BOLT-IN:利用新一代非破壞檢測技術進行螺栓負載的在役監控與評估
問題背景
螺栓與螺釘是最常見的機械連接元件,廣泛應用於連接不同材質的零件。儘管螺栓與螺釘有所差異,但它們在結構整合中扮演著關鍵角色。螺栓尤其常見於基礎設施、電力、石油與天然氣、石化、礦業、建築與運輸等高要求的產業領域。
然而,螺栓也是潛在的應力集中點。如果安裝或維護不當,可能導致整體結構失效。由於許多設施內螺栓數量龐大、位置隱蔽或難以接近,傳統檢查方式不僅費時耗力,還存在安全風險與高昂成本。
傳統技術的限制
過去多數檢測依賴扭矩扳手,但該方法的測量誤差可達 ±20-25%,可靠性不足。因此,**超音波螺栓負載驗證(UBLV)**技術逐漸成為新標準。UBLV 透過比對螺栓預緊前後的超音波飛行時間變化,結合材料特性來估算實際載荷。
但這種方法通常需要初始參考數據作為基準,而許多設施並未保留這些數據。一旦無法取得基準,便需拆除螺栓重新測量,而相關法規又要求更換所有已拆除的螺栓,使該方法在實務上困難重重。
Innerspec 的創新方案:BOLT-IN
Innerspec 提出了一種創新的雙波無損檢測技術 BOLT-IN,融合了 **EMAT(電磁超音波探頭)**與 DCUT(乾耦合超音波技術),能夠在不拆卸螺栓、亦無需預先參考值的情況下,直接測量新舊螺栓的實際負載。
透過同步比較兩個不同超音波信號的飛行時間,BOLT-IN 能夠精準判定螺栓的伸長變化,從而推估受力情況。此技術免除了拆卸的需要,並且不需液態耦合劑,顯著減少檢查時間與準備工作。
技術優勢與應用場景
EMAT 與 DCUT 技術突破了傳統壓電晶體的限制,提供了以下關鍵優勢:
- 免耦合劑:無需液體傳導介質即可檢測
- 表面處理簡化:不需拋光或清潔表面
- 檢測速度快:適合大量螺栓快速檢測
- 準確性高:測量誤差僅約 2%
- 高度可靠與可重複性
這套技術現已整合於 Innerspec POWERBOX H 便攜式系統中。該設備為電池供電手持裝置,支援多種非破壞檢測應用,包括厚度量測、殘餘應力分析及表面與體積缺陷評估,一機多用,廣泛應用於多個行業。
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