。

核心优势

通过超声波换能器能直接测量螺栓所承受的轴向应力，测量误差小，该方法具有更高的测量精度。螺栓的应力函数一旦建立就可以实时地在线监测螺栓的应力状态。可以检测在役螺栓，判断螺栓的松紧状态。

1.直接测量螺栓受力情况及预紧力衰减的变化情况：通过超声纵波测量螺栓按当前设计工艺安装完成后，不同分布螺栓安装后的受力（预紧力）情况，和一段时间内螺栓受力（预紧力衰减）的变化情况。

2.验证、确定紧固工艺：通过超声纵波测量试验能够可靠、完整的得出安装之后的螺栓轴力及轴力的损失量。保装配质量，并对关键部位螺栓实现周期性的轴力测量。

有助于提高机械连接的安全性和可靠性，避免因螺栓松动或断裂导致的设备故障或安全事故。

应用场景

顶盖螺栓探头安装

机组拐臂螺栓