基于PMTS传感器的GH4169智能螺栓（紧固件）技术规范编制说明

中国表面工程协会团体标准《基于PMTS传感器的GH4169智能螺栓（紧固件）技术规范》编制说明共6页（连封面）主编单位：贵州航天精工制造有限公司参编单位：中国航空发动机研究院武汉大学航天精工股份有限公司二0二五年二月国内航空发动机目前主要采用扭矩法、扭矩转角法等传统装配方式进行装配，无法实现装配的均匀性。本标准编制组针对航空发动机典型件装配预紧力分布不均匀等现状，开展了可测预紧力的带永久型传感器螺栓研究，通过制订本标准，能够规范和统一直径在≥5mm的GH4169、GH738智能螺栓的制备和检验要求，为智能紧固件的设计、检测、包装、运输和贮存提供了依据，有效支撑GH4169材料智能螺栓的生产，同时也为航空发动机使用GH4169智能螺栓实现装配预紧力的均匀性提供可靠有效的依据，有效助力智能紧固件技术的标准化发展。根据中国表面工程协会中表协《关于征集2024年团体标准制修订计划项目的通知》要求，为保证标准编制工作的顺利开展，标准编制组完成了如下工作事项：a)2024年05月，在贵州航天精工制造有限公司的牵头下组建了标准编制组组，并进行了任务分工。b)2024年10月初，贵州航天精工制造有限公司组织编制组成员对收集的相关标准进行交流，明确了标准的结构和各章节内容。c)2024年10日底，贵州航天精工制造有限公司完成了标准初稿编制。d)2024年12月，贵州航天精工制造有限公司在中国航空发动机研究院、航天精工股份有限公司和武汉大学的协助下完成标准内容的验证。e)2025年01月，组织编制组单位相关专家进行初稿评审，并在02月底完成标准修改。f)2025年03月，编制组对标准进行了最终审查，提出了3条修改意见，并在04月底完成标准的完善。国外对中国在基于PMTS传感器的智能紧固件技术方面形成了封锁，目前可查询到的标准较少，并且偏向产品性能试验要求和产品类型方面，对具体的PMTS传感器制备流程、制备要求、验证参数等介绍极少。本标准标志过程中对PMTS传感器制备整个流程中材料的要求、各镀层的制备要求等作出了详细介绍，真正实现对技术的传播与发展。3.2.1本标准是以GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部份：标准化文件的结构和起草规则》的规定进为参考，并结合智能紧固件实际特征进行标准结构的确定，标准内容共分为九章。3.2.2本标准在编制过程中根据产品实际生产情况主要以引用企标为主，但仍然具备极强的创新性、科学性以及指导性。3.2.3本标准编撰过程中严格遵循逻辑通畅、内容全覆盖、可读性强的原则，标准中提出的要求可重现性强。3.3.1第一章为“范围”本标准根据GH4169智能螺栓压电薄膜制备和标定的过程，以及为保证智能螺栓使用性能需要检测的项目确定标准的适用范围。由于智能螺栓的螺栓基体与压电薄膜之间是原子键结合，形成一个整体，不能将压电薄膜和螺栓基体割裂成两个部分，单独对压电薄膜进行标准制定，因此标准命名为“智能螺栓通用规范”。3.3.2第二章为“规范性引用文件”规范性引用文件的确定依据为本标准技术内容的合法性、唯一性和标准体系的兼容性需求。由于智能螺栓基体标准较多，无法一一列出，在本标准中将只对重要标准进行引用。3.3.3第三章为“术语和定义”由于智能螺栓技术在国内还没有形成相应的标准，为了避免本标准编制过程中用到的专用性术语无法理解特此进行说明。3.3.4第四章为“一般要求”为保证制备的智能紧固件能良好发挥设计功能，对制备传感器需要的螺栓基体和靶材提出对应要求。3.3.5第五章为“PMTS传感器制备过程”为使查看标准的人员能够对压电薄膜传感器的制备工序和制备要求有一定的了解，因此对紧固件制备工序和要求进行说明。3.3.6第六章为“技术要求”为保证智能紧固件的尺寸、性能能满足设计要求，对制备传感器后的智能紧固件尺寸、机械性能、传感器设计尺寸、传感器制备厚度、传感器结合力以及传感器信号强度等作出要求。3.3.7第七章“检验方法”针对第六章提出的要求明确检测方法。3.3.8第八章为“检测规则”为保证智能螺栓的产品质量，必须对制备的智能螺栓进行检验，为保证检验结果的可靠性，对检验项目、抽样数量及结果判定作出明确规定。3.3.9第七章为“标志、包装、运输与贮存”智能螺栓是一种高精密的产品，需要制作特殊标记将其进行区分，并对产品包装、运输和贮存提出明确要求以保护传感器的外观和功能的完整性。本标准研究周期为11个月，即2024年05月至2025年04月，主要研究内容为基于PMTS的GH4169智能螺栓制备、检验及发货等相关要求，以保证产品的环能器（传感器涂层）能充分发挥效用，研究单位为贵州航天精工制造有限公司、中国航发航空发动机研究院、武汉大学、航天精工股份有限公司等。主要研究人员为郑鹏飞、吴志元、曹志涛、杨兵、夏斌宏、王川、杨保健、李祥、余绍伟、詹兴刚、罗杰、陈霄霄、田野、唐旭等。主要进度安排及阶段性成果形式见表1。表1主要进度安排和阶段成果形式年度/月度主要研究内容阶段成果形式2024.05成立标准编制组，收集共享国内现有基础，学习借鉴国外先进标准，分析标准技术要素国内外智能紧固件研究报告2024.10确认标准编制需求，并形成初稿编制需求清单、标准初稿2024.12进行传感器制备以及相关试验验证传感器制备工艺、试验验证报告2025.01编制组内各专家开展标准技术内容讨论，形成标准初稿评审意见评审意见2025.02根据专家意见修改标准修改后的标准2025.03标准审查评审意见2025.04根据审查意见完善标准完善后的标准、资料归档。表2各章节标题及内容汇总表序号标准章条编号章节内容提出单位处理情况11范围明确标准涵盖的内容和适用范围。贵州航天精工制造有限公司采纳22规范性引用文件明确产品设计、制备、检验过程中需要引用的标准、规范等。武汉大学采纳33术语和定义对智能紧固件设计、制备等过程中出现的非常用性名词进行解释，增强标准的易读性。中国航空发动机研究院采纳44一般要求明确传感器制备需要的螺栓基体要求、靶材要求。武汉大学采纳55PMTS传感器制备过程明确PMTS传感器制备工序要求等。贵州航天精工制造有限公司采纳66技术要求明确智能螺栓尺寸检测要求、性能要求、传感器尺寸和功能发挥效果等。航天精工股份有限公司采纳77检验方法明确技术要求中尺寸、性能和功能等检测方法。贵州航天精工制造有限公司采纳88检验规则明确检定性试验和一致性试验要求及判定要求。中国航空发动机研究院采纳99交货说明明确交货时产品的包装、运输和贮存要求。航天精工股份有限公司采纳表3《基于PMTS传感器的GH4169智能螺栓（紧固件）技术规范》征求意见及处置汇总表序号标准章条编号意见内容提出单位处理情况及理由13术语与定义增加薄膜超声传感器的定义和原理说明。中国航空发动机研究院新