谈谈高强度螺栓的防脆问题
动车组高强度螺栓质量分析
动车组高强度螺栓质量分析摘要：高速动车组牵引、动力系统中的高强度螺栓产品是动车组中经济价值最高的标准件，对品质和可靠性的要求极高，我国生产还不能完全达到国产化，如齿轮箱与电机、齿轮箱与齿轮箱连接、轮毂与转向架之间螺栓风险等级最高，都是关系人民生命、财产安全的重要连接件。
关键词：动车组；高强度螺栓；原材料随着高速动车组动力的大容量化、大型化和功率转速的不断提高，牵引、传动的工况条件更加复杂且苛刻，纵观各类行车事故案例，动车组螺栓的断裂失效是影响高速动车组安全运行的巨大隐患，在螺栓的断裂失效模式中，涵盖了螺栓的疲劳断裂失效、塑性断裂失效和脆性断裂失效等三大类型。
分析造成螺栓断裂失效的因素主要有以下几种:①螺栓材质不良，钢材内非金属夹杂物严重，成为疲劳裂纹源;②螺栓制造工艺欠合理，造成螺栓力学性能不符合标准要求或螺栓制品具有原始裂纹，使用时扩展断裂;③设计选择的螺栓满足标准要求，但疲劳强度难以满足实际工况需求;螺栓连接设计不科学，无法达到紧固扭矩。
为此，对高速动车组高强度螺栓的性能提出了更高的要求。
1螺栓原材料质量1.1螺栓规格螺栓制造必须符合IS0898-1：2009《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》标准规范，紧固件所需材料碳素结构钢、合金结构钢符合DNEN20898-1、DINEN20898-2及IS0898-1、IS0898-2规定的钢制螺栓及螺母与螺栓连接（件）。
CRH380型动车组部分螺栓规格，见表1。
表1CRH380型动车组部分螺栓规格序号品种规格等级/头标材料表面处理1吊杆螺栓（非标）M16×14010.9/NKM42CrMo4达克罗2IS04014六角头螺栓M16×2208.8/Z36MnB4电镀黄锌3IS04014六角头螺栓M24×2508.8/SBE33B2电镀黄锌4IS04014六角头螺栓M14×10510.9/SBE30MnB4达克罗5IS04014六角头螺栓M14×10510.9/FF38B2达克罗6IS04017六角头螺栓M20×708.8/FF32CrB4电镀黄锌1.2化学成分对比采用德国OBLF公司GS1000直读光谱仪，参照标准DINEN20898-1及IS0898-1、规定，对CRH380型动车组部分螺栓用材料进行成分分析，结果见表2。
高强螺栓质量控制
高强螺栓质量控制引言概述:高强螺栓作为一种重要的紧固件，在各个行业中都扮演着重要的角色。
为了确保高强螺栓的质量和可靠性，进行有效的质量控制是至关重要的。
本文将从五个大点来阐述高强螺栓质量控制的重要性和方法。
正文内容:1. 材料选择1.1 材料强度要求：高强螺栓的质量控制首先需要关注材料的强度要求。
根据使用环境和工作条件，选择符合标准的高强度材料，如合金钢或不锈钢。
1.2 材料检测方法：采用非破坏性检测技术，如超声波探伤、磁粉探伤等，对材料进行检测，确保无内部缺陷和裂纹。
2. 加工工艺控制2.1 热处理控制：高强螺栓的热处理是确保其强度和硬度的重要环节。
通过控制热处理温度、时间和冷却速度等参数，确保螺栓在使用过程中具有良好的力学性能。
2.2 表面处理：采用镀锌、镀镍等表面处理技术，提高高强螺栓的耐腐蚀性能和外观质量。
2.3 加工精度控制：通过控制加工设备和工艺参数，确保高强螺栓的尺寸和几何形状符合要求。
3. 检测与测试3.1 强度测试：采用拉力试验机等设备对高强螺栓进行强度测试，确保其承载能力符合设计要求。
3.2 螺纹检测：采用光学测量仪、三坐标测量仪等设备对螺纹进行检测，确保其精度和质量。
3.3 耐腐蚀性能测试：通过盐雾试验等方法，对高强螺栓的耐腐蚀性能进行评估。
4. 质量管理体系4.1 ISO标准：建立符合ISO质量管理体系标准的质量管理体系，确保高强螺栓的质量控制得到规范和持续改进。
4.2 追溯体系：建立高强螺栓的追溯体系，对每一批次的产品进行标识和记录，以便追溯和排查质量问题。
4.3 品质控制圈：建立品质控制圈，通过质量培训、质量检查和质量改进等方式，提高员工的质量意识和质量水平。
5. 安装和使用指导5.1 安装规范：制定高强螺栓的安装规范，包括拧紧扭矩、预紧力等要求，确保正确安装和使用。
5.2 使用寿命评估：对高强螺栓进行使用寿命评估，制定合理的维护计划，延长螺栓的使用寿命。
5.3 故障分析：对螺栓故障进行分析，找出故障原因并采取相应的措施，以防止类似故障再次发生。
高强螺栓脆性断裂研究及实例分析
高强螺栓脆性断裂研究及实例分析摘要:本文简要回顾了高强螺栓的发展历程，介绍了当前高强螺栓研究的现状及动态，总结了钢材脆性断裂理论、脆性断裂的影响因素及高强螺栓的断裂分析。
关键词：高强螺栓；脆性断裂；Research on Brittle Fracture of High Strength Bolt and Analysis by ExampleAbstract:The article briefly reviewed the development course of high strength bolt, introduced the current status and trends of high strength bolt, and summarized the theory of brittle fracture and influenced factors and the fracture Analysis of strength bolt. Keywords: high strength bolt；brittle fracture;0 引言我国从1957年起开始研究高强度螺栓及其连接，并首先运用于桥梁。
这为我国钢结构采用高强螺栓连接奠定了基础。
在以后修建成昆铁路时推广了此项新技术，使高强螺栓连接技术得到了提高和发展。
在材料使用方面，我国高强度螺栓制作从开始时使用45号钢和40硼钢材料逐步转变到使用具有更好力学性能和工艺性能的20MnTiB钢。
高强度螺栓的应用范围也逐渐广泛，从原来的桥梁结构扩展到各种钢结构、机械结构设备，甚至宇宙飞船、海洋钻井平台的使用。
大量各种连接形式的静力试验和疲劳试验，为高强度螺栓连接合理设计提供了可靠的参数。
1高强螺栓的研究现状1.1国外现状：美国伊利偌斯大学的Rajasekhaaran S．Hair等对单螺栓连接和T字型双螺栓连接进行了试验和理论分析，得出了高强度螺栓的撬力作用会大大降低T字型双螺栓连接的极限承载力和疲劳强度的结论。
谈谈高强度螺栓的防脆问题
• 从多次事故分析来看，有以下特点： · 延时脆断 · 硬度较高HRC33-40 · 金相组织为：索氏体＋屈氏体
3．脆性的产生
根据国内外研究表明，螺栓脆性的产生 主要来自两个方面： • 氢脆 • 表面硬化
3.1.氢脆
3.1.1.最早关于氢脆失效的论文之一是由 WiLliem H Johnson于1874年发表的，他 观察到，当钢丝短时间浸入盐酸或硫酸 中时，其韧性明显下降，经过研究，他 得出以下结论：任何一种酸，只要能产 生氢，当与钢作用时，都将导致钢的韧 性下降。
3.1.4
钢的陷井效应对氢脆的 影响
• 包括晶界、位错中心以及诸如夹杂、碳化物一 类的固－固界面。 是指活动氢原子被吸引到 点降结构中的某些位置，关因此而变成非活动 氢原子。能够形成陷井的位置包 • 陷井有两类：可逆的，不可逆的。 • 陷井的可逆性取决于陷井的深度。 • 可逆陷井：氢原子可以轻易释放。 • 不可逆陷井：不允许氢原子快速释放。
• 其10级和10.9级的螺栓其硬度一般不超过 HRC35 • 金相组织为索氏体一级 • 热处理方式为调质（淬火＋高温回火） • 材料为35CrMo
6．高强度螺栓如何防脆
• 关于高强度螺栓（特别是9.8级以上）， 通过前面分析，我们可以采取以下措施：
6.1 从设计上考虑
• · 硬度值最好不超过HRC35 • · 金相组织为索氏体1-2级 • · 材料选好一点，如35CrMo
• 平板拧入试验： • 将紧固件拧入平板，直到达到大约80% 的紧固件失效扭矩；24小时后再次施加 该扭矩，然后再24保持小时。
6.8.选择有能力保证质量的供应 商
3.1.2.材料的氢脆倾向随着钢的纯净度、显 微结和强度水平的不同而变化。对于中、 高碳马氏体钢，由于其强度和硬度随着 碳含量的增加而增加，所以表现出氢脆 倾向。
高强度螺栓低温脆性断裂及冲击韧性分析
高强度螺栓低温脆性断裂及冲击韧性分析随着科学技术的进步，对钢材脆性研究逐渐增多，并取得一定成就，在民用、工业施工中得到广泛应用。
然而，低温、高压等环境是影响高强度螺栓的重要因素，易导致高强度螺栓发生脆性断裂，造成巨大损失。
一、高强度螺栓脆性断裂的分类高强度螺栓脆性断裂主要分为以下几种类型：第一，过载断裂：导致过载断裂的原因主要在于过载，致使螺栓强度不够。
2100m/s是其断裂发生时的基本速率，易造成严重影响，该种断裂形式主要出现于10.9级和12.9级钢结构高强度螺栓产品中。
第二，非过载断裂：受到材料以及低温的影响，引起的断裂现象，主要出现于屈强性高、塑性好的高强度螺栓。
第三，应力腐蚀断裂：受到腐蚀性环境的影响，致使其所承受的静力或准静力荷载低于屈服极限应力，导致其发生断裂。
二、高强度螺栓脆性断裂的技术要素高强度螺栓脆性断裂的技术要素主要分为当前质量、潜在质量以及最终质量。
首先，当前质量：当前质量主要涉及的内容包括变形抗力、开裂程度以及钢材质量等。
其次，潜在质量：潜在质量必须以当前质量为依据，科学、合理配置合金元素，有效开发镦锻前后热处理工序的相关工作，达到提升钢材性能的目的。
最后，最终质量：指高强度螺栓以及螺栓制品最终需达到的质量标准，提高抗拉强度，避免出现拉长、拉断以及滑扣等问题的发生。
三、材料与韧性的关系镦锻成型是螺栓较常应用的工艺，包括温锻、冷镦以及车削加工等环节，具有涉及面广、批量大等特点。
冲击韧度主要用于表示材料韧性大小，化学成分和纤维组织以及材料冶金质量其决定因素，易受环境温度和缺口状况影响。
（一）材料与冲击韧度碳元素是影响冲击韧度的关键因素，如果强度水平一致，低碳合金钢的断裂韧性明显高于中碳合金钢。
例如，20MnTiB与40CrNiMo，将两者均处理成10.9级螺栓，其在强度相近的情况下，20MnTiB的断裂韧性为113MN/m2/3，40CrNiMo的断裂韧性为78MN/m2/3，而对于冲击功而言，40CrNiMo比20MnTiB高20至45J左右。
高强度螺栓延迟断裂的原因与预防方法
高强度螺栓延迟断裂的原因与预防方法
高强度螺栓的延迟断裂是由于螺栓应力超过了其承载能力，导致螺栓疲劳损伤和断裂。
以下是高强度螺栓延迟断裂的原因和预防方法：
原因：
1. 过度紧固：过度紧固会导致螺栓应力过大，超过其材料的耐久极限，导致螺栓疲劳断裂。
2. 不平衡载荷：如果载荷不均匀地分布在螺栓上，会导致某些螺栓承受更大的应力，从而引起断裂。
3. 氧化腐蚀：螺栓暴露在潮湿或腐蚀性环境中，容易发生氧化腐蚀，减小螺栓的强度，导致延迟断裂。
4. 弯曲或倾斜载荷：如果施加在螺栓上的载荷是弯曲或倾斜的，会导致不均匀的应力分布，增加螺栓的疲劳断裂风险。
预防方法：
1. 控制紧固力：使用正确的紧固工具和方法，确保不过度紧固螺栓，以避免超负荷应力。
2. 均匀分配载荷：设计和安装时，确保载荷均匀地分布在螺栓上，减少应力差异。
3. 防腐措施：在螺栓暴露在潮湿或腐蚀性环境中时，使用防腐涂层或防腐材料等措施，降低氧化腐蚀的风险。
4. 避免弯曲和倾斜载荷：设计和安装时，确保载荷施加在螺栓上的方向与螺栓轴线一致，减小局部应力差异。
综上所述，控制紧固力、均匀分配载荷、防腐和避免弯曲倾斜载荷是预防高强度螺栓延迟断裂的关键措施。
此外，定期检查
和维护螺栓的状态，及时更换老化和损坏的螺栓也是重要的预防方法。
高强度螺栓设计与使用中一些问题的探讨
高强度螺栓设计与使用中一些问题的探讨高强度螺栓设计和使用中存在许多问题，包括以下方面：
1.螺栓材料的选用。
高强度螺栓一般采用合金钢材料，但材料的选用
应考虑到螺栓所要承受的载荷和环境条件等因素，以确保螺栓的强度、耐
蚀性和耐疲劳性等性能。
2.螺栓的设计。
高强度螺栓的设计应考虑到连接件的安全系数、连接
件的松动和变形、连接点的变形和移动等问题，以确保连接的牢固性和可
靠性。
3.螺栓预紧力的控制。
高强度螺栓的连接需要预先施加一定的预紧力，以确保连接的紧固程度。
但预紧力的控制需要考虑到螺栓的表面处理、螺
栓的摩擦系数、紧固力的分布和螺栓的变形等因素。
4.螺纹的设计和加工。
高强度螺栓螺纹的设计和加工需要严格遵循标准，以确保螺纹的质量和精度，以及螺纹的契合性和密封性。
5.螺栓的安装和维护。
高强度螺栓的安装和维护需要遵循相关的规范，以确保螺栓的正常使用和长期性能。
总之，高强度螺栓的设计和使用需要考虑到许多方面的因素，需要精
细的设计和施工，以确保连接的可靠性和安全性。
高强度钢零件环境氢脆的成因和预防措施
高强度钢零件环境氢脆的成因和预防措施摘要：氢脆是溶于金属中的氢，聚合为氢分子，造成应力集中，超过金属的强度极限，在金属内部形成细小的裂纹的现象。
氢脆只可防，一但产生，就消除不了。
在材料的冶炼过程和零件的制造与装配过程中进入金属内部的微量氢在内部残余的或外加的应力作用下导致材料脆化甚至开裂。
本文分析了高强度钢零件环境氢脆的成因和预防措施。
关键词：高强度钢零件；环境氢脆；预防措施钢中的氢是影响物理性能和力学性能的有容元素，里与拉应力共同作用时, 在零件加工或使用中存在着氢脆及氢裂的危险性。
在室温环境中, 绝大多数金属间化合物存在由空气中的水汽或其他含氢气氛诱发的脆化现象, 这种由环境中氢原子诱发的合金脆性统称为环境氢脆。
1 概述1.1 碳钢和低合金钢（合金元素总量小于5%的合金钢）。
钢暴露在氢气中，拉伸试验发现塑性降低并早期断裂，同时也出现静载荷下的延滞断裂。
裂纹拓展速率随氢压的增大而增高。
当温度在室温附近时，氢致开裂最敏感。
用稀有气体稀释氢不能防止氢脆。
但在氢气中加入少量氧可完全阻止氢脆，因为氧可以优先吸附在金属表面防止氢的吸附及向内部扩散。
随着钢的强度增高，氢脆敏感性增加。
当应力强度因子高时出现穿晶断裂，应力强度因子低时出现沿晶断裂。
1.2 不锈钢。
奥氏体不锈钢对应力腐蚀开裂很敏感，但对氢脆则几乎不敏感。
其主要原因是，奥氏体钢具有面心立方结构，氢不能在其中扩散渗透，氢含量极低，不致引起塑性降低。
铁素体不锈钢如处于退火态，硬度很低，氢脆抗力较大。
但如果经过冷变形或焊接，则对氢脆很敏感。
当屈服强度增高时，氢脆敏感性增高。
冶金组织是影响氢脆的第二位的因素。
在这种钢中介质的影响是很难预测的。
几乎任何能放出氢的介质都能在这种钢中引起氢脆。
1.3 马氏体时效钢。
马氏体时效钢是以无碳（或微碳）马氏体为基体的，时效时能产生金属间化合物沉淀硬化的超高强度钢。
与传统高强度钢不同，它不用碳而靠金属间化合物的弥散析出来强化。
谈谈高强度螺栓的防脆问题共31页
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
谈谈高强度螺栓的防脆问题
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
高强度螺栓延迟断裂的预防措施.
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高强螺栓质量控制
钢结构高强螺栓施工质量控制在现代的钢结构施工中，越来越多的采用了高强度螺栓进行连接，高强度螺栓连接具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲惫、以及在动力荷载作用下不致松动等优点，是很有发展前途的连接方法。
高强螺栓的安装质量在整个钢结构施工中有着相当重要的作用，但是要真正的控制好高强螺栓的施工质量，并非易事。
高强螺栓的连接主要有摩擦型、承压型和受拉型三种，在最常见的大型工厂钢结构的高强螺栓连接中，大多是摩擦型连接，在这里我们就探讨如何控制好摩擦型高强螺栓的施工质量。
1．高强螺栓连接原理高强度螺栓是用特制的扳手上紧螺帽，使螺栓产生巨大而又受控制的预拉力，通过螺帽和垫板，对被连接件也产生了同样大小的预压力。
在预压力作用下，沿被连接件表面就会产生较大的摩擦力，显然，只要轴力小于此摩擦力，构件便不会滑移，连接就不会受到破坏，这就是高强度螺栓连接的原理。
2．高强螺栓产品质量控制①高强螺栓进场时，检验螺栓的基本尺寸，检查连接副是否配套、齐全，检查表面质量，螺栓表面应无锈迹，螺纹无损伤，无沾染污物，检查厂商提供的产品合格证明书。
②高强度大六角头螺栓连接副应按出厂批号复验扭矩系数，其均匀值和标准偏差应符合国家现行标准《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》的规定；扭剪型高强度螺栓连接副应按出厂批号复验预应力，其均匀值和标准偏差应符合国家现行标准《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》的规定。
对建筑结构安全等级为一级，跨度40m以上的螺栓球节点钢网架结构，其连接高强度螺栓应进行表面硬度试验。
③以钢结构制造批为单位进行抗滑移系数实验。
3．高强螺栓的施工质量控制①安装高强螺栓时，螺栓应自由穿入螺栓孔内，不得强行敲打，（如用锤子敲打等），并不得用气割扩孔，如不能进行穿入时，用绞刀进行修整，修整后最大直径不得大于1.2d（d为螺栓公称直径），修孔时为防止铁碎进入拼板夹缝中，应先将四周螺栓全部拧紧，使板紧贴后进行。
高强度螺栓氢脆问题研究
高强度螺栓氢脆问题研究张挺;赵峥;倪莉;孙国峰【摘要】本文从氢脆断裂机理、基本特征、氢脆断裂的影响因素及氢脆试验方法等方面概述了高强度螺栓氢脆断裂失效的问题.并结合螺栓的使用要求,对未来高强度螺栓氢脆问题的研究方向和发展趋势提出了探讨和展望.【期刊名称】《全面腐蚀控制》【年(卷),期】2016(030)007【总页数】5页(P28-32)【关键词】高强度螺栓;氢脆断裂;机理与特点;检测与试验【作者】张挺;赵峥;倪莉;孙国峰【作者单位】浙江国检检测技术股份有限公司,浙江海盐314300;中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司,上海200000;浙江国检检测技术股份有限公司,浙江海盐314300;浙江国检检测技术股份有限公司,浙江海盐314300【正文语种】中文【中图分类】TH131.3;TG115高强度螺栓是工业连接的基础件，广泛应用于各行各业，其主要的作用就是紧固和连接被连接件。
高强度螺栓在服役过程中发生氢脆断裂是较为常见的失效模式［1］，由于氢脆断裂的延迟性和隐蔽性，事先难以通过常规检查程序发现螺栓是否会发生氢脆断裂［2］，所以其危害性比其他断裂形式更大。
文献资料表明高强度螺栓氢脆更是对钢结构行业、电力路桥行业、汽车行业、航空航天领域造成过严重的损失［3-7］。
因此，高强度螺栓的氢脆问题也一直是很多科研院所研究热点，包括研究氢含量与氢脆断裂的关系，螺栓轴力用于氢脆的关系，螺栓材料与氢脆的关系，氢脆断裂的规律，氢脆的预防等［8，9］，但是目前这些研究成果在实际工程构件的氢脆失效预防上的应用还不多，高强度紧固件的氢脆问题仍然十分突出。
本文对目前存在的主要氢脆断裂机理进行归纳，分析氢脆断裂的基本特征和规律，重点探讨高强度螺栓氢脆断裂的影响因素，讨论如何在螺栓制造和使用中避免氢脆的发生，同时归纳总结对比氢脆的检测方法，寻找出最优的检测方法，便于及时发现氢脆，避免螺栓在使用过程中发生氢脆断裂而失效，为广大紧固件设计者和使用者提供参考。
5.高强度螺栓延迟断裂的预防措施
高强度螺栓延迟断裂的预防措施
高强度螺栓延迟断裂的预防措施
目前，由螺栓联接引起的延迟断裂仍然是一个严重的 产品质量问题。延迟断裂是材料在静止应力作用下，经过 一定时间后突然脆性破坏的一种现象，是材料一环境—应 力相互作用而发生的一种环境脆化，是氢导致材质恶化的 一种形态。延迟断裂现象是妨碍高强度螺栓提高强度的一 个主要因素。 产生延迟断裂是涉及到材料加工，环境等因素。本文 从紧固件生产实践，提出延迟断裂的预防措施，供同行参 考。 1. 抗拉强度的偏差管理 在保证螺栓达到各项力学性能指标的基础上（尤其把 抗拉强度和保证应力控制在合格范围内）要对螺栓的硬度 控制在一定范围内，见表1。
高强度螺栓延迟断裂的预防措施
表1 螺栓级别 螺栓规格 成过急 高强度螺栓技术要求控制范围 硬度控制范围HRC 抗拉强度控制范围MPa
8．8级
≤M8 ＞M10且≤M16
26--29 27--31 Nhomakorabea830--880 850--900
＞M16 10．9级 ≤M8 ≥且≤M16 ＞M16 12．9级 ≤M12 ≥14且＜M24
高强度螺栓延迟断裂的预防措施
通常电镀螺栓由于在镀前酸洗和电镀时在钢种渗进 并存了氢，比没有电镀的螺栓容易发生延迟断裂，尤其 是自攻螺钉。抗拉强度930MPQ以上的螺栓在电镀后都 要进行驱氢处理。驱氢的效果与处理的温度和时间有关， 通常温度200~250℃，时间2—4小时，温度的高低应由 基本材料决定，才能改善延迟断裂性能。 9. 其他 高强度螺栓与各种不同金属接触时，由于能形成多 种类型的局部电池而大大恶化了延迟断裂性能。特别是 接触Zn、Mg、Cu时必须注意。 螺栓在室外使用时，应避免潮湿空气，雨水的接触， 涂上适当的油漆是有益的，可避免产生延迟断裂。
高强度螺栓在塔式起重机上的错误用法及预防对策
高强度螺栓在塔式起重机上的错误用法及预防对策摘要：对塔式起重机上高强度螺栓在使用上容易被忽视的几个问题的探讨关键词：高强度螺栓突发性事故随着城市的发展，高层建筑俱增，塔式起重机的应用越来越广泛。
然而，由于对高强度螺栓的不正确使用，使高强度螺栓疲劳断裂和连接失效成为塔式起重机较为隐蔽的事故形式，甚至在正常操作情况下发生倒塔事件，造成群死群伤的突发性事故。
错误做法：1、高强度螺栓的防松采用弹簧垫圈。
《建设机械与设备高强度紧固件技术条件》JG/T5057.40-1995的规定，“当使用8.8级或9.8级螺栓时，一般不允许采用弹簧垫圈防松。
使用其他性能等级的螺栓，绝不允许采用弹簧垫圈防松。
建议采取下述防松方法：采用双螺母防松，二个螺母应相同”。
大六角高强度螺栓的连接副是由一个螺栓、一个螺母、二个垫圈组成，安装时，螺栓和螺母每侧配备一个垫圈，但是，许多安装单位却额外增加了一个弹簧垫圈。
诸不知，高强度螺栓是靠施加很大的预紧力而产生作用并通过连接件间的摩擦力来传递外力的，如果加了弹簧垫圈，弹簧垫圈本身不能承受那么大的预紧力，会有被压碎的可能。
如此不但起不到防松的作用，反而会使高强度螺栓因为没有足够的预紧力而松动、连接失效，造成倒塔事故2、高强度螺栓重复使用。
《建设机械与设备高强度紧固件技术条件》JG/T5057.40-1995规定：“高强度螺栓、螺母，使用后拆卸下再次使用，一般不得超过两次。
且拆下的螺栓、螺母必须无任何损伤、变形、滑牙、缺牙、锈蚀、螺纹粗糙度变化较大等现象。
否则应禁止再用于受力构件的连接。
”高强度螺栓连接，是通过对螺栓本身施加很大的预紧力而使连接件间产生的摩擦力来传递外力的，这种情况下高强度螺栓受力较大。
因此，高强度螺栓一般是不允许重复使用的，只有在螺栓、螺母无任何损伤、变形、滑牙、缺牙、锈蚀、螺纹粗糙度变化较大等现象的情况下才允许使用，但不得超过两次。
然而塔式起重机在实际使用过程中却普遍存在设备从购置使用以来，其高强度螺栓一直被多次重复使用现象，使高强度螺栓失去了它应有的功效。
如何确保风机高强度螺栓紧固连接规范在高空振动状态下二十年不断裂倒塌及风电行业长期繁荣景气
风电设备主要是野外作业。
自然条件恶劣，风雨雷电，酷暑严寒，直接影响到风电设备的安全运行。
而高强度螺栓又是风电机组极其重要的连接件，一旦螺栓失效，将会造成风机倒塌倾斜的严重后果。
近来不断发生风电机组倒塌的事故，已经引起相关行业的高度重视。
1、就高强度螺栓制造行业而言，应多探究如何保证产品质量达到国际同业技术标准。
是否能充分满足GB3098.1对高强度螺栓的要求，特别是在抗拉强度σb、屈服强度σs、伸长率δ5、收缩率Ψ等基本参数的要求方面是高强度螺栓质量确保合格的硬指标。
因此必须要达到GB3098.1的规定。
2、就高强度螺栓连接副的安装而言，务必要按规定的预紧扭矩值及规定的施拧方式（分初拧和终拧）进行施工。
不少风机倒塌事故是没有拧紧螺栓，即没有达到预紧力和预紧扭矩值，没有真正意义上的紧固到位。
在风机运转所产生的强振作用下，产生轴向和横向的交变载荷，造成连接副松动，进而引起螺栓的疲劳和延迟断裂。
3、风机在线实时监控设备需配套运营，尤其前二年安装风机已到了保质期，有些配件零部件进入损耗周期风机故障逐步显现。
如用传感器监测风电机组叶片故障的振动，螺栓松动，齿轮箱故障引起的失速和轴承温度监测等。
风电机组状态监测技术的滞后，配置不足也是风电机组发生倒塌事故无法事先预测排除在萌芽状态的重要原因之一。
根据我厂对大型起重吊机及卫星发射架和风机等产品的多年的摸索，特别借鉴消化吸收国内外的先进经验，我们研究了JG/T5057.40和德标DASt的相关数据，认识到首先要解决施拧不当而造成预紧力和预紧扭矩不足的重大问题。
经过对以上标准中相关参数的计算，发现在摩擦系数μ=0.14的条件下，扭矩系数k 并不是0.14，也不是k=0.11～0.15，而是远远大于这些数值，扭矩系数k≥0.18。
而在GB/T1231中，同批连接副的扭矩系数平均值为k=0.11～0.15，标准偏差≤0.01 ，只是用于钢结构用摩擦连接型高强度螺栓连接副，仅限于M12～M30粗牙，钢制，经表面防锈处理的高强度螺栓。
高强螺栓施工质量控制要点
高强螺栓施工质量控制要点引言：高强螺栓广泛应用于建筑、桥梁、机械设备等领域，对其施工质量的控制至关重要。
本文将详细介绍高强螺栓施工质量控制的要点，以确保工程的安全可靠性和稳定性。
一、材料选用1.1 材料质量：高强螺栓的材料应符合国家标准，具有良好的力学性能和化学成分。
施工前应对材料进行严格的质量检测，确保满足设计要求。
1.2 材料储存：高强螺栓应储存在干燥、通风的仓库中，避免与湿度、酸碱等有害物质接触，以防止腐蚀和变形。
1.3 材料标识：每个高强螺栓应有明确的标识，包括材料牌号、规格、批号等信息，以便追溯和管理。
二、施工前准备2.1 设计审查：在施工前，应对设计图纸进行仔细审查，确保螺栓的数量、规格、布置等符合设计要求，并与设计人员进行沟通。
2.2 施工方案：制定详细的施工方案，包括螺栓的安装顺序、扭矩要求、紧固力矩控制等，确保施工过程中的准确性和可控性。
2.3 施工人员培训：对施工人员进行专业培训，使其熟悉螺栓的安装方法、注意事项和质量控制要点，提高施工操作的准确性和规范性。
三、施工过程控制3.1 螺栓预紧力控制：在螺栓的预紧过程中，应根据设计要求和规范，采用正确的扭矩工具和扭矩控制装置，确保螺栓的预紧力达到设计要求。
3.2 螺栓紧固力矩控制：根据设计要求和规范，采用正确的扭矩工具和扭矩控制装置，对螺栓进行紧固力矩控制，以确保螺栓的紧固力矩符合设计要求。
3.3 螺栓连接检测：在施工过程中，应定期进行螺栓连接的检测，包括紧固力矩的检测、螺栓的锈蚀和变形情况的检测等，及时发现和处理问题。
四、施工质量验收4.1 螺栓连接力检测：在施工完成后，应进行螺栓连接力的检测，包括紧固力矩的测量、螺栓的拉伸力测量等，确保连接的稳定性和可靠性。
4.2 螺栓外观检查：对螺栓的外观进行检查，包括螺纹的完整性、表面的锈蚀和损伤情况等，确保螺栓的质量符合要求。
4.3 施工记录保存：对施工过程中的关键环节和数据进行记录，并保存相关的施工记录和检测报告，以备后续的质量验收和追溯。
高强度螺栓施工质量控制分析
高强度螺栓施工质量控制分析高强度螺栓在各个机构中起着连接、紧固、定位、密封等作用。
螺栓的安装时需要预先拧紧，因此都需要承受静拉伸载荷。
预紧力越大，连接强度和紧固、密封性就越大。
除受到轴向预紧拉伸载荷的作用外，通常还会在工作过程中受到附加的轴向拉伸（交变）载荷、横向剪切（交变）载荷或由此复合而成的弯曲载荷的作用，有时还会受到冲击载荷的作用。
通常情况下，附加的横向交变载荷会引起螺栓的松动，轴向交变载荷会引起螺栓的疲劳断裂，而在环境介质的作用下轴向拉伸载荷则会引起螺栓的延迟断裂。
因此在使用高强度螺栓时，对材料、螺栓结构、制造工艺、安装及使用提出了更高的要求。
标签：高强度螺栓；扭矩系数；紧固；连接高强度螺栓连接因具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳、以及在动力荷载作用下不致松动等优点。
被广泛应用于公路、铁路的大跨度桥梁、机电装备、港口机械、高层建筑、大型建筑、风力发电等工程项目和领域中。
用高强度钢制造的，或者需要施以较大预紧力的螺栓，按规定螺栓的性能等级在8.8级以上者，皆可称为高强度螺栓。
高强度螺栓有如下几个特点：（1）高强度螺栓采用高强度材料制造。
高强螺栓的螺杆、螺帽和垫圈都由高强钢材制作，常用45号钢、40硼钢、20锰钛硼钢、35CrMoA等。
（2）高强度螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力。
高强螺栓除了其材料强度很高之外，还给螺栓施加很大预拉力，使连接构件间产生挤压力，从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力，而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力。
（3）建筑结构的主构件的螺栓连接，一般均采用高强螺栓连接。
高强螺栓不可重复使用，一般用于永久连接。
（4）高强度螺栓连接中，摩擦系数的大小对承载力的影响很大。
试验表明，摩擦系数主要受接触面的形式和构件的材质影响。
1 高强度螺栓的使用高强度螺栓的紧固常用扭矩法，利用扭矩与预紧力的线性关系在弹性区进行紧固控制的一种方法。
该方法在拧紧时，只对一个确定的紧固扭矩进行控制，因此，该方法操作简便，是一种常规的拧紧方法。
钢质结构工程施工的重大难题
钢质结构工程施工的重大难题
1. 高强度螺栓预紧力的控制
在钢质结构工程施工中，高强度螺栓预紧力的控制是一个重大难题。
由于各种原因，例如工人的操作技能、螺栓和螺母的配合情况、润滑状况等，都会影响到预紧力的控制。
因此，如何准确地控制高强度螺栓的预紧力，提高其施工质量，是我们面临的一个重大挑战。
2. 钢材的防腐问题
钢材的防腐问题是钢质结构工程施工的另一项重大难题。
钢材在湿润的环境下很容易生锈，如果防腐处理不当，会严重影响工程的耐用性和安全性。
因此，如何选择合适的防腐材料和方法，以实现钢材的长期防腐，是我们需要解决的关键问题。
3. 钢结构施工的精度问题
钢结构施工的精度问题是另一项难题。
钢结构的连接和安装需要非常精确，任何微小的误差都可能导致结构的整体性能下降。
因此，如何通过精细的施工操作和高精度的设备来控制施工精度，是我们必须面对的挑战。
4. 施工环境对施工质量的影响
施工环境对钢质结构工程施工质量的影响也不容忽视。
例如，高温、高湿、高风速等恶劣环境都可能导致施工质量下降。
因此，如何在不同的环境条件下保证施工质量，是我们需要深入研究和解决的问题。
5. 施工安全问题
施工安全问题是钢质结构工程施工的重大难题。
由于钢结构的施工通常需要在高空进行，因此施工安全问题尤为重要。
如何通过科学的施工方法和严格的安全管理，确保施工过程中的人身安全，是我们亟待解决的问题。
以上就是钢质结构工程施工中的重大难题。
解决这些问题需要我们从理论和实践两方面进行深入研究，以提高钢质结构工程施工的技术水平和工程质量。
锅炉钢架连接高强度螺栓的断裂原因分析
锅炉钢架连接高强度螺栓的断裂原因分析摘要：高强度螺栓是锅炉钢结构的重要连接部件。
本文详细阐述了锅炉钢架连接高强度螺栓的断裂原因。
关键词：锅炉；钢架；螺栓；断裂原因目前，锅炉钢结构高强螺栓的应用十分广泛，几乎在锅炉结构中都会应用，因此，为了提高锅炉应用的效果，就要确保锅炉钢结构高强螺栓的使用问题和重视其连接质量，从而采取措施来避免问题的出现。
一、高强度螺栓特点用高强度钢制造的，或需要施以较大预紧力的螺栓，皆可称为高强度螺栓。
高强度螺栓多用于桥梁、钢轨、高压及超高压设备的连接。
这种螺栓的断裂多为脆性断裂。
应用于超高压设备上的高强度螺栓，为了保证容器的密封，需要施以较大的预应力。
1、改进结构受力情况。
采用摩擦型高强度螺栓连接所受的力靠钢板表面的磨擦力传递，传递力的面积大、应力集中现象得到改善，提高了构件的疲劳强度。
另外，在受力相同的情况下，高强度螺栓的数量相对比铆钉数量少。
因此，节点拼接板的几何尺寸就小，可节省钢材。
2、加快施工进度。
高强度螺栓施工简便，对一个不熟悉高强度螺栓施工的工人，只要经过简单的培训，就能上岗操作。
3、在钢结构运输过程中不易松动，且在使用中减少维护工作量。
若发生松动即可个别更换，不对其周围螺栓的连接造成干扰。
4、施工劳动条件好，而且栓孔可在工厂一次成型，省去二次扩孔的工序。
二、材质分析为了查明螺栓断裂的原因，对规格为d22mm×90mm未安装的新螺栓6根、拆下已安装螺栓5根、断裂螺栓1根进行材质分析。
螺栓的化学成分分析结果为：未安装螺栓C为0.20Wt％、Si为0.18Wt％、Mn为1.39Wt％、S为0.0007Wt％、P为0.017Wt％、Ti为0.08Wt％、B为0.0034Wt％；已安装螺栓C为0.21Wt％、Si为0.25Wt％、Mn为1.40Wt％、S为0.0004Wt％、P为0.014Wt％、Ti为0.04Wt％、B为0.0033Wt％；断裂螺栓C为0.25Wt％、Si为0.25Wt％、Mn为1.41Wt％、S为0.001Wt％、P为0.017Wt％、Ti为0.04Wt％、B为0.0035Wt％；GB/T3077 C为0.17～0.24Wt％、Si为0.17～0.37Wt％、Mn为1.30～1.60Wt％、S≤0.035Wt％、P≤0.035Wt％、Ti为0.94～0.10Wt％、B为0.0005～0.0035Wt％由其结果可知，断裂螺栓碳元素含量超出GB/T3077合金结构钢要求范围上限，但在GB222技术条件规定的化学成分允许偏差内，其余所检螺栓元素符合要求；所检4根螺栓拉伸性能均在GB/T 3632技术条件要求的合格范围内；在-20℃条件下，所检4根螺栓硬度均在GB/T 3632要求范围内，裂螺栓的硬度值最低，维氏硬度为321HV30。
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3.1.5. 电镀对氢脆的影响
• 钢质紧固件在如下情况都将与活性氢原子直接 接触： 环境腐蚀 阴极电解除油 酸液去氢化皮 化学清洗 酸洗除锈 磷化 发黑 电镀
• 总的来说，高 效电镀处理产生的氢比低效电镀处理产 生的氢要少。
• 单一的某中处理入零件的氢或许不足以 导致氢脆，但多种累积导入零件的氢可 能导致氢脆。
• · 正确的热处理可使零件有足够的韧性， 即使在表面，也能允许相对较大的裂纹， 而没有脆性断裂的危险。
4．美国克莱斯勒汽车紧固件的 研究
• 在克莱斯勒汽车公司，已知的氢脆失效 的紧固件中，大约90%的都经过了电镀 处理。 • 小于HRC31，不需烘烤。 • 硬度HRC31-36，在200°C±15°C烘烤4 小时。 • 硬度HRC37-49，在200°C以下烘烤8小 时。
6.2. 热处理方式选择
• 调质：淬火＋高温回火 • 高温回火可以得到回火索氏体，硬度范 围为HRC23-35，可以得到强度、塑性、 韧性都较好的综合机械性。
• · 硬度小于HRC31，不需要烘烤 • · 硬度在HRC31-36，烘烤4小时 • · 硬度在HRC37-49，烘烤8小时 .电镀后1小时内进行烘烤处理。
5．三菱汽车（L100）标准件 的情况
• 5.1. 为了研究弄清三菱L100车高强度螺栓的 状态，我们对以下安全件的高强度螺栓进行了 硬度测试和金相分析。 • 前悬下摆臂与前轴螺栓M12＊1.25＊76 10级 硬度HRC34-35 • 前 悬 下 摆 球 销 与 转 向 节 螺 栓 M10 ＊ 1.25 ＊ 35 10.9级 硬度HRC33-35，金相索氏体一级 材 料35CrMo
• 其10级和10.9级的螺栓其硬度一般不超过 HRC35 • 金相组织为索氏体一级 • 热处理方式为调质（淬火＋高温回火） • 材料为35CrMo
6．高强度螺栓如何防脆
• 关于高强度螺栓（特别是9.8级以上）， 通过前面分析，我们可以采取以下措施：
6.1 从设计上考虑
• · 硬度值最好不超过HRC35 • · 金相组织为索氏体1-2级 • · 材料选好一点，如35CrMo
• • • •
在酸洗过程最长不得超过10分钟 更改900种以上的紧固件 在有条件的地方，取消电镀处理。 有缺口的试样加载到其托拉强度的75% 左右，并在该载荷保持200小时，不得出 现失效。
• 硬度大于HRC38的紧固件，应在其头下 放置0°、4°或6°的楔垫，然后将其拧 至抗拉强度的75%，在该条件下保持载 荷48至少小时，不应有开裂迹象。 • 电镀后，1小时内进行烘烤处理。 • 酸性电镀比碱性电镀更易产生更多的氢。
3.1.4
钢的陷井效应对氢脆的 影响
• 包括晶界、位错中心以及诸如夹杂、碳化物一 类的固－固界面。 是指活动氢原子被吸引到 点降结构中的某些位置，关因此而变成非活动 氢原子。能够形成陷井的位置包 • 陷井有两类：可逆的，不可逆的。 • 陷井的可逆性取决于陷井的深度。 • 可逆陷井：氢原子可以轻易释放。 • 不可逆陷井：不允许氢原子快速释放。
• 前轮制动底板螺栓M10＊1.25＊18 10级 硬度HRC35-36 • 后轮制动底板螺栓M10＊1.25＊43 10级 硬度HRC34-35 • 前轮毂螺栓M12＊1.5＊42 硬度HRC3031 索氏体一级，材料为35CrMo • 后轮毂螺栓M12＊1.5＊42 硬度HRC3132
5.2. 从以上分析可以得出如下 结论：
• 平板拧入试验： • 将紧固件拧入平板，直到达到大约80% 的紧固件失效扭矩；24小时后再次施加 该扭矩，然后再24保持小时。
6.8.选择有能力保证质量的供应 商
• 从多次事故分析来看，有以下特点： · 延时脆断 · 硬度较高HRC33-40 · 金相组织为：索氏体＋屈氏体
3．脆性的产生
根据国内外研究表明，螺栓脆性的产生 主要来自两个方面： • 氢脆 • 表面硬化
3.1.氢脆
3.1.1.最早关于氢脆失效的论文之一是由 WiLliem H Johnson于1874年发表的，他 观察到，当钢丝短时间浸入盐酸或硫酸 中时，其韧性明显下降，经过研究，他 得出以下结论：任何一种酸，只要能产 生氢，当与钢作用时，都将导致钢的韧 性下降。
6.3. 烘烤去氢，电镀后去氢处 理，烘烤200°C±15°C
• 6.4. 选择高效电镀，减少氢的渗入。 • 6.5. 需要酸洗的紧固件，在酸洗中停留 的时间不宜过长（最好不超过10分钟）。 • 6.6.不能用以下两种方法除油： 阴极电解除油 酸性溶液中进行阴极处理。
6.7. 进行扭力试验
• 将带用缺口的试样加载到其抗拉强度 75%左右，并在该载荷下保持200小时， 不得出现失效。 • 在螺栓头部放置楔垫（0°、4°或6°）， 然后将其拧至材料最终抗拉强度的75%， 在该条件下保持载荷48至少小时，不应 有开裂现象。
浅谈高强度螺栓的防脆问题
1．高强度螺栓在汽车上关键部位的
使用往往成为安全件，它的可靠与 否显得十分重要。
以PN系列车为例，如：
• • • • • 轮毂螺栓（包括前轮、后轮）M12＊1.5 纵向稳定杆螺栓M10＊1.25＊20 10.9级 下摆臂球销螺栓M10＊1.25＊35 10.9级 下摆臂螺栓M12＊1.25＊76 10.9级 前轮制动底板螺栓M10＊1.25＊18 10.9 级 • 后轮制动底板螺栓M10＊1.25＊43
3.1.2.材料的氢脆倾向随着钢的纯净度、显 微结和强度水平的不同而变化。对于中、 高碳马氏体钢，由于其强度和硬度随着 碳含量的增加而增加，所以表现出氢脆 倾向。
3.1.3.硬度对氢脆的影响
• 有研究认为当硬度超过HRC35氢脆倾向最为严 重 • 也有研究认为硬度超过或等于HRC40时，将具 有明显的氢脆倾向 • 当钢的硬度低于HRC35时，氢脆倾向将大大减 小 • 但是，如果将紧固件“通电”（阴极电解除油 或者在酸性溶液中进行阴极处理时会出现这种 情况），就没有一定的强度下限。
• 一旦出现质量事故，有可能成为车毁人 亡的重大事故，如果成批出现，需要全 部召回，给公司造成极为不良的社会影 响，影响到公司的销售，甚至关系到公 司的生存。
2．高强度螺栓（10.9级以上） 的失效形式
• 高强度螺栓（10.9级以上）的失效形式， 往往表现为脆断，用目前的检测手段， 往往难以可检测到缺陷，在断的时间上， 有时不是马上断，而是在装配一段时间 后再断，表现为延时脆性。
3.2. 表面硬化
• 高强度螺栓突然严重失效可以由不正确的热处 理导致，这种不正确的热处理在表面产生硬而 脆的微观组织。 • 对于低韧性的微观组织，当内部缺陷尺寸在10100μm时，首次加载荷可能使缺陷扩展，这些 裂纹可能使零件断裂，也可能不断裂，取决于 韧性。延迟裂纹在重新加载后会发生断裂，也 可能在低周交变载荷下产生疲劳而扩展。