Методы мониторинга резьбовых соединений (обзорная статья)

Abstract

Резьбовые соединения, включающие соединяемые детали и резьбовой крепёж (болты, винты, шпильки, гайки, шайбы), широко используются в промышленности, строительстве, быту благодаря многочисленным преимуществам, которыми они обладают по сравнению с другими видами соединений. Однако в условиях переменных нагрузок наблюдается ослабление затяжки резьбовых соединений вплоть до раскрытия их стыка и разрушения крепежа. Признаком ослабления затяжки резьбовых соединений является уменьшение осевой силы (напряжения) в стержне болта (шпильки, винта), а признак начинающегося разрушения соединения ˗ трещины в деталях крепежа. Непрерывный контроль измеряемых параметров и сравнение их величин с пороговыми значениями осуществляется мониторингом соответственно величин напряжений и трещин в болтах (шпильках, винтах). В настоящей статье рассмотрены основные принципы, даны сравнительные характеристики, проанализированы достоинства и недостатки наиболее известных методов мониторинга резьбовых соединений с крупным крепежом (d = 30…200 мм), а также обсуждается возможность применения некоторых из них для мониторинга резьбовых соединений турбинного оборудования электростанций.

Threaded connections, including connected parts andthreaded fasteners (bolts, screws, studs, nuts, washers), are widely used in industry, construction, and everyday life due to the numerous advantages they have over other types of connections. However, under conditions of variable loads, a weakening of tightening of threaded connections is observed up to the opening of their joint and destructionof fasteners. A sign of a loosening of the tightening of threaded connections is a decrease in the axial force (stress) in the rod of a bolt (stud, screw), and a sign of incipient destruction of the connection is a crack in the fasteners. Continuous monitoring of the measured parameters and comparison of their values with threshold values is carried out by monitoring, respectively, the magnitudes of stresses and cracks in bolts (studs, screws). This article discusses the basic principles, gives comparative characteristics, analyzes the advantages and disadvantages of the most well-known methods for monitoring threaded connections with large fasteners (d = 30 ... 200 mm), and also discusses the possibility of using some of them for monitoring threaded connections of turbine equipment of power plants.