高强度螺栓延迟断裂的预防措施

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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

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。

耐延迟断裂高强度螺栓钢的微观组织分析

耐延迟断裂高强度螺栓钢的微观组织分析

耐延迟断裂高强度螺栓钢的微观组织分析导语:螺栓是机械连接中常用的紧固件,而高强度螺栓则在要求更高的负载和抗震能力的工程中发挥着重要作用。

为了提高高强度螺栓的可靠性和安全性,近年来,研究人员开始关注耐延迟断裂高强度螺栓钢的微观组织分析。

本文将对该研究领域进行探讨,并分析其对螺栓性能的影响。

1. 耐延迟断裂概述耐延迟断裂是指材料在长期加载下出现的断裂现象。

在高强度螺栓中,延迟断裂会导致螺栓的失效,从而给工程结构带来极大的危险。

因此,研究耐延迟断裂高强度螺栓钢的微观组织分析具有重要的意义。

2. 高强度螺栓钢的微观组织特征为了研究高强度螺栓钢的耐延迟断裂性能,首先需要对其微观组织进行分析。

高强度螺栓钢通常具有细小的晶粒尺寸和均匀分布的碳化物。

其微观组织的稳定性和均匀性对螺栓的强度和韧性具有重要影响。

3. 碳化物的分布与断裂行为碳化物是高强度螺栓钢中的重要组成部分,它们的分布对材料的断裂行为起到关键作用。

研究表明,碳化物的均匀分布可以提高螺栓的韧性,减少断裂的可能性。

而碳化物的聚集和不均匀分布则会导致应力集中,从而降低耐延迟断裂的能力。

4. 晶界与断裂晶界是晶体中相邻晶粒的界面,它在高强度螺栓钢中起到了重要的作用。

研究发现,晶界的特性对螺栓的断裂性能有显著影响。

粗大、不稳定的晶界会导致应力集中和断裂的产生。

因此,通过合理控制晶界的特性,可以改善高强度螺栓钢的耐延迟断裂性能。

5. 材料局部疲劳与断裂材料的局部疲劳是耐延迟断裂的重要因素之一。

高强度螺栓钢在长期受力下容易产生局部应力集中,从而导致疲劳断裂。

通过对材料的微细组织进行分析,可以了解局部疲劳的形成机制,并采取相应措施提高螺栓的延迟断裂性能。

6. 微观组织的调控与优化基于对高强度螺栓钢微观组织的分析,可以针对其中存在的问题进行优化和改进。

例如,通过热处理、合金掺杂、控制冷却速率等手段,可以调控晶粒尺寸和碳化物的分布,从而提高螺栓的韧性和耐延迟断裂性能。

铁路钢桁梁桥高强螺栓断裂原因与防治措施

铁路钢桁梁桥高强螺栓断裂原因与防治措施

总551期2020年第29期(10月中)收稿日期:2020-06-15作者简介:苏沛春(1980—),男,工程师,从事路桥施工相关工作。

铁路钢桁梁桥高强螺栓断裂原因与防治措施苏沛春(中交第四航务工程局有限公司,广东广州510000)摘要:通过对存在高强螺栓断裂问题的高速铁路钢桁梁桥现场跟踪调查,从原材料、工艺流程、外界因素、应力等方面深入分析断裂成因,在此基础上提出有针对性的防治措施,以期为同类桥梁的设计、施工提供参考。

关键词:钢桁梁桥;高强螺栓;螺栓断裂;防治中图分类号:U24文献标识码:A0引言我国大跨度钢桁梁桥建设的高速发展伴随着一定程度的病害问题,部分钢桁梁桥工程出现了高强螺栓断裂现象,给行车安全带来了一定风险。

因此分析造成高强螺栓断裂的原因并找到防治措施,对我国桥梁工程的发展具有重要意义。

1基本情况目前我国钢桁梁桥节点或拼接处较多采用摩擦型高强螺栓连接,采用概率论为基础的极限状态设计方法,依靠高强螺栓紧固,采用在被连接件间产生摩擦阻力以传递剪力而将杆件连接成整体的连接方式。

根据调研(如图1所示),钢桁梁桥螺栓断裂的位置主要出现在连接主桁架的上平横纵联节点区域。

目前国内高强螺栓只有高强度大六角头螺栓连接副(10.9s,8.8s )和扭剪型高强度螺栓连接副(10.9s )两种产品,从设计角度看没有区别,仅施工方法和构造上稍有差别,现阶段铁路钢桁梁桥基本采用大六角头高强螺栓连接副(10.9s )。

高强螺栓连接副的施拧采用特殊的专用扳手,分初拧和终拧,对于大型节点分初拧、复拧、终拧三步进行拧紧。

高强螺栓的螺杆、螺帽和垫圈都由高强钢材制作,常用45#钢、40硼钢、20锰钛硼钢、35CrMoA 等高强度材料制造。

2钢桁梁桥螺栓断裂的原因分析2.1高强螺栓自身材质缺陷虽然高强螺栓材料中各种成分符合国家相关标准要求,但在冶炼或浇注的钢液内不可避免会混入含镁、钙等的耐火材料碎块,镁、钙和材料内部的硫、锰、铬等向晶界的偏聚,导致在局部区域出现晶界脆化,其效果相当于潜在的裂纹,将成为螺栓断裂的源头。

高强度螺栓钢延迟断裂分析

高强度螺栓钢延迟断裂分析

高强度螺栓钢延迟断裂分析西宁特钢技术资料高强度螺栓钢延迟断裂分析一、高强度螺栓在实际运行中的受力情况及其性能要求螺栓在各种机构中起着连接、紧固、定位、密封等作用。

螺栓在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,在应用高强度螺栓时,对材料成分、冶金螺栓结构、制造工艺、安装及使用提出了更高的技术要求。

一般来讲,高质量、强度螺栓及其用钢应满足以下要求:(1) 高的抗拉强度,以便抵抗拉长、拉断、滑扣和磨损。

(2) 较高的塑性和韧性,以减少对偏斜、缺口应力集中和表面质量的敏感性。

(3) 对于在海边、河边、油田等潮湿大气或腐蚀气氛环境下工作的螺栓,要求螺栓材料具有足够低的延迟断裂敏感性,以保证螺栓工作时安全可靠。

(4) 对于承受交变载荷和冲击载荷的螺栓,要求具有较高的疲劳抗力和多次冲击拉伸抗力,以抵抗疲劳、多冲断裂。

(5) 对于在严寒地区或低温下工作的螺栓,还要求具有低的韧-脆转化温度。

(6) 中小直径螺栓往往多采用冷镦成形螺栓头和搓(滚)丝生产工艺,这就要求材料具有良好的冷镦等冷加工工艺性能。

二、高强度螺栓钢的延迟断裂及特征钢的回火马氏体组织具有良好的强度和韧性配合,而且还可以通过调整碳和合金元素等添加元素的种类、数量和热处理工艺而控制其强度,因此在合金钢中得到了十分广泛的应用。

然而回火马氏体钢在自然环境下易发生延迟断裂,且延迟断裂敏感性随着强度的提高而增大。

同时,高强度螺栓属于缺口零件,具有很高的缺口敏感性,容易在缺口集中部位如杆与头部的过度处或螺纹根部产生延迟断裂。

5.高强度螺栓延迟断裂的预防措施

5.高强度螺栓延迟断裂的预防措施
冷镦材料与热处理方法
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。

钢结构工程中螺栓连接的质量通病及预防措施

钢结构工程中螺栓连接的质量通病及预防措施

钢结构工程中螺栓连接的质量通病及预防措施
1、扭矩不准
(1)产生原因
扭矩扳手未经校正;紧固工艺不合理。

(2)预控措施
对扭矩扳手必须定期矫正,其偏差值不大于5%。

不重合的螺孔应用圆锉找正,或用冲子将孔位找正,确保孔壁对螺栓杆不产生摩插和挤压。

初拧要求不小于施工紧固力矩的25%,终拧时要求达到设计的紧固力矩数值。

紧固顺序为先中间,后边缘,先主要部位,后次要部位,先除拧,后终拧。

扭剪型高强度螺栓尾部卡头被拧断,表示终拧结束。

装配面应保持干净,不得在雨雪天安装高强度螺栓。

2、连接板拼状不严密
(1)产生原因
连接板翘曲变形接触面有杂物。

(2)预控措施
连接钢板应平直,如有变形应及时矫正后,方可使用。

连接型钢或零件的平面坡度大于1:20时,应放置斜垫片支垫。

连接板间隙应按规定的允许间隙进行调整,拼装应严密。

3、丝口损伤
(1)产生原因
丝口严重锈蚀,螺纹间有浊污杂质。

(2)预控措施
螺栓在安装前应经认真检查、清洗和除锈后,作好预配工作。

严禁强行将螺栓打入螺孔。

高强度螺栓应将配套的连接件(螺栓、螺母和垫圈)放入同一包装内,避免混用,损伤丝口。

4、装配面不洁净
(1)产生原因
构件表面有锈蚀、油污等杂物。

孔壁有焊瘤和毛刺。

(2)预控措施
认真清除表面,确保表面干净。

螺栓在使用前必须进行除锈处理。

配合面的处理应考虑施工安装顺序进行,防止重复处理;吊装前的处理必须干净。

螺栓装配面均应达到严密与紧固。

利用纳米化技术改善耐延迟断裂高强度螺栓钢的机械性能

利用纳米化技术改善耐延迟断裂高强度螺栓钢的机械性能

利用纳米化技术改善耐延迟断裂高强度螺栓钢的机械性能纳米化技术在材料科学领域具有广泛的应用前景,可以通过改变材料的微观结构,来显著改善材料的机械性能。

在高强度螺栓钢的应用中,耐延迟断裂是一个重要的性能指标。

本文将探讨如何利用纳米化技术来改善耐延迟断裂高强度螺栓钢的机械性能。

首先,我们需要了解高强度螺栓钢的耐延迟断裂机制。

高强度螺栓钢常常遭受到复杂的应力环境,如拉伸、剪切和扭转等。

这些应力会导致螺栓表面的缺陷形成和扩展,最终引发断裂。

因此,提高高强度螺栓钢的抗断裂能力是关键。

纳米化技术可以通过调控材料的晶粒尺寸和晶界结构,来改善其机械性能。

首先,通过降低晶粒尺寸,可以提高材料的屈服强度和硬度。

较小的晶粒尺寸会限制位错滑移和晶界移动,从而增加材料的塑性变形能力,降低疲劳开裂的敏感性。

同时,纳米化技术还可以改善材料的晶界结构。

晶界是位错和原子的交错区域,通常是材料的强度和韧性的主要起因。

晶界的性质与材料的断裂性能密切相关。

通过纳米化技术改变晶界的组织结构,可以增强晶界的稳定性和阻止位错的扩展。

除了纳米化技术,还可以利用表面改性技术来进一步改善高强度螺栓钢的机械性能。

如利用化学镀、电化学处理等方法,可以在材料表面形成一个致密的保护层,提高钢材的疲劳寿命和耐腐蚀性能。

此外,纳米化技术还可以应用于高强度螺栓钢的涂层改进。

通过在材料表面涂覆纳米材料,可以增加涂层与基材的结合强度,提高材料的耐磨性和抗腐蚀性能。

同时,纳米涂层还可以减小摩擦系数,降低螺栓的摩擦损耗,并且提供更好的自润滑性能。

尽管纳米化技术在改善高强度螺栓钢的机械性能方面具有潜力,但仍然面临一些挑战。

首先,纳米结构的稳定性是一个问题。

在高温和高应力条件下,纳米晶体的晶粒会发生再长大和结晶,从而导致材料性能的下降。

因此,研究如何稳定纳米结构,是进一步推动纳米化技术应用的关键方向。

其次,纳米化技术的大规模制备和成本问题也需要解决。

纳米化技术要求对材料进行微观调控,需要精密的加工和控制手段。

高栓延迟断裂原因与预防方法(20230726)

高栓延迟断裂原因与预防方法(20230726)

高强度螺栓延迟断裂原因与预防方法穆金禄中铁大桥科学研究院有限公司目录前言 3一、建立高强度螺栓的断裂判据 4二、高强度螺栓延迟断裂的原因 14三、桥梁高强度螺栓断裂的趋势 18四、延迟断裂的高强度螺栓断口分析 19五、完善高强度螺栓的断裂判据 22六、预防高强度螺栓延迟断裂的方法22附:公式推导及专家对试验方法的审查意见 24前言桥梁上的高强度栓螺栓(以下简称高栓)都发生了不同数量的延迟断裂,高栓延迟断裂的原因主要有应力腐蚀开裂和氢脆等原因引起的高栓脆断。

发生延迟断裂的高栓长度绝大多数是90mm及以下的高栓;如南京某桥从1969年建成到1987年11月共断了127个高栓,其中:100mm的1个、90mm的4个其余122个是75mm的高栓[1];高栓断裂的部位大都断在丝扣处、且主要断在螺母下第一扣处。

若高栓的延迟断裂主要是由氢脆等原因引起的话,其断裂的长度范围和断裂的部位都应该是随机的,所以高栓的延迟断裂主要原因是由应力腐蚀开裂所引起的延迟断裂,氢脆和其它原因引起的脆断为次要原因。

本人用断裂力学的柔度标定法做高栓的柔度标定时发现:高栓的形位公差会使高栓承受一个由附加弯矩差生的弯曲拉应力,该拉应力与高栓预拉力的拉应力叠加后,若超过了其抗拉强度,就会在高栓拉应力最高处的局部开裂,此后高栓即开始了应力与腐蚀开裂的进程;试验还发现高栓的强度越接近高栓国标强度的上限、高栓的综合力学性能降低的越多、高栓断裂率也越高。

此外,用光弹性材料制成的螺栓做光弾试验,由其“纵向冻结切片”等差线图得知:螺母下第一扣处的应力集中系数最高,所以高栓大都在此处断裂。

一.建立高栓的断裂判据(一)高栓的病害与试验研究1.高栓病害情况介绍1961年我国用高栓在广西修建了第一座栓焊梁桥——雒容大桥,此后修建的各座大桥的高栓都发生了不同程度的延迟断裂。

1973年铁道部组织相关单位对已建的铁路桥梁和成昆铁路新建的多座栓焊梁桥做了调查,调查结果是各桥高栓的平均断裂率为2‰上下,断裂高栓的长度绝大部分是90mm 及以下的短高栓;断裂的高栓大都断在丝扣处,且主要断在螺母下第一扣处。

螺栓断裂原因分析及预防

螺栓断裂原因分析及预防

螺栓断裂原因分析及预防摘要:本文通过对失效螺栓及同批次的零件进行理化分析和无损检测。

对断裂件进行了宏观、微观断口观察、金相组织检查、硬度、化学成分、破坏拉力等一系列试验,经分析找出螺栓失效原因,并提出预防措施。

关键词:螺栓断裂回火脆化螺栓作为飞机上重要的紧固件,其发生断裂危害较大。

我厂修理过程中使用的螺栓主要为M4、M5、M6、M8和M10等规格,然而在某产品装配和停放过程中,某批次30CrMnSiA M8的螺栓先后发生脆性断裂。

引起工厂高度重视,因为螺栓发生脆断,不论是氢脆断裂,还是热处理造成的脆性断裂大都与“批次性”问题有关,涉及数量多,危害大,组织专业人员对螺栓在装配过程中及装配一段时间后发生断裂的原因进行了分析,并对后续的预防工作,提出了建议和方案。

1 宏观、微观检查对断裂螺栓进行宏观观察:发现断裂位置接近于第一扣螺纹处见(图1)。

断裂处螺纹表面未发现有明显的机械接触痕迹,如压坑、啃刀、划伤等表面缺陷,也未发现热处理表面烧蚀痕迹、螺纹变形等现象,没有局部麻点、剥蚀等缺陷。

断裂螺栓螺纹牙底呈线性起源,放射棱线粗大,断口附近无明显宏观塑性变形,断口齐平,呈暗灰色,断面粗糙,具有金属光泽(图2)。

图1断裂螺栓图2螺栓断口图3 螺栓整体形貌对裂纹断口进行观察,断口特征呈现以沿晶为主+韧窝的混合断裂形貌,且断口源区未见冶金和加工等产生的缺陷。

对同批次的螺栓抽样进行了磁粉检测,在螺纹的根部没有发现表面或近表面裂纹,对螺栓进行X射线检测,也没有发现内部缺陷。

同批螺栓见图3。

2 材质检验2.1成份分析抽取同批次的螺栓去掉镀层后制取化学粉末,采用碳、硫联合测定仪对碳、硫含量进行了检测,利用QSN750光谱仪对其它元素进行了检测,结果见(表1),螺栓的化学成分符合技术要求,但含碳量较高。

表1 化学成份检测结果表2.2 金相分析在靠近断口位置切取金相试样,镶嵌、磨抛、腐蚀后,显微镜对试样进行组织观察,螺栓显微组织为较粗大的回火马氏体(图4)。

高强度螺栓钢的耐延迟断裂研究分析

高强度螺栓钢的耐延迟断裂研究分析

高强度螺栓钢的耐延迟断裂研究分析作者:王文娟来源:《科技创新导报》2011年第35期摘要:螺栓钢高强度化过程中延迟断裂现象突出。

分析延迟断裂的产生机理,重点阐述氢脆过程中材料的成分、微观组织、介质环境和应力集中的影响作用,通过材料搜集和对此分析,从材料合成与加工工艺出发总结改善高强度螺栓钢敏感性措施。

关键词:高强度螺栓钢延迟断裂研究分析中图分类号:TG142.41 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)12(b)-0004-011 延迟断裂概念延迟断裂是在静止应力作用下的材料,经过一定时间以后突然脆性破坏的一种现象。

材料的断裂形式很多,如材料在拉伸时的韧性断裂;在低温下使用时的低温脆性断裂;在高温和应力共同作用下经过缓慢变形而断裂的蠕变断裂以及在交变载荷作用下的疲劳断裂等。

延迟断裂与韧性断裂、蠕变断裂不同,前者属于脆性脆性断裂,而后两者属于韧性断裂。

延迟断裂与低温脆性断裂、疲劳断裂也不同,前者是在常温和恒定应力下所发生的断裂,后两者一个是在低温下的断裂,另一个是在交变载荷下的断裂[1]。

2 产生机理及影响因素2.1 产生机理文献[1]分析脆性断口位置上氢的富集是导致延迟断裂的主要原因。

零件所含氢原子在应力诱导下扩散进入应力高度集中的区域逐渐聚集,达到一定浓度时诱发裂缝,裂缝成长穿过氢浓度集中区时便停止长大。

等氢原子在裂缝前沿应力集中区重新聚集达到临界浓度,裂缝又开始长大。

如此循环,直到发生突然的一次性断裂。

氢的富集主要是两种情况,一种是由外部介质环境倾入的氢引起的。

南京汽车研究所在自制的延迟断裂试验装置上对螺栓进行试验。

对3%(容积分数)NaCl水溶液和水两种介质里的螺栓进行加载。

试验结果同样的载荷,3%NaCl水溶液介质中的螺栓在光杆部位发生了断裂,而水中的螺栓没有断裂。

表明:由于介质环境的不同,3%NaCl水溶液中的螺栓比水中的更易发生延迟断裂。

另一种是工艺过程中氢的入侵,如酸洗、电镀等处理,侵入钢中的氢在应力的作用下向应力集中处集中而引起了延迟断裂。

高强螺栓施工质量控制要点

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概述:高强螺栓是一种常用于建筑和桥梁工程中的连接件,其质量直接关系到工程的稳定性和安全性。

因此,在高强螺栓施工过程中,必须严格控制施工质量,确保其符合标准要求。

本文将从五个方面详细介绍高强螺栓施工质量控制的要点。

一、材料选用1.1 材料强度:高强螺栓的强度是保证工程质量的重要指标,应根据工程设计要求选择符合标准的高强度螺栓材料。

1.2 材料质量:材料的质量直接关系到高强螺栓的使用寿命和安全性,应选择具有优良质量的材料,避免使用劣质或过期材料。

1.3 材料检验:在施工前,应对材料进行严格的检验,包括外观检查、尺寸检测、化学成分分析等,确保材料符合标准要求。

二、施工前准备2.1 设备检查:施工前应对使用的工具和设备进行检查,确保其完好无损,并能满足施工要求。

2.2 工艺准备:施工前应制定详细的施工方案和工艺流程,包括螺栓安装顺序、紧固力矩要求等,确保施工过程可控。

2.3 施工环境:施工环境应符合要求,包括温度、湿度、清洁度等,以确保施工质量不受外界环境影响。

三、施工过程控制3.1 安装位置:高强螺栓的安装位置应符合设计要求,应注意安装方向和位置的准确性。

3.2 紧固力矩:在紧固高强螺栓时,应根据设计要求和规范要求确定适当的紧固力矩,并使用专用工具进行紧固。

3.3 检查记录:在施工过程中,应做好施工记录,包括螺栓的安装位置、紧固力矩等信息,以备后期检查和维护。

四、质量检验4.1 外观检查:对已安装的高强螺栓进行外观检查,包括表面是否平整、无裂纹、无锈蚀等。

4.2 尺寸检测:对已安装的高强螺栓进行尺寸检测,包括螺栓长度、直径等,确保符合设计要求。

4.3 超声波检测:对已安装的高强螺栓进行超声波检测,检测螺栓的内部缺陷,以确保其质量合格。

五、施工记录和维护5.1 施工记录:对施工过程进行详细记录,包括螺栓的材料、安装位置、紧固力矩等信息,以备后期检查和维护。

5.2 维护保养:已安装的高强螺栓应进行定期维护保养,包括清洁、防锈等,以延长其使用寿命。

关于高强度螺栓连接紧固的说法

关于高强度螺栓连接紧固的说法

关于高强度螺栓连接紧固的说法
一、关于高强度螺栓连接紧固的说法
嗨,宝子们!今天咱们来唠唠高强度螺栓连接紧固这事儿哈。

1. 高强度螺栓连接紧固的原理呢,就像是给两个东西紧紧地拉个手,让它们牢牢地在一起。

螺栓在拧紧的时候,会产生很大的预拉力,这个预拉力就像一种内力,把连接的部件紧紧地拽住。

比如说在建筑结构里,梁和柱的连接,就靠这高强度螺栓来保证它们不会轻易分开。

2. 紧固的工具很重要哦。

通常我们会用到扭矩扳手。

这个扭矩扳手就像是个精准的小助手,能准确地给螺栓施加合适的扭矩。

要是扭矩不够,螺栓就没拧得够紧,连接就不牢固;要是扭矩太大呢,可能会把螺栓拧坏,或者让连接的部件受到损伤。

就像我们系鞋带,系得太松容易开,系得太紧鞋带可能会断掉一样。

3. 在实际操作中,螺栓的清洁也不能忽视。

如果螺栓表面有油污、铁锈或者其他杂质,就会影响螺栓和螺母之间的摩擦力,这样在紧固的时候就不能达到预期的效果。

就好比我们要把两块拼图拼在一起,如果拼图表面脏脏的,就很难严丝合缝地拼好。

4. 还有哦,高强度螺栓连接紧固是有标准流程的。

比如说要按照一定的顺序来拧紧螺栓,不能东一下西一下地乱拧。

一般是从中间向两边对称地拧紧,这样可以保证各个螺栓受力均匀。

要是不按照这个顺序来,可能有的螺栓受力过大,有的螺栓受力又过小,整个连接的稳定性就会受到影响。

反正啊,高强度螺栓连接紧固虽然看起来只是个小小的操作,但里面的学问可不少呢,每一个小细节都可能影响到整个连接的质量。

咱们可不能小瞧它呀!。

耐延迟断裂高强度螺栓钢的疲劳损伤机理研究

耐延迟断裂高强度螺栓钢的疲劳损伤机理研究

耐延迟断裂高强度螺栓钢的疲劳损伤机理研究研究背景:在现代工程领域中,耐延迟断裂高强度螺栓钢的应用日益广泛。

这些螺栓通常用于连接结构元件,承受着来自不同方向的力和压力。

然而,长期使用和周期性载荷作用会导致螺栓产生疲劳损伤,可能导致事故和结构失效。

因此,深入了解耐延迟断裂高强度螺栓钢的疲劳损伤机理对于确保结构稳定性和安全性至关重要。

疲劳损伤机理研究的意义:1. 结构安全性保障:了解耐延迟断裂高强度螺栓钢的疲劳损伤机理,可以为结构设计和使用提供科学依据,确保结构强度和稳定性,有效防止事故和故障发生。

2. 维修和保养指导:通过研究疲劳损伤机理,可以为螺栓的维修和保养提供指导,延长螺栓的使用寿命,降低维修成本。

3. 材料改进与优化:通过深入研究疲劳损伤机理,可以促进螺栓钢材料的改进与优化,提高材料的抗疲劳性能和使用寿命。

耐延迟断裂高强度螺栓钢的疲劳损伤机理研究:1. 疲劳裂纹的起源和扩展机制:疲劳裂纹是导致螺栓疲劳断裂的主要原因之一。

通过研究疲劳裂纹的起源和扩展机制,可以揭示螺栓疲劳断裂的本质,为螺栓的设计和使用提供依据。

2. 载荷和应力对疲劳损伤的影响:载荷和应力是导致螺栓疲劳损伤的重要因素。

研究不同载荷和应力作用下螺栓的疲劳损伤机理,可以为结构设计和使用提供科学参考。

3. 表面处理和涂层对疲劳寿命的影响:表面处理和涂层技术是提高螺栓抗疲劳性能的有效手段。

研究表面处理和涂层对于疲劳寿命的影响可以指导螺栓的涂层选用和应用。

4. 材料微结构与疲劳损伤关系研究:螺栓的材料微结构对其疲劳性能具有重要影响。

通过研究材料的晶粒结构、相组成和晶界性质与疲劳损伤的关系,可以为优化螺栓材料提供指导。

5. 剩余应力对疲劳寿命的影响研究:剩余应力是在螺栓制造和使用过程中产生的。

研究剩余应力对螺栓疲劳寿命的影响可以提供有效控制螺栓疲劳损伤的方法。

在研究过程中,可以通过一系列实验和数值模拟技术来探索耐延迟断裂高强度螺栓钢的疲劳损伤机理。

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。

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

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。

延迟断裂原因分析及防护手段

延迟断裂原因分析及防护手段

5 为防止延迟断裂质量事故之预防措施
1.依机械性质要求正确选择用料(注:所用材料最好指定钢厂如中钢、宝钢、邢 钢等);
根据影响高强度螺栓延迟断裂的因素,钢材选择最好有能使延迟断裂性能提高 的元素。如添加有适量的Ti、V和Nb等细化晶粒元素,使奥氏体晶粒不长大; 对延迟断裂恶化的P、S降低钢中的含量,减少晶界偏析;提高Mo的含量以提 高钢的回火软化抵抗性能。
3 裂纹形貌
氢脆断口在金相显微镜下呈现白点,呈银白色,轮廓分明, 表面光亮且形状有许多圆形、卵形白斑即白点缺陷,白点表面呈 粗晶状;宏观形貌与一般的脆性断口形态相似,其断口宏观上是 齐平的,无塑性变形,有时可见到一些反光的小刻面、结晶状颗 粒或放射状花样(类似发纹、瓜状纹、鸡瓜纹)。
4 氢脆失效的根本原因及共同特性
2 氢脆原理
镀镉层是最难扩散的,镀镉时产生的氢,最初停留在镀层中和镀层 下的金属表层,很难向外扩散,去氢特别困难。经过一段时间后,氢扩 散到金属内部,特别是进入金属内部缺陷处的氢,就很难扩散出来。 常温下氢的扩散速度相当缓慢,所以需要即时加热去氢。温度升高, 增加氢在钢中的溶解度,过高的温度会降低材料的硬度,所以镀前去 应力和镀后去氢的温度选择,必须考虑不致于降低材料硬度,不得处 于某些钢材的脆性回火温度,不得破坏镀层本身的性能。
钢材化学成分的调整,碳钢中主要的元素有C、Si和Mn。增加Si和Mn的含量可 提高硬度,但硬度提高对塑性指标断面收缩率的数值有负面影响,在中碳钢中 加入少量的Cr可以改善其塑性,提高断面收缩率值。Si 和Mn是固溶强化铁素 体而提高硬度的元素,而Cr是细化晶粒增加淬透性的元素。
5 为防止延迟断裂质量事故之预防措施
4 氢脆失效的根本原因及共同特性
4) 所有的零件都经全面硬化(如:调质)或表面硬化(如:渗碳或 碳氮共渗);

谈谈高强度螺栓的防脆问题

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。

超高强度螺栓断裂失效分析

超高强度螺栓断裂失效分析

超高强度螺栓断裂失效分析摘要:螺栓作为重要的紧固件,其失效事故较多,危害极大。

其中,螺栓氢脆断裂是一种常见的失效模式。

由于氢脆主要与批次问题有关,因此危害更大。

螺纹连接是发动机部件之间最常用的连接,约占发动机连接的70%。

螺栓的应力特性决定了它是发动机的薄弱部分。

因此,连杆螺栓的失效分析和预防非常重要。

对超高强度螺栓的断裂失效进行了分析。

关键词:超高强度螺栓;断裂破坏;氢脆超高强度螺栓是经过铆接和焊接而发展起来的一种钢结构连接形式。

它具有结构简单、可拆卸、承载力大、抗疲劳、安全等优点。

因此,高强螺栓连接已发展成为工程安装的主要手段。

1例分析某轴承上使用了某种类型的高强度螺栓,其强度要求非常高。

经过5个月的生产检验合格后,发现部分螺栓螺纹处相继断裂。

该类高强螺栓为铰孔螺栓(螺纹长95mm),材质为35CrMnSiA钢,规格为M56,螺纹长235mm,强度要求符合gb/t3077-1999。

制造工艺如下:坯料电渣重熔→预处理→超声波探伤→粗加工(单边余量3~5mm)→淬火和回火处理(950℃淬火、630℃回火)→半精加工→淬火热处理(淬火温度900℃,310℃回火)→机械性能检查→完成→磁粉探伤(含螺纹)→表面油漆保护→装配目前,无损检测方法无法检测出螺栓内部0.2mm以下的微裂纹。

通过金相检验、氢含量检验和断口扫描电镜分析,对断裂的螺栓和未断裂的随机试样进行了检验,并分析了断裂原因。

2实验方法和结果2.1受试者。

试验对象为2个此类螺栓,包括断裂的铰制螺栓和1个相应的相同类型的未断裂螺栓。

2.2外观检查。

目测第一螺纹段铰制螺栓断口齐平,无塑性变形,断口垂直于轴线,为一次性脆性断裂。

断口附近有明显的腐蚀痕迹。

2.3化学成分分析。

对两个螺栓样品的化学成分进行了测试和分析。

结果表明,两个螺栓的化学成分均符合标准。

2.4氢含量检测。

对断裂铰孔螺栓和未断裂铰孔螺栓的光杆边缘、r/2和芯部进行了氢含量检测。

断裂和未断裂螺栓的光杆边缘和芯部的检测结果基本相同,r/2处的检测结果差异较大,分别为2.0×10-6和0.6×10-62.5断裂分析。

耐延迟断裂高强度螺栓钢的表面涂覆技术研究

耐延迟断裂高强度螺栓钢的表面涂覆技术研究

耐延迟断裂高强度螺栓钢的表面涂覆技术研究摘要:耐延迟断裂高强度螺栓钢是一种重要的连接件,在工程结构中起到重要的作用。

本文探讨了表面涂覆技术对耐延迟断裂高强度螺栓钢性能的影响。

通过实验结果和数据分析,得出了对螺栓钢表面涂覆技术的优化建议,以提高其耐延迟断裂能力。

1. 引言耐延迟断裂高强度螺栓钢作为连接件广泛应用于桥梁、高层建筑及重要设备等领域,对工程结构的稳定性和安全性起着至关重要的作用。

然而,传统的高强度螺栓钢往往存在断裂的风险,特别是在高温、高湿、多次反复受力等工况下。

因此,研究耐延迟断裂高强度螺栓钢的表面涂覆技术具有重要意义。

2. 表面涂覆技术的分类和特点表面涂覆技术主要分为化学涂覆和物理涂覆两种。

化学涂覆技术包括镀锌、电镀、热浸镀等,可以形成一层保护层,提高螺栓钢的耐腐蚀性能。

物理涂覆技术包括热喷涂、电弧喷涂等,可以形成一层陶瓷涂层,提高螺栓钢的硬度和耐磨性。

3. 表面涂覆技术对螺栓钢性能的影响3.1 耐腐蚀性能化学涂覆技术可以为螺栓钢形成一层保护膜,防止外界氧化物、水分等对螺栓钢的腐蚀。

实验证明,镀锌和电镀都能显著提高螺栓钢的耐腐蚀性能。

3.2 硬度和耐磨性物理涂覆技术可以使螺栓钢表面形成陶瓷涂层,提高硬度和耐磨性。

热喷涂和电弧喷涂是常用的物理涂覆技术,实验数据表明,涂层的硬度和耐磨性随着喷涂温度和喷涂时间的增加而增加。

3.3 断裂性能除了耐腐蚀性能和硬度耐磨性外,断裂性能也是耐延迟断裂高强度螺栓钢表面涂覆技术的重要指标。

合适的表面涂覆技术可以提高螺栓钢的断裂强度和塑性,降低断裂的风险。

4. 表面涂覆技术的优化方案根据对表面涂覆技术的研究和实验结果,我们提出了以下优化方案:4.1 选择合适的涂覆材料根据螺栓钢的特性和工作环境,选择适合的涂层材料。

镀锌等化学涂覆技术适用于常规螺栓钢,热喷涂等物理涂覆技术适用于高温、高湿、多次反复受力等恶劣工况下的螺栓钢。

4.2 控制涂覆过程参数不同的涂覆技术对涂覆过程参数的要求不同,需要根据实际情况进行调整。

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