[发明专利]一种GIS盆式绝缘子环氧试块内应力超声纵波检测方法及系统

说明书

本发明提供一种GIS盆式绝缘子环氧试块内应力超声纵波检测方法，包括：(1)将环氧试块设置为长方体；(2)对环氧试块进行压缩，记录相应的应力压强值；(3)获得对应于每一次应力加载的超声纵波通过环氧试块的波形图；(4)计算超声发射波与超声接收波之间的声时差，获得对应于每一次应力加载的超声纵波在环氧试块中所需时间；(5)测量超声声程，计算环氧试块中超声纵波传播速度；(6)绘制内应力‑超声纵波拟合曲线，获得环氧试块声弹性系数；(7)查找得到由机械应力加载造成的内应力压强数值。本发明利用超声纵波声速，能够快速无损地检测到GIS盆式绝缘子环氧试块的内应力压强值。

技术领域

本发明涉及检测领域，尤其涉及一种GIS盆式绝缘子环氧试块内应力超声纵波检测方法及系统。

背景技术

内应力是在没有外力作用下仍以平衡状态存在于物体内部的应力。目前，内应力的测试方法主要为机械测定法和物理测定法。常用的机械测定法有钻孔法、环芯法和压痕法等。物理测定法检测内应力是利用材料的物理性质来测量其内应力，目前主要有X射线法、光弹性法和超声波法等。

以钻孔法和环芯法为代表的机械测定法检测内应力时会对工件造成破坏。X射线衍射法是一种无损的应力检测方法，但X射线衍射法只能应用于测量晶体材料的内应力，对于环氧树脂等典型的非晶体材料无法进行测量。光弹性法只适用于透明的光弹性材料，而环氧树脂通常会在浇铸时掺杂了大量的氧化铝填料，因此无法用光弹性法测量其内应力。GIS盆式绝缘子是气体绝缘金属封闭开关设备(Gas-insulated metal-enclosedswitchgear，简称GIS)中重要的绝缘部件，起到支撑、绝缘和隔离气室的作用。

超声波法由于其穿透力强、指向性好，对人体无害，对被测物无损伤，测量速度快等特点而成为了一种很重要的无损检测手段。超声波法是依据声弹性理论，即超声纵波与内应力呈线性关系。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种GIS盆式绝缘子环氧试块内应力超声纵波检测方法。当超声波以垂直于应力方向入射时，本发明根据超声纵波声速与应力呈线性关系的声弹性公式，完成超声纵波声速与内应力的曲线拟合，通过测量超声纵波声速，结合内应力和超声纵波声速拟合曲线，求解得到GIS盆式绝缘子环氧试块的内应力数值。在本发明中，GIS盆式绝缘子环氧试块简称为环氧试块。

本发明的目的能够通过以下技术方案实现：

一种GIS盆式绝缘子环氧试块内应力超声纵波检测方法，具体步骤包括：

(1)将环氧试块设置为长方体；

(2)增大压力压强对环氧试块进行压缩，记录相应的应力压强值；

(3)通过超声探伤仪获得对应于每一次应力加载的超声纵波通过环氧试块的波形图；

(4)根据获得的波形图，计算超声发射波与与超声接收波之间的声时差，获得对应于每一次应力加载的超声纵波在环氧试块中所需时间；

(5)测量超声声程，根据超声声速公式，计算环氧试块中超声纵波传播速度；

(6)将内应力压强与超声纵波进行数据拟合，绘制内应力-超声纵波拟合曲线，根据拟合曲线及声弹性公式获得环氧试块声弹性系数；

(7)根据实际测量的超声声速值以及拟合的内应力-超声纵波拟合曲线，查找得到由机械应力加载造成的内应力压强数值。

具体地，所述长方体的长为45mm，宽为30mm，高为35mm。

具体地，所述步骤(2)中，按5MPa的应力梯度增量增大环氧试块的压力压强，增大到100MPa时停止。

优选地，所述步骤(3)中采用水作为超声探伤仪的超声探头和环氧试块接触的耦合剂。