[发明专利]一种通过音频快速筛选粗晶粒螺栓的方法

说明书

本发明公开了一种通过音频快速筛选粗晶粒螺栓的方法，该方法通过收集螺栓的音频、晶粒尺寸、规格、牌号信息形成螺栓音频信息数据库，在检修过程中用铜锤敲击螺栓，收集音频并与同规格、同材质螺栓的音频信息数据库对比，评估螺栓的晶粒尺寸，若评估结果为晶粒粗大，再通过金相组织分析和超声波检测进行进一步判断。若评估结果为晶粒细小，则暂不作为金相抽查样本做金相分析。本发明极大地提高了螺栓筛查的效率和准确性，提高了螺栓服役的安全性和稳定性。

技术领域

本发明属于电力行业检修技术领域，具体涉及一种通过音频快速筛选粗晶粒螺栓的方法。

背景技术

火电、核电等行业的高温高压蒸汽管道法兰或汽轮机、燃气轮机的缸体等部位，应用了大量的高温螺栓材料。由于加工螺栓用棒材合金化程度高、成分设计不合理、加工和热处理窗口窄、工艺的制定和控制不合理等原因，导致电厂在役的螺栓存在晶粒粗大的情况。晶粒粗大会导致螺栓的综合机械性能降低，降低螺栓的服役性能，给机组运行带来安全隐患。上述问题争气钢材质螺栓体现尤为突出。例如，某电厂机组高压调节阀和中压联合汽阀使用材质为20Cr1Mo1VNbTiB(争气1号)的螺栓，在2018年检修中发现有8根该材质的螺栓存在粗晶现象，其中一根断裂。DL/T 438《火力发电厂金属技术监督规程》1.4.4中也要求“机组每次A级检修，应对20CrlMolVNbTiB(争气1号)、20CrlMolVTiB(争气2号)钢制螺栓进行100％的硬度检查、20％的金相组织抽查；同时对硬度高于DL/T439中规定上限的螺栓也应进行金相检查，一旦发现晶粒度粗于5级，应予以更换”。

螺栓用棒材在轧制过程中由于工艺制定不合理或工艺控制不当，会导致棒材局部出现粗大晶粒。例如，由于铸态组织不均匀或棒材轧制过程中变形和温度控制不当，会导致棒材出现局部粗晶组织；由于棒材热轧制过程中每道次变形量的分配和控制不合理，导致棒材出现表面是细晶，心部是粗晶的情况。然而，金相组织检查仅仅是螺栓光杆或端部局部很小区域的检查，并不能确保将存在晶粒粗大问题的螺栓筛选出来。另外，DL/T 438《火力发电厂金属技术监督规程》要求“20％的金相组织抽查”，抽查时并不能确保抽查的螺栓恰好是晶粒粗大的螺栓，并且金相检验效率低下。这给机组的安全、稳定运行带来了一定的隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过音频快速筛选粗晶粒螺栓的方法。本发明通过收集螺栓的音频、晶粒尺寸、规格、合金牌号形成螺栓音频信息数据库。在检修过程中用铜锤敲击螺栓，收集音频并与同规格、同材质螺栓的音频信息数据库对比，评估螺栓的晶粒尺寸，若评估结果为晶粒粗大，再通过超声波检测和金相组织分析进一步判断螺栓晶粒尺寸。若评估结果为晶粒细小，则暂不进行金相组织分析。本发明极大地提高了粗晶粒螺栓筛查的效率和准确性，提高了螺栓服役的安全性和稳定性。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种通过音频快速筛选粗晶粒螺栓的方法，包括螺栓信息数据库收集，现场螺栓音频信息获取，螺栓音频信息与螺栓信息数据库比对，以及晶粒尺寸范围的评估与验证。

本发明进一步的改进在于，所述螺栓信息数据库包含螺栓的规格、材质牌号、晶粒尺寸和音频信息。

本发明进一步的改进在于，螺栓音频的获取是通过将螺栓放置在一个支架上，通过敲击锤敲击螺栓，音频分析仪分析接收到的螺栓音频信号。

本发明进一步的改进在于，测试过程中，支架放置在相同规格螺栓的相同位置。

本发明进一步的改进在于，测试过程中，敲击锤选用铜锤。

本发明进一步的改进在于，测试过程中，敲击锤敲击螺栓的光杆部位和端部截面位置，不可敲击螺纹位置。

本发明进一步的改进在于，测试过程中，音频分析仪应放置在距离同规格螺栓的相同位置处。

本发明进一步的改进在于，所述放置螺栓的支架应至少有两个。