螺栓磁粉检测

现行螺栓检测标准探讨 西安国联质量检测技术股份有限公司 材料室：鲁飞彪 螺栓是高端机械制造之本，其作用可为谓“[url=http://baike.sogou.com/lemma/ShowInnerLink.htm?lemmaId=398661&ss_c=ssc.citiao.link]四两拨千斤[/url]”。表面上螺栓产值只占机械行业的百分之几。实质上，它带给关键构件和装备的附加值不可估量，螺栓的质量更是关乎整个装备制造行业，本文结合笔者多年行业检测工作经验，阐述在标准执行过程中遇到的部分为题及解决方案 现行螺栓标准“GB/T 3098.1-2010紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱”规定范围为粗牙螺纹M1.6—M39,GB/T 1231—2006钢结构用大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件规定范围为最大为M30，但实际在该行业中需求大量螺栓规格不在此范围，典型的有M42、M48、M56、M64等。目前尚无其他替代性国家标准对范围外螺栓进行规范，但几乎所有施工项目都会要求对螺栓进行验收检测，这样就在检测过程中出现了没有依据可执行的矛盾。为解决这种矛盾，在日常检测过程中参考现有国标，具体做法如下 1. 一般强度、硬度等指标直接参照对应等级国家标准。例如M56 10.9级螺栓抗拉强度、硬度等指标直接参照M39以下的10.9 进行。 2. 最小拉力载荷，我们从标准中随机抽几组数据进行分析 [table][tr][td][align=center]规格[/align][/td][td][align=center]M10[/align][/td][td][align=center]M20[/align][/td][td][align=center]M30[/align][/td][td][align=center]M10[/align][/td][td][align=center]M20[/align][/td][td][align=center]M30[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]等级[/align][/td][td][align=center]10.9[/align][/td][td][align=center]10.9[/align][/td][td][align=center]10.9[/align][/td][td][align=center]12.9[/align][/td][td][align=center]12.9[/align][/td][td][align=center]12.9[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]最小拉力载荷N[/align][/td][td][align=center]60300[/align][/td][td][align=center]255000[/align][/td][td][align=center]583000[/align][/td][td][align=center]70800[/align][/td][td][align=center]299000[/align][/td][td][align=center]684000[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]应力截面积[/align][/td][td][align=center]58[/align][/td][td][align=center]245[/align][/td][td][align=center]561[/align][/td][td][align=center]58[/align][/td][td][align=center]245[/align][/td][td][align=center]561[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]最小拉力载荷/应力截面积[/align][/td][td][align=center]1040[/align][/td][td][align=center]1040[/align][/td][td][align=center]1040[/align][/td][td][align=center]1220[/align][/td][td][align=center]1220[/align][/td][td][align=center]1220[/align][/td][/tr][/table]从上表可看出，最小拉力载荷/应力截面积=最小抗拉强度，所以最小拉力载荷=最小抗拉强度*应力截面积。 3、螺栓保证载荷[table][tr][td][align=center]规格[/align][/td][td][align=center]M10[/align][/td][td][align=center]M20[/align][/td][td][align=center]M30[/align][/td][td][align=center]M10[/align][/td][td][align=center]M20[/align][/td][td][align=center]M30[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]等级[/align][/td][td][align=center]10.9[/align][/td][td][align=center]10.9[/align][/td][td][align=center]10.9[/align][/td][td][align=center]12.9[/align][/td][td][align=center]12.9[/align][/td][td][align=center]12.9[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]保证载荷[/align][/td][td][align=center]48100[/align][/td][td][align=center]203000[/align][/td][td][align=center]466000[/align][/td][td][align=center]56300[/align][/td][td][align=center]238000[/align][/td][td][align=center]544000[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]应力截面积[/align][/td][td][align=center]58[/align][/td][td][align=center]245[/align][/td][td][align=center]561[/align][/td][td][align=center]58[/align][/td][td][align=center]245[/align][/td][td][align=center]561[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]保证载荷/应力截面积[/align][/td][td][align=center]830[/align][/td][td][align=center]830[/align][/td][td][align=center]830[/align][/td][td][align=center]970[/align][/td][td][align=center]970[/align][/td][td][align=center]970[/align][/td][/tr][/table]根据上表分析，保证载荷/应力截面=最小抗拉强度的80%，因此在实际操作过程中可利用该比例关系进行换算，得出其他标准未覆盖的规格保证载荷值。 4、螺母保证载荷[table][tr][td][align=center]规格[/align][/td][td][align=center]M10[/align][/td][td][align=center]M20[/align][/td][td][align=center]M30[/align][/td][td][align=center]M10[/align][/td][td][align=center]M20[/align][/td][td][align=center]M30[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]等级[/align][/td][td][align=center]10[/align][/td][td][align=center]10[/align][/td][td][align=center]10[/align][/td][td][align=center]12[/align][/td][td][align=center]12[/align][/td][td][align=center]12[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]保证载荷[/align][/td][td][align=center]60300[/align][/td][td][align=center]259700[/align][/td][td][align=center]594700[/align][/td][td][align=center]67300[/align][/td][td][align=center]294000[/align][/td][td][align=center]673200[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]应力截面积[/align][/td][td][align=center]58[/align][/td][td][align=center]245[/align][/td][td][align=center]561[/align][/td][td][align=center]58[/align][/td][td][align=center]245[/align][/td][td][align=center]561[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]保证载荷/应力截面积[/align][/td][td][align=center]1040[/align][/td][td][align=center]1060[/align][/td][td][align=center]1060[/align][/td][td][align=center]1160[/align][/td][td][align=center]1200[/align][/td][td][align=center]1200[/align][/td][/tr][/table]从上表分析看出，保证载荷/应力截面积=标准规定螺母保证应力，因此，大于标准规格要求的螺母可参照GB/T3098.2中规定的保证应力，按照比例关系换算后进行操作。 5、扭矩系数 螺栓连接副扭矩系数在GB/T 1231-2006中，规定了M30以内螺栓预拉力范围，并明确超出该预拉力范围所测的扭矩系数值无效。那么M30以上的预拉力范围如何确定呢，我们从下表来分析[table][tr][td=2,1][align=center]规格[/align][/td][td][align=center]M24[/align][/td][td][align=center]M27[/align][/td][td][align=center]M30[/align][/td][/tr][tr][td=1,2][align=center]预拉力[/align][/td][td][align=center]MAX[/align][/td][td][align=center]250[/align][/td][td][align=center]324[/align][/td][td][align=center]397[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]MIN[/align][/td][td][align=center]206[/align][/td][td][align=center]265[/align][/td][td][align=center]325[/align][/td][/tr][tr][td=2,1][align=center]最小拉力载荷8.8[/align][/td][td][align=center]293000[/align][/td][td][align=center]381000[/align][/td][td][align=center]466000[/align][/td][/tr][tr][td=2,1][align=center]最小拉力载荷10.9[/align][/td][td][align=center]367000[/align][/td][td][align=center]477000[/align][/td][td][align=center]583000[/align][/td][/tr][tr][td=2,1][align=center]预拉力MIN-MAX/最小拉力载荷 8.8[/align][/td][td][align=center]70%-85%[/align][/td][td][align=center]70%-85%[/align][/td][td][align=center]70%-85%[/align][/td][/tr][tr][td=2,1][align=center]预拉力MIN-MAX/最小拉力载荷 10.9[/align][/td][td][align=center]56%-68%[/align][/td][td][align=center]56%-68%[/align][/td][td][align=center]56%-68%[/align][/td][/tr][/table] 根据以上分析看出，每个等级的螺栓，在标准里规定的预拉力范围是在一个固定的区间里，8.8级为70%-85%，10.9级为56%-68%，因此其他不同规格的螺栓，只需要根据该规格的最小拉力载荷，按照这个百分比范围进行推理即可得出预拉力范围。 当然，以上数据的来源仅为根据标准数据推理得出，标准并未明确表示，在日常使用过程中还需征得客户同意，并在报告中进行注明来源。

怎么用好160F柴油机连杆螺栓？　　连杆螺栓在运行中断裂将会产生严重的捣缸事故，它不仅造成打坏缸盖、缸套，使连杆变形弯曲，甚至还会造成捣破机体、折断曲轴等重大经济损失。为避免连杆螺栓折断而产生的捣缸事故，使用维修中应注意以下几点：　　1．连杆螺栓在发动机运行中承受很大的交变冲击载荷，是发动机的重要零件，它是用优质合金钢经调质处理和精密加工制成，有较高的强度和抗冲击韧性，不可用一般普通螺桂或劣质零件代替。若螺栓材质、热处理、加工精度不符合技术要求，将导致机械强度不够而发生变形断裂事故。　　2．装配前应仔细检查。当发现螺栓上有划伤、滑扣、裂口、凹痕、缩颈或裂纹(应用浸油法检查或磁力探伤检查)，或螺栓、螺母配合松弛，或螺栓不能与螺栓孔紧密配合，或利用对比法观察，螺栓长度比新的标准螺栓长度长2％的，都应予更换。　　3．检查连杆轴承与连杆轴颈的配合间隙，若间隙过大，易于导致连杆螺栓的断裂事故。此时应更换新的连杆轴承或加大轴承，并予选配或刮配。　　4．检查连杆螺栓或螺母与连杆端盖台肩支承面的贴合情况，若有毛刺或不平，应予修磨，否则连杆螺栓受附加力矩作用，极易折断。　　5．装配时应用扭力扳手将连杆螺栓交替分次(一般分3—4次)逐步均匀拧至规定钮矩。若拧紧钮矩不足，工作中连杆结合面产生缝隙，螺栓受冲击力时易被拉断或剪断；拧得过紧，螺栓伸长变形，强度降低，受力后易折断损坏。各种机型发动机的连杆螺栓规定扭矩不尽相同，在缺乏技术资料的情况下，可根据螺栓直径估算其安全权矩范围，如MU连杆螺栓，其安全扭矩为60—80Nm；M12螺栓，其扭矩为80—100Nm；M14螺栓，其扭矩为100—120Nmo。　　6．打螺栓时若发现同一连杆上某一螺栓扭矩超过规定值过多时，应将该连杆上的两只连杆螺栓全部拧松后重新分次交替拧紧，并使两只螺栓松紧一致。不允许仅仅松退拧得过紧的那只螺栓，否则螺栓产生附加弯曲应力，易疲劳断裂。　　7．在拧紧连杆螺栓过程中，应设法转动曲轴，检查其转动是否自如，若螺栓拧紧后曲轴转动困难应查找原因，切不可将连杆螺栓拧松来转动曲轴。　　8．为预防连杆螺栓或螺母工作中松动，应采用崭新的开口销、铁丝或锁片等防松装置锁紧；若螺母上的槽口与螺栓上的孔末对正，原则上只能往里旋去对准；用过的开口销、铁丝或锁片不得再用。　　9．使用中应定期检查连杆螺栓紧卧情况，发现松退时应查找原因，检查螺栓有无损伤，再用权力扳手按规定钮矩分次拧至规定值。　　10．工作中当连杆螺栓松退或被拉长时，在完全松脱、断裂之前，因连杆轴承松旷，会发出较大的敲击声和振动，此时应立即停车，以免发生更大事故。　　11．当某根连杆螺栓有滑扣、裂损或断裂时，应将同一连杆上的两根连杆螺栓成对更换，不得新旧搭配使用。　　12．当发动机多次烧瓦或一次烧瓦严重时，连杆螺栓材料受高温退火作用，金相组织发生变化，机械强度下降，承载能力下降，应予换新。　　13．当发动机出现飞车、咬缸或翻车事故后，切不可忽视对连杆螺栓的仔细检查，当发现螺栓变形、裂损后，应及时更换。　　14．为预防连杆螺栓疲劳断裂损坏，在发动机工作累计6000—7000小时后，即使螺栓外表元明显损伤，也应换新。[~186527~]

[quote]原文由 [B]liuweiyt[/B] 发表:前些天，有一个螺栓断裂。现场使用的是自动拧紧机。断后我们自己检查，拧紧机扭矩没有问题。后又进行硬度检查，HRC正常，在合格范围内。后来我们送到一家通过CNAL认可的实验室（专门进行失效分析）进行分析，结论是氢含量过高导致。我想螺栓断裂是一个很常见的例子，我们可以讨论一下这个话题。针对一个断裂螺栓，从哪入手，可能的原因是什么（思路）？用什么设备及方法去验证？最好有螺栓生产厂家的人员参与，这样可以考虑生产工艺中出现的问题。[/quote]就这例而言，首先了解螺栓的生产加工工艺和服役情况，检查有没有使用不当的原因，过载或是机械损伤；其次检查材质、热处理状况－组织－力学性能（如果不是标准件还要看是否存在设计缺陷＝弯角过渡弧度），观察端口形貌有无异常（包括样品侧面），有无疲劳（这儿没有），存在裂纹、白点、夹杂物等用能谱检测确认其存在及存在的时间（结合工艺），该例大概是酸洗过程中引入氢造成氢脆。当然要结合工艺和其它因数才能得出最终结论。我抛砖引玉，欢迎大家讨论。