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1、ICS 27. 140CCS P 26NB中华人民共和国能源行业标准pNB/T11100-2023水电工程螺栓应力在线监测技术规程Technicalcodeforonlinemonitoringsystemofboltstressforhydropowerprojects2023-02-06发布2023-08-06实施国家能源局发布中华人民共和国能源行业标准水电工程螺栓应力在线监测技术规程TechnicalcodeforonlinemonitoringsystemofboltstressforhydropowerprojectsNBT11082-2023主编部门：水电水利规划设计总院批准部门：
2、国家能源局施行日期：2023年08月06日中国水利水电出版社2023北京国家能源局公告2023年第1号根据中华人民共和国标准化法能源标准化管理办法，国家能源局批准高压直流保护测试设备技术规范等168项能源行业标准（附件1）、CodeforDesignofUndergroundSteelBifurcatedPipewithCrescentRibofHydropowerStations等20项能源行业标准外文版（附件2）、防水材料用沥青1项能源行业标准修改通知单（附件3）,现予以发布。附件：L行业标准目录2 .行业标准外文版目录3 .行业标准修改通知单国家能源局2023年2月6日附件:行业标准目录
3、序号标准编号标准名称代替标准采标号批准日期实施日期50NB/T11100-2023水电工程螺栓应力在线监测技术规程2023-02-062023-08-06目次前言II弓I言III1范围12规范性引用文件13术语和定义14总则I4.1 基本要求24.2 通信接口25技术要求25.1 一般要求25.2 系统的功能与特性25.3 系统的基本结构35.4 测点布置原则45.5 螺栓应力传感器45.6 使用条件55.7 传感器安装55.8 校验和校准56评价准则66.1 剩余预紧力评价准则66.2 轴向工作应力评价准则6参考文献7-XZ-a-刖B本文件按照GBT1.12020标准化工作导则第1部分：标准
4、化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由国家能源局负责管理，由水电水利规划设计总院提出并负责日常管理，由能源行业水电金属结构及启闭机标准化技术委员会(NEATC21)负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送水电水利规划设计总院(地址：北京市西城区六铺炕北小街2号，邮政编码：100120).本文件起草单位：国能大渡河流域水电开发公司、成都众柴科技有限公司、中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司、中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司、中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司、中国电建集团贵阳勘测设计研究院有
5、限公司、长江勘测规划设计研究有限责任公司、黄河勘测规划设计研究院有限公司、西安热工研究院有限公司、浙江省新能源投资集团、哈尔滨大电机研究所有限公司、东方电气集团东方电机有限公司、河海大学、中国水利水电第七工程局有限公司。本文件主要起草人：涂扬举、王安、李林、刘鹏鹏、侯远航、向升、郑谊、马芳平、蒋德成、彭放、郑源、林咸志、余阳、李新燕、刘建栋、伍志军、胡彩石、袁延良、徐祐、钱军祥、王可、李月伟、丁正忠、沈珊珊、幸智、李太江、吴易洋、魏立华、华应强、张猛、梅燕、梁巍、朱坤、王强。引言为适应水电工程螺栓应力在线监测需要，规范水电工程螺栓应力在线监测系统技术要求，根据国家能源局综合司关于下达2019年
6、能源领域行业标准制（修）订计划及英文版翻译出版计划的通知（国能综通科技（2019）58号）的要求，经深入调查研究，认真总结实践经验，参考国内外相关标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本文件。IIl水电工程螺栓应力在线监测技术规程1 范围本文件规定了水电工程金属结构、水轮发电机组（反击式机组、冲击式机组、可逆式机组）等设备重要连接螺栓应力在线监测系统的技术要求。本文件适用于闸门及启闭机结构螺栓、闸阀式闸门门槽盖板螺栓、水轮机顶盖螺栓、蜗壳进人门螺栓、尾水管进人门螺栓、水轮机进水阀螺栓、灯泡机组流道盖板螺栓、灯泡机组转轮室螺栓、定子铁心穿心螺杆等的应力在线监测。水轮机主轴与转轮螺栓、水轮机主轴与发
7、电机主轴螺栓、上端轴螺栓、推力头与转子中心体螺栓、磁极拉紧螺杆、磁粕拉紧螺杆和重要基础螺栓的预紧力、剩余预紧力、轴向工作应力定期检测参照执行。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T3098.1紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB/T16823.1螺纹紧固件应力截面积和承载面积GB/T16823.3紧固件扭矩-夹紧力试验3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1剩余预紧力remainderpre-tighteningfo
8、rce预紧螺栓在受轴向荷载时，预紧力的剩余量。3.2轴向工作应力axialworkingstressofbolt螺栓和螺杆在工作状态下承受的剩余预紧力和轴向工作荷载产生的应力之和。4.1 基本要求4. 1.1螺栓应力在线监测系统应具备对螺栓预紧力、剩余预紧力和轴向工作应力等参数进行数据采集、存储、分析和管理的功能，并以数据、图形、表格和文字等形式进行显示和描述，应能及时对螺栓和螺栓连接件异常状态进行预警、报警和辅助诊断。5. 1.2螺栓应力在线监测系统应适应不同规格、材质和工作条件的螺栓监测要求，具有多通道和同步输入输出等功能。6. 1.3当螺栓轴向工作应力或剩余预紧力出现异常时，在线监测系统
9、应发出报警信号和生成螺栓评价报告。4.2 通信接口螺栓应力在线监测系统应预留现地至集中控制或中控室的数据通信接口，并可根据被监测螺栓所属设备类型，预留下列通信接口：a) 金属结构设备状态在线监测数据输入的通信接口。b) 闸门开度、上下游水位、启闭力等数据输入的通信接口。c) 机组状态在线监测数据输入的通信接口。d) 机组出力、导叶开度、水压、水头等数据输入的通信接口。5技术要求1. 1一般要求螺栓应力在线监测系统应根据地理位置和使用环境选用传感器单元和数据采集单元，上位机应布置在室内。5. 2系统的功能与特性6. 2.1数据采集螺栓预紧力、剩余预紧力、轴向工作应力等参数应从布置在被监测螺栓上的
10、传感器来集，其他运行参数可从相关设备或资料获取。数据采集单元应具有数据采集、处理和传输功能。7. 2.2数据存储和管理螺栓应力在线监测系统数据存储和管理应符合下列规定：a)数据服务器存储的数据应满足系统状态分析需要，至少存储36个月的监测数据，完整记录并保存设备出现异常前后15min的采样数据。b)数据库应提供自动备份、手动备份和增量备份数据的功能。c)应具备自动检索功能，用户可通过输入检索运行工况参数快速获得满足条件的数据。d)应具有历史数据回放功能。e)应具备数据下载功能，可根据数据检索条件下载相关数据。D应有自动管理、检查、清理和维护数据库功能，实时监测硬盘容量信息。g)当剩余容量低于设
11、定值时，应自动发出警告信息，对超过存储时限的数据进行清理。h)数据库应具备多级权限认证功能，只有授权用户才能访问权限范围内的数据。5.2.3报警螺栓应力在线监测系统应能提供报警功能，报警阈值应根据设备技术特性和运行参数确定，报警逻辑和报警阈值应能通过软件组态设置。出现报警时，系统应显示分级报警界面。5. 2.4辅助诊断螺栓应力在线监测系统应能对螺栓连接件的异常现象进行辅助诊断，并能通过历史数据趋势进行分析、评价，提供辅助诊断结论。5.5.5 系统自诊断及自恢复螺栓应力在线监测系统自诊断及自恢复功能应满足下列要求：a) 应对系统内的硬件及软件进行自诊断，出现故障时，应自动报警。b) 应具有自恢复
12、功能和自启动功能。c) 应具有失电保护功能。5.5.6 评价报告螺栓应力在线监测系统应能提供评价报告，报告应反映螺栓运行参数的数值和变化趋势，对运行参数提出评价，并附有相关图形和图表。报告宜采用WPS、Word、EXCel等兼容的文件格式。报告应包含设备信息、监测信息、趋势图、评价信息、预警及报警记录等内容。5.3系统的基本结构5.3.1系统组成螺栓应力在线监测系统宜采用分布式开放系统结构，由传感器、数据采集单元、传输设备和上位机组成。5.3.2 传感器螺栓应力在线监测系统传感器宜采用声弹性法螺栓应力传感器、应变电阻式螺栓应力传感器、光纤式螺栓应力传感器5.3.3 数据采集单元螺栓应力在线监测
13、系统数据采集单元应由数据采集装置、相关软件和传感器供电电源等设备组成。5.3.4 传输设备螺栓应力在线监测系统数据采集单元与上位机之间的数据传输可采用有线或无线通信的网络设备连接。5.3.5 上位机螺栓应力在线监测系统的上位机应由数据服务器、显示器、屏柜、网络服务器、网络安全装置、通信接口和操作台等组成。5. 4测点布置原则螺栓应力传感器测点布置应符合下列规定：a) 传感器应充分考虑使用部位、结构的受力特点、机构特性、结构空间、螺栓安装方式和现场条件等因素布置。b) 结构连接件的螺栓群组实施在线监测的测点数量宜为该群组螺栓数量的1/101/2,并应按螺栓群中心线对称布置。C)圆环法兰连接件和矩
14、形法兰连接件的螺栓组实施在线监测的测点数量宜为该组螺栓数量的1512,并应按中心对称布置。d) 水轮机主轴与转轮螺栓、水轮机主轴与发电机主轴螺栓、上端轴螺栓、推力头与转子中心体螺栓、磁极拉紧螺杆、磁箱拉紧螺杆定期检测的测点数量，宜根据机组检修级别确定。e) 水轮机进水阀、发电机定子、上下机架等重要部位基础螺栓定期检测的测点数量，宜根据机组检修级别确定。5. 5螺栓应力传感器6. 5.1声弹性法螺栓应力传感器的性能指标应符合下列规定：a) 传感器探头应采用超声波纵波直探头。b) 传感器探头直径不宜大于Iomm。c) 时差精确度不应大于1ns。d) 测量应力误差范围宜为70MPa_10MPa。e)
15、 重复精确度不应大于1%。f) 防护等级应根据使用环境确定，不宜低于IP66。5. 5.2应变电阻式螺栓应力传感器的性能指标应符合下列规定：a) 分辨率不应大于2口e。b) 非线性度不应大于0.5*FS。c) 在补偿温度范围内，温度漂移不应大于0.3%。d) 在允许工作温度范围内，温度漂移不应大于0.5%。e) 安全超载不应低于150%FS0f) 防护等级应根据使用环境确定，不宜低于IP66。5. 5.3光纤式螺栓应力传感器的性能指标应符合下列规定：a) 分辨率不应大于IOPm。b) 灵敏度不应小于0.5pmeoc) 不应存在50HZ或60HZ噪音干扰。d) 信号应长期稳定可靠，不应发生漂移现
16、象。e) 自带光缆应经过振动测试，确保光缆不因外力振动而导致输出信号漂移。f) 防护等级应根据使用环境确定，不宜低于IP66。5.6 使用条件在线监测系统使用条件宜符合下列规定：a) 传感器的使用环境温度范围宜为-20C“+60C。b) 数据采集单元的使用环境温度范围宜为-2(TC+6(Cc) 上位机的使用环境温度范围宜为0C40C。d) 传感器使用场地的尘埃值尘埃粒度大于0.5m的个数应小于18000粒/L,必要时宜考虑防尘措施，防止施工期粉尘对传感器的污染。5.7 传感器安装传感器安装不应影响螺栓原设计的强度及功能，并满足以下要求：a) 安装前应对传感器进行灵敏度校验。b) 安装前应编制测
17、点编号，规划传感器信号线缆的布置走向，同时绘制测点布置图。c) 传感器应通过工业粘接剂粘接在螺栓端面上，安装前应去除螺栓端面的杂物，端面应修磨平整、露出金属光泽，且应增加专用防护装置。d) 安装后应对螺栓的表面防护进行恢复，并满足原设计要求。5 .8校验和校准5.1.1 校验螺栓应力在线监测系统出厂前应完成校验，并符合下列规定：a) 校验应通过专用试样进行，试样应与被测螺栓的规格、材质、热处理方式一致。b) 应依据GB/T16823.1计算螺栓在不同荷载条件下的应力值，并绘制荷载一应力曲线图。c) 校验应在螺栓试验台上进行，螺栓试验设备宜按照GB/T16823.3规定的方法和要求配置，螺栓试验
18、台应具备连续加载的功能。d) 校验时应对试样连续加载，应力测试数据与理论计算数值进行比对。校验过程的试验荷载上限应按GB/T3098.1规定的螺栓保证荷载确定。e) 校验重复性试验不应少于10次，并对螺栓应力监测系统的重复性、线性误差进行评价。D应编制校验报告。5.1.2 校准螺栓应力在线监测系统在现场实测前应进行校准，校准应在现场螺栓安装完成后进行，并满足下列要求：a） 应在被测螺栓不承受工作荷载条件下进行。b） 应编制校准报告。6 评价准则6.1 剩余预紧力评价准则螺栓、螺杆的剩余预紧力评价准则应以最小剩余预紧力设计值（FkR）作为判断依据。所测螺栓、螺杆的剩余预紧力小于FkR时，应发出预警信号并记录：所测螺栓、螺杆的剩余预紧力小于0.8Fkr时，应发出报警信号并记录。6.2 轴向工作应力评价准则螺栓、螺杆的轴向工作应力评价准则应以设计或相关规范给定的允许值（。）作为判断依据。所测螺栓、螺杆的轴向工作应力大于。时，应发出预警信号并记录；所测螺栓、螺杆的轴向工作应力大于1.1。时，应发出报警信号并记录。参考文献1GBT8564水轮发电机组安装技术规范2DLT5372水电水利工程金属结构与机电设备安装安全技术规程3SL725水利水电工程安全监测设计规范
