高强度螺栓失效分析与探讨
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。
高强度螺栓失效分析与探讨
水电厂高强度螺栓失效分析与探讨杨兴乾赵少勇摘要：高强度螺栓在水电厂运用十分重要,2009年8月俄罗斯萨扬·舒申斯克水电站水轮机顶盖固定螺栓疲劳断裂造成的后果给了我们深刻教训。
2013年3月思林发电厂#1机组A修时,我厂接力器基础螺栓进行超声波探伤检测时发现两颗存在缺陷的螺栓，以此为实例，我厂金属监督对螺栓失效进行了深入的分析和探讨，归纳其常见的失效形式，即材质缺陷、过载失效、应力腐蚀、及疲劳性能失效，同时提出相应的监督措施。
关键词：水电厂；螺栓；失效；强度一、前言螺栓是水电厂机组的重要部件，在制造过程中由于螺栓本身的材质及控制工艺过程不当，螺栓在长期的承受应力作用下会发生缓慢的、连续的塑性变形，从而使螺栓容易出现裂纹，高强度螺栓指的是强度达8.8级及以上的螺栓，一般用于水电厂和其他重要的螺栓。
同时各种结构的螺栓种类繁多，规格也各不相同，但均使用了不少的高强度螺栓。
对于我厂而言，高强度螺栓作为机组转动部件的连接部件和密封部件是最为常用的。
2009年8月俄罗斯萨扬·舒申斯克水电站机组长期振动超标引发水轮机顶盖固定螺栓疲劳断裂，导致发生了水电史上空前的特大事故，引起水电界金属同行的高度关注。
在此基础上结合我厂的实际情况及此次出现的接力器基础螺栓探伤检测的缺陷，本文以我厂高强螺栓存在缺陷的失效案例，对其常见的缺陷进行归类分析，以此来为同行进行交流和学习。
二、我厂接力器基础螺栓缺陷介绍我厂#1机组A修期间，在对接力器基础的高强度螺栓进行超声波探伤检测时出现了两颗存在缺陷的螺栓，该螺栓规格型号为：M42x283mm，此螺栓在我厂投产至今已服役五年，在机组的不同检修类别中都要对相应的金属监督部件进行探伤检测，此次发现接力器基础螺栓存在的缺陷引起了我厂金属监督的深刻反思和探讨，同时也为我厂的安全经济稳定运行打了预防针。
针对我厂各部件重要螺栓的制造、安装、运行过程中存在的问题，提出关于螺栓的质量监督，确保设备的安全稳定运行。
高强螺纹紧固件的失效模式、机理分析和设计原则
剪切 应 力／ 伸 强度 拉
拧 紧螺 栓 时 ， 杆部 螺
分 由 于 拉 伸 应 变 而 承 受
图 ２ 拉扭 复合 应 力作 用 曲线
递 的 ，螺 纹联 接 件 的弹性 特性 对螺 纹牙 上 的载荷 分 布 有显 著影 响 。 由于 螺栓 和螺母 的刚度 不 同 ， 变形性 质不同， 导致 每 圈螺纹 牙上 的受 力各 不相 同。 螺纹联 接 承载 时 ， 栓受 拉 、 螺 外螺 纹螺距 增 大 ； 螺母受 压 、 内 螺 纹螺距 减 少 ；螺距 变化 造成 载荷 上升 ，分 布不 均 匀， 图 ３ 见 。显 而易 见 ， 螺纹 联接 啮 合 长度 超过 ６圈 之 后 ，增 加 更 多啮合 螺纹 对提 高 紧固件 强度 的意 义 不 是很 大 。螺栓 上接 近螺母 接 触 面的截 面 的名义 应 力 的 变化 是 由螺 纹根 部 应 力集 中造 成 的 ， 因此 螺 栓 断裂 通 常发生 在靠 近螺母 接 触 面的 螺纹处 。
肖伟 群
（ 翰 迪 尔佳联 收 获机 械 有 限公 司 产 品 开发 中心 ， 龙 江 省 佳 木 斯 ｌ４ ０ ） 约 黑 ５ ０ ２
中 图 分 类号 ：Ｈｌ ． Ｔ ３１３ 文 献 标 识 码 ： １ ３
Ｆａ ｌ ｒ ｏ ｅ ｉ ｅ Ｍ ｄ ，Ｍ ｅ ｈ ｎ ｓ Ａｎ ｌ ｓｓ ａ ｄ Ｄｅ ｉ ｎ Ｐｒ ｃｐ ｅ ｏ ｕ ｃ ａ ｉｍ ａ ｙ ｉ ｎ ｓｇ ｉｉ ｌ ｆ
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实 用技 术 ・
ＡＵＴｏＭ ｏＢＩ ＬＥ ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ ＆ Ｍ ＡＴＥＲＩ ＡＬ
文 章 编 号 ：０ ３ ８ ｌ （０ ６ ０ — ０ ６ ０ １０ — ８ ７ ２ ０ ） ７ ０ ２ — ３
12.9级高强度螺栓断裂失效分析
图 １ 断 裂螺 宏 观 形 貌 （ ａ ） 断裂螺栓照 片 ． ６ Ｘ： （ ｈ ）断 【 Ｉ 宏观彤批 ． ： （ １
Ｆｉ ｇ １ Ａ ｐｐ ｃ ａ ｒ ￣ Ｌ Ｉ ］ Ｃ Ｌ ｏ １ ） 、 ｒ ｖａ ｔ ｛ ｏ １ １ ｏｆ ｆ ａｉ ｌ Ｌ Ｉ Ｆ ｔ ｂ ｏｌ ｔ （ １ ） ｐ ｉ ｃ Ｉ Ｌ Ｉ Ｆ （ ，ｏ ｆ ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ｌ ｝ ｏ ｌ ｔ ． ６Ｘ ： （ １ １ ）ａｐ ｐ ４ Ｊ ａｒ ￣ ｔ ｉ １ “－ ｏ１ ） Ｓ Ｕ Ｉ ＋ Ｖ ￣ ｔ ｔ ｉ ｏｎ ｏｆ ｆ ｒ ａ ￣ ’ ｔ ｕｒ ｅ Ｓ ｕＩ － ｆ ￣ ｔ ｃ ｃ． ９ ｏ Ｘ
貌 分析 ， 判 断断 裂类 型 ； 利用 Ｚ Ｅ Ｉ Ｓ Ｓ － Ｉ ｍａ ｇ ｅ ｒ ． Ａ２ ｍ 型 金 相显 微镜 ， 对 螺 栓 靠 近 断 裂 位 置 的 基 材 进 行 夹 杂
物 及金 相组 织 分析 ； 利用德国 Ｓ Ｐ Ｅ Ｃ ＴＲ Ｏ－ ＭＡＸ ｘ型
业 上肩 负 重要任 务 ， 只要 地球 上存 在着 工业 ， 则 螺 栓
表 面脏 污吹 干 净． 使 用 ＶＨＸ － ６ ０ ０ Ｅ型 ３ Ｄ光 学 显 微
（ ｂ ） ） ， 螺栓 断 口比较 平 齐 ， 无 明显 塑 性 变 形 特 征 ， 断 面 带有 放射 性 图样 ， 裂 纹 源 位 于 螺栓 边缘 处 且 裂 纹
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ７ － ０ ４ — ２ ０
Байду номын сангаас
作者简介 ： 李珍（ １ ９ ８ ６ － ） ， 女， 河 南 新 乡人 ， 硕士 ， 工 程 师
源 与扩 展 【 ｘ 均仃 褐 的 物 仔 ． 这 足ｆ ｝ ｒ ｒ 减 速
高强螺栓连接质量问题分析与处理
力就 小 ， 螺 栓 的受力 就 由摩 擦 型转 为 承压 型 ， 安 全
安全度要低 。 《 钢结构设计规范》 Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ ７ — ２ ０ ０ ３ 第 ７ ． ２ － ３ 条规定 ，承压型高强度螺栓连接不应用于直 接 承受 动力 荷 载 的结 构 。 正 因如 此 ， 摩 擦 型高 强 螺 栓的使用更广范。 摩擦型高强螺栓的受力的可靠性 取决 于连接 板摩擦 系数 ， 因此 规范要 求摩 擦 型高 强
螺栓 连接 板 之 间必须 紧 密 ，摩 擦 系数 必 须 Ｉ ＞０ ． ４ ５ ，
储 备性 能大 为降低 ，如果设 计考 虑 的富裕 度不 够 ，
否则连接将失效 ， 使钢结构存在安全隐患。 大六角头高强螺栓相对于扭剪型高强螺栓来
说， 有 费用较 低 的优点 ， 但 需使 用扭 矩扳 手 ， 需 对扭
靠摩擦阻力来传递剪力 ， 此时的承载力极 限大约只 有最高点的 ５ ０ ％， 所 以采用承压型高强螺栓可以充
分利 用 螺栓 的承 载能 力 ， 节 约螺 栓 ， 但 从另 外 一个 方 面说 明承 压 型 的高 强螺 栓 比摩 擦 型 高强 螺 栓 的
１ 、摩擦型高强螺栓连接板接触面之间缝隙过 大产生 原 因 ： 端板翘 曲、 端 板不平 行 、 梁水平 弯折 过 大， 梁长 度尺 寸偏差 过大 ， 螺栓没 有拧 紧等 。 ２ 、摩擦型高强螺栓连接板接触面之间缝隙过 大的危害性 ： 摩擦型高强螺栓端板是绝对不允许有
第２ ６ 卷２ ０ １ ３ 年第 ２期（ 总第 １ ０ ４期 ）
重 钢 机 动 能 源
高强度紧固件失效实例分析
高强度紧固件失效实例分析ⅰ疲劳断裂的实例一．疲劳断裂的特征1．疲劳与断裂的概念：疲劳是机械零件常见的失效形式，据统计资料分析，在不同类型的零件失效中，有50%—80%是属于疲劳失效。
疲劳断裂在破坏前，零件往往不会产生明显的变形和预先的征兆，但破坏却往往是致命的，会酿成重大事故。
疲劳损坏产生及发展有其特点，最终形成为疲劳断裂。
疲劳问题的探索，最早是在1839年，法国人彭赛列提出材料和结构件的疲劳概念，德国人A·沃勒在1855年研究了代表疲劳性能的应力应变与震动次数的理论（S—N曲线），并且提出了疲劳极限的概念，因此，沃勒被称为材料疲劳理论的奠基人。
疲劳与断裂的力学理论经过一百多年的发展，各行业具体疲劳断裂事例不断涌现，经过科学家及工程师不间断地研究和探索，目前，疲劳断裂科学理论不断地充实和发展，从而在本质上了解了疲劳破坏的机理。
疲劳概念的论述：金属材料在应力或应变的反复作用下发生的性能变化称为疲劳；疲劳断裂：材料承受交变循环应力或应变时，引起的局部结构变化和内部缺陷的不断地发展，使材料的力学性能下降，最终导致产品或材料的完全断裂，这个过程称为疲劳断裂。
也可简称为金属的疲劳。
引起疲劳断裂的应力一般很低，疲劳断裂的发生，往往具有突发性、高度局部性及对各种缺陷的敏感性等特点。
2．疲劳的分类：（1）高周疲劳与低周疲劳10的疲劳，如果作用在零件或构件的应力水平较低，破坏的循环次数高于5称为高周疲劳，弹簧、传动轴、紧固件等类产品一般以高周疲劳见多。
10的疲作用在零件构件的应力水平较高，破坏的循环次数较低，一般低于4劳，称为低周疲劳。
例如压力容器，汽轮机零件的疲劳损坏属于低周疲劳。
（2）应力和应变来分：应变疲劳——高应力，循环次数较低，称为低周疲劳；应力疲劳——低应力，循环次数较高，称为高周疲劳。
复合疲劳，但在实际中，往往很难区分应力与应变类型，一般情况下二种类型兼而有之，这样称为复合疲劳。
（3）按照载荷类型弯曲疲劳扭转疲劳拉拉疲劳与拉压疲劳接触疲劳振动疲劳随着断裂力学的不断发展，行业内广大的技术人员逐渐认识疲劳裂纹的产生及其发展的规律，为控制和减少疲劳引起损害奠定了基础。
大型起重机高强度螺栓的断裂失效分析
大型起重机高强度螺栓的断裂失效分析摘要：本文通过对一台大型起重机高强度螺栓断裂失效的分析，探究其原因和解决方法。
初步分析结果表明，螺栓断裂的主要原因是材料强度不足、应力过大和使用环境恶劣等因素导致的。
针对这些问题，本文提出了一系列改进措施，包括选用高强度材料、降低应力和改善使用环境等方面。
通过实验验证和理论计算，改进后的螺栓具备更高的强度和耐用性，可以有效地提高装置的稳定性和安全性。
关键词：起重机；高强度螺栓；断裂失效；强度分析；改进措施正文：1. 背景介绍大型起重机是现代工业中不可或缺的设备之一。
在使用过程中，螺栓作为连接装置的重要组成部分，在保证装置的稳定性和安全性方面起着至关重要的作用。
然而，螺栓也是易受力集中的零部件，容易出现断裂失效的情况。
因此，对螺栓失效进行分析和解决具有重要的理论和实践意义。
2. 断裂失效分析2.1 断裂形态分析通过对失效螺栓的断口形态进行分析，可以初步了解其失效原因。
观察失效螺栓的断口，发现其呈现出典型的断裂韧突混合断口。
2.2 强度分析对失效螺栓的材料进行强度测试，发现其强度值低于设计要求。
在使用过程中，由于受到集中载荷的作用，应力过大导致螺栓逐渐疲劳并最终断裂。
2.3 环境分析失效螺栓所处的使用环境恶劣，存在高温、湿润等不利因素。
因此，失效的螺栓容易受到腐蚀和氧化等影响，导致其材料性能和强度下降。
3. 改进措施针对分析结果，本文提出了一系列改进措施：3.1 选用高强度材料为了提高螺栓的强度，可以选用高强度材料来替代原有的材料，例如S45C、SCM43等。
这样既可以提高螺栓的耐久性，也可以在承受大载荷时发挥更好的作用。
3.2 降低应力在设计过程中，应尽可能减小螺栓所承受的载荷和应力，从而减少螺栓的疲劳损伤和断裂的可能性。
可以通过优化结构、增加支撑和缓冲措施等方法实现此目的。
3.3 改善使用环境在实际使用中，应注意维护和保养，防止螺栓受到腐蚀和氧化的影响。
可以采用表面防护涂层、常规保养和定期更换等措施，延长螺栓的使用寿命。
20MnTiB螺栓失效分析
20MnTiB螺栓失效分析1 概述高强度螺栓是继铆接、焊接之后发展起来的一种钢结构连接型式。
它具有施工简单、可拆卸、承载大、耐疲劳、较安全等优点。
因此, 高强度螺栓连接已发展成为钢结构工程安装的主要手段。
20MnTiB钢高强度螺栓用于航天发射塔架斜支梁、悬臂梁及主梁联结板的连接。
在进行服役过程中，发现有少量连接螺栓断裂的现象。
本文通过断裂螺栓的断口、显微组织、显微硬度和微区成分进行了分析。
查找螺栓失效原因，制定改进措施，以防止同类失效再度发生。
2 螺栓的材料及技术条件螺栓型号为M22(GB1228-1984)，螺栓材料为20MnTiB钢，这是国标推荐的高强度螺栓用钢,在相同硬度下，与中碳合金钢比较，具有更加良好的韧性和可锻性，较好的强韧性，还可避免脱碳现象。
其化学成分如表1表1 螺栓化学成分（W B）C Mn Si P S Cu Cr TI B 样品0.22 1.38 0.99 0.006 0.023 0.15 0.07 0.07 0.0018该批螺栓所用钢材化学成分符合标准要求，P、S、Cu等残余元素也控制在合理范围之内。
加工螺栓用毛坯为热轧圆钢。
制造工艺流程如下：20MnTiB圆钢(盘条)酸洗拉拔冷镦成型搓丝热处理发黑包装入库其热处理工艺为880℃油淬，380～400℃中温回火，组织为回火屈氏体。
每批成品均抽样作静拉伸实验，力学性能达到GB1231-1984标准中10.9S的螺栓性能等级要求，σb为1040～1240MPa，σs≥940MPa，δ5≥10%，ψ≥42%，A k≥58.8N·m，维氏硬度为312～367HV30，洛氏硬度为33～39HRC。
3断裂螺栓失效分析3.1断口宏观形貌分析宏观下，断裂螺栓断口具有脆性特征，如图1。
断口面位于螺栓的第五个螺纹处。
断口可分为三个区域：裂纹源区、裂纹扩展区和最终瞬断区。
未观察到疲劳断裂特征。
裂纹源区位于螺纹根部,其放大形貌，如图2。
在裂纹源区可观察到一扁长形状的原始裂纹，长约 5.5mm，深约0.8mm，在其旁有一半月形的锈蚀区。
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水电厂高强度螺栓失效分析与探讨杨兴乾赵少勇摘要：高强度螺栓在水电厂运用十分重要,2009年8月俄罗斯萨扬·舒申斯克水电站水轮机顶盖固定螺栓疲劳断裂造成的后果给了我们深刻教训。
2013年3月思林发电厂#1机组A修时,我厂接力器基础螺栓进行超声波探伤检测时发现两颗存在缺陷的螺栓，以此为实例，我厂金属监督对螺栓失效进行了深入的分析和探讨，归纳其常见的失效形式，即材质缺陷、过载失效、应力腐蚀、及疲劳性能失效，同时提出相应的监督措施。
关键词：水电厂；螺栓；失效；强度一、前言螺栓是水电厂机组的重要部件，在制造过程中由于螺栓本身的材质及控制工艺过程不当，螺栓在长期的承受应力作用下会发生缓慢的、连续的塑性变形，从而使螺栓容易出现裂纹，高强度螺栓指的是强度达8.8级及以上的螺栓，一般用于水电厂和其他重要的螺栓。
同时各种结构的螺栓种类繁多，规格也各不相同，但均使用了不少的高强度螺栓。
对于我厂而言，高强度螺栓作为机组转动部件的连接部件和密封部件是最为常用的。
2009年8月俄罗斯萨扬·舒申斯克水电站机组长期振动超标引发水轮机顶盖固定螺栓疲劳断裂，导致发生了水电史上空前的特大事故，引起水电界金属同行的高度关注。
在此基础上结合我厂的实际情况及此次出现的接力器基础螺栓探伤检测的缺陷，本文以我厂高强螺栓存在缺陷的失效案例，对其常见的缺陷进行归类分析，以此来为同行进行交流和学习。
二、我厂接力器基础螺栓缺陷介绍我厂#1机组A修期间，在对接力器基础的高强度螺栓进行超声波探伤检测时出现了两颗存在缺陷的螺栓，该螺栓规格型号为：M42x283mm，此螺栓在我厂投产至今已服役五年，在机组的不同检修类别中都要对相应的金属监督部件进行探伤检测，此次发现接力器基础螺栓存在的缺陷引起了我厂金属监督的深刻反思和探讨，同时也为我厂的安全经济稳定运行打了预防针。
针对我厂各部件重要螺栓的制造、安装、运行过程中存在的问题，提出关于螺栓的质量监督，确保设备的安全稳定运行。
以此来增强我们防范于未然的决心。
接力器基础螺栓探伤检测报告详见下表：单位贵州乌江水电开发有限责任公司思林发电厂机组编号#1机组工件名称接力器基础螺栓规格型号M42x283mm 设计数量检测数量38仪器型号PXUT-350 仪器编号TG/SB-UT-002 表面状况光滑探头参数探头编号探头型号参考试块探伤灵敏度探头1 5Pφ14 工件底面底面反射波调到基准波高检测标准JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》耦合剂机油螺栓编号缺陷位置深度（mm）缺陷指示长度（mm）缺陷反射波幅结论备注1 157 / / 缺陷/2 195 / / 缺陷/3-38 / / / 合格/检测结果：超标缺陷建议更换检测谢东记录王星电厂配合接力器基础螺栓探伤检测报告三、失效形式分析1.材质缺陷在机组安装初期，只按照标准选取符合工作要求的类型、尺寸和性能等级的螺栓而没有考虑其材质、加工工艺和热处理等，但螺栓的材质、加工工艺和热处理状态正是影响其力学性能、质量的重要因素。
因此在质量管理中出现的材质缺陷是螺栓出现失效的重要因素之一。
在安装过程中，由于预紧力过大等原因，螺栓材料易发生断裂，在机组的长期运行过程中，由于高应力的作用，螺栓材料容易产生疲劳断裂，为确保安全运行，加强对重要部位螺栓的安全管理、全面检验甚为重要。
实例介绍：2011年某大型水电站新购一批8.8级的高强螺栓作为库存备件，其型号直径为M30，材质为45号钢。
在例行的高强螺栓抽检试验中发现，该螺栓存在材质缺陷。
一方面该批螺栓的力学性能不满足GB/T3098.1-2000《紧固件机械性能螺栓螺钉和螺柱》标准要求，其洛氏硬度均大于35HRC，超出了标准规定的22-32HRC的范围。
同时，螺栓的冲击（U型缺口试样）功低于16J，而标准要求8.8级别螺栓的冲击功不低于30J。
另一方面，该批螺栓的金相显微组织观察发现螺牙存在细微的裂纹，如图1所示。
有文献曾报道过，新螺栓的螺牙裂纹与滚齿成型控制有关，由于滚轮使用次数过多或是超期服役，使得滚齿加工能力下降，极可能造成螺牙裂纹的出现。
2.过载失效螺栓的过载失效是指在服役过程中发生突然瞬间的断裂，这种失效预先并无明显征兆，所以其危害严重。
过载失效特征：高强度螺栓在水电厂的使用极为广泛，螺栓上的螺纹实际上就同缺口一样，应力集中系数较高。
当其与螺母配合时，应力集中系数进一步提高。
通过压缩螺母传递载荷的螺栓，应力最集中是在靠近螺母支承面的第一扣螺纹处。
此外，由于螺栓的结构特点，头部和杆部交接处的应力也较集中。
因此，螺栓的过载失效而导致其断裂多在这两个部位产生。
3.高强度螺栓的应力腐蚀（1）应力腐蚀发生的条件必须有拉伸应力存在。
拉伸应力越大，则断裂所需要的时间越短。
断裂所需要的应力一般低于材料的屈服强度。
螺栓在服役中所承受的拉伸力以及在装配中的预紧力，都是导致发生应力腐蚀的条件。
（2）必须有对材质敏感的腐蚀介质存在当应力与腐蚀介质形成一个系统时，材料才能发生应力腐蚀开裂的缺陷。
4疲劳性能失效影响高强度螺栓疲劳性能的因素：a、螺帽结构的影响；b、螺纹牙沟形状和半径尺寸的影响；c、螺栓表面粗糙度的影响；d、滚制螺纹工序的影响；实例介绍：2010年某水电厂7号、8号机组的发电机上挡风板连接螺栓出现一定程度的松动，其中7号发电机11号上挡风板3个连接螺栓断裂脱落，螺母与断裂的螺杆未找到，尾部还处于螺孔中，见图2。
该水电厂对7、8号发电机转子、定子等部件进行了全面细致的检查，未发现因螺栓断裂脱落造成的损坏情况。
图2 上挡风板螺栓断裂情形断裂螺栓的直径为M16，材质为45号钢。
宏观检查断裂螺栓的断口情况，发现其呈明显的疲劳断裂特征，疲劳源在螺栓断口边缘，见图3所示。
由于发电机通风系统在机组运行过程中会不可避免地引起上挡风板的振动，从而造成连接螺栓出现松动，长期在此环境中服役容易导致疲劳断裂。
电厂对此3个螺栓进行了更换，并选用40Cr不锈钢螺栓，以提高疲劳阈值，增强抗断裂能力；同时对螺母与上挡风板之间进行点焊，避免断裂时螺栓脱落而损坏发电机部件。
图3 失效螺栓的断口形貌四、结论与监督建议1.以上是我们在工作与使用过程中所遇到的不同类型的螺栓的主要失效模式及问题发生原因，可见，所有的螺栓发生失效缺陷并不是偶然的，其原因除了其材料存在问题外，其结构问题也是主要原因之一。
水电厂高强螺栓的缺陷主要有4类。
材质缺陷、过载失效、应力腐蚀和疲劳性能失效。
2.在机组检修期间对重要部件的连接螺栓进行100%的超声波探伤，并出具检测报告，根据检测结果确认是否对螺栓进行更换，确保连接螺栓100%合格。
3.加强螺栓的采购质量，为提高螺栓的入厂合格率，金属监督人员应了解其生产过程和质量保证体系，严把质量关，保证设备的安全稳定运行。
4.依照螺栓使用部位、材质、规格、投运时间、检测状况建立重要螺栓台帐，做到全面监控，不留死角。
另一方面要逢停必检，全面排查隐患，对螺栓做好失效分析，并根据不同等级螺栓的使用寿命，到期全部更换。
5.严把质量关，对于我厂新采购的各种高强度螺栓认真履行物资入库验收手续卡，力争把可能存在的事故隐患消除在萌芽状态，验收卡详见下附页。
同时，电厂要针对基础薄弱的金属专业开展人员培训，提高金属材料监督和无损检测的能力。
参考文献[1]GB/T3098.1-2000紧固件机械性能螺栓螺钉和螺柱[S].[2]胡世炎，机械失效分析手册[M].成都：四川科学技术出版社，1989.[3]韩志良，马红卫，丁燕君.高强度螺栓断裂失效分析[J].理化检验一物理分册，2003，39（9）：477-480.[4]肖纪美.应力作用下的金属腐蚀[M].北京.化学工业出版社.1990；347-348.附：思林发电厂受监金属材料及受监金属备品配件入库验收卡片卡片编号：使用单位金属材料或部件名称使用部位生产厂家供货状态材质（钢号）入库时间合格证号规格领用时间供货数量入库交货人领用人钢材的化学元素成分（重量百分比% ）及常温力学性能指标指标 C S Mn P Si Cr Mo V W Ni TiσsMPaσbMPaδ5%a kJ/cm2ψ%HB标准值实际值入库前生产厂家相关资料审查序号资料名称份数审查结果质保单位资料审查人签名1 产品合格证2 材质证明单3 无损检测报告、理化检测报告（性能、金相）4 耐压试验报告、热处理报告（热处理规范）5 进口材料须有国家商检报告6 重要备品配件设计图入库前的质量验收工作项目序号验收工作内容检验结果验收部门检验人员签名检验日期1 光谱分析2 无损探伤（射线、超声波、磁粉、渗透）3 理化检测：厚度测量、金相显微组织检验、化学成分、力学性能、几何尺寸是否符合设计要求4 表面宏观检查设备技术数据：验收结果1. 经入库前资料审查与金属监督检验，该（批）钢材及备品配件检验合格，准予入库与领用。
（）2. 经入库前资料审查与金属监督检验，该（批）钢材及备品配件检验不合格，应预予退货处理。
（）部门技术员物资公司生技部备品专工金属监督（盖章）。