摘 要：通過化學(xué)成分分析、硬度測試、楔載荷、保證載荷和緊固軸力檢驗，對某批規(guī)格為 Ｍ２０ ｍｍ×８０ｍｍ的１０．９Ｓ扭剪型高強(qiáng)螺栓連接副緊固軸力偏低的原因進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：該批高 強(qiáng)螺栓連接副質(zhì)量合格，但在包裝和運輸過程中受干燥環(huán)境影響，導(dǎo)致其表面磷化膜風(fēng)化，潤滑性 下降，軸向摩擦力增大，因而緊固軸力下降。

關(guān)鍵詞：扭剪型高強(qiáng)螺栓連接副；鋼結(jié)構(gòu)；緊固軸力

中圖分類號：ＴＧ１１３．２５ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ｂ 文章編號：１００１４０１２（２００９）１２０７７７０３

１０．９Ｓ扭剪型高強(qiáng)螺栓連接副具有強(qiáng)度高、施 工簡單方便和施工效率高等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用在國內(nèi) 外各種鋼結(jié)構(gòu)工程中。筆者在對用于中泰化學(xué)二期 電站鍋爐鋼架安裝的規(guī)格為 Ｍ２０ｍｍ×８０ｍｍ 的 １０．９Ｓ扭剪型高強(qiáng)螺栓副進(jìn)行緊固軸力檢測時，發(fā) 現(xiàn)其緊固軸力低于ＧＢ／Ｔ３６３２－２００８要求范圍，而 該批螺栓副在出廠前的緊固軸力檢驗為合格。為 此，筆者對可能造成螺栓副緊固軸力偏低的原因，包 括螺栓副的內(nèi)、外在質(zhì)量進(jìn)行了檢驗和分析。

１ 理化檢驗

１．１ 化學(xué)成分分析

抽取一套螺栓副按 ＧＢ／Ｔ２２３系列標(biāo)準(zhǔn)使用ＣＳ７１碳硫儀和７２３０Ｇ 分光光度計分別對螺栓、螺 母和墊圈的化學(xué)成分進(jìn)行檢驗，結(jié)果見表１。可見 螺栓成分符合ＧＢ／Ｔ３０７７－１９９９對２０ＭｎＴｉＢ鋼的 化學(xué)成分要求，而螺母和墊圈成分符合ＧＢ／Ｔ６９９－１９９９對４５鋼的化學(xué)成分要求。

１．２ 硬度檢驗

采用 ＨＬＮ１１Ａ 便攜式里氏硬度計按 ＧＢ／Ｔ ２３０．１－２００４分別對螺栓、螺母和墊圈進(jìn)行硬度試 驗，結(jié)果見表２。檢驗結(jié)果均符合 ＧＢ／Ｔ３６３２－ ２００８［１］對１０．９Ｓ高強(qiáng)螺栓連接副的螺栓、螺母和墊 圈的硬度要求。

１．３ 螺栓楔載荷檢驗

抽取８套螺栓副按 ＧＢ／Ｔ３６３２－２００８在新三 思ＳＨＴ４６０５微機(jī)控制電液伺服萬能試驗機(jī)上進(jìn)行 了楔載荷試驗。檢測結(jié)果為 ３５６，３７８，３３０，３５７， ３６７，３６０，３５９和３３０ｋＮ。所檢螺栓均符合 ＧＢ／Ｔ ３６３２－２００８［１］對１０．９Ｓ螺栓副楔載荷的要求（３３５～ ３７５ｋＮ）。

１．４ 螺母保證載荷檢驗

選取８套螺栓副的１０Ｈ 級螺母按 ＧＢ／Ｔ３６３２ －２００８進(jìn)行保證載荷試驗。先將受試螺母擰入帶 紋芯棒，保持ＳＨＴ４６０５微機(jī)控制電液伺服萬能試 驗機(jī)夾頭的移動速度≤３ｍｍ·ｍｉｎ－１，對其施加 ３１５ｋＮ的載荷并持續(xù)１５ｓ，卸載后，受試螺母無脫 扣、破裂現(xiàn)象，并能用手順利擰出。試驗結(jié)果證明， 受試螺母保證載荷符合標(biāo)準(zhǔn)要求［１］。

１．５ 螺栓副緊固軸力檢驗

對送檢狀態(tài)的螺栓副進(jìn)行磷化處理和潤滑處 理。① 磷化處理：先用體積分?jǐn)?shù)為１０％的鹽酸常溫 酸洗，以除去金屬表面的氧化層，然后用清水漂洗， 放入７５～８５℃磷化槽中磷化５～１０ｍｉｎ，然后置于 ３０～７５℃的熱水中漂洗，使灰黑色磷化膜自然干 燥。目的是改進(jìn)連接副的表面狀態(tài)，補(bǔ)償由于運輸 存放干燥的情況下螺栓副表面磷化膜的損失，以保 證螺栓檢驗條件盡可能接近出廠條件，減小緊固軸 力實測值的偏差。② 潤滑處理：將干燥后的產(chǎn)品放 入８０～９０ ℃的潤滑槽中進(jìn)行潤滑處理，３～５ｍｉｎ 后，膜層外觀為灰白色，烘干。目的是改進(jìn)表面干燥 程度，補(bǔ)償由于氣候干燥、包裝不善引起的螺栓副表 面膜層損失造成的偏差。

按ＧＢ／Ｔ３６３２－２００８規(guī)定選取８套螺栓副在ＹＪＺ５００軸力檢測儀上進(jìn)行緊固軸力檢驗。其裝置 示意見圖１。墊圈有倒角的一側(cè)應(yīng)朝向螺母支撐 面，使用電動扭力扳手對連接副實施軸向力，以螺栓 梅花頭被擰斷時軸力儀所記錄的峰值作為測定值。 每一連接副（一個螺栓、一個螺母和一個墊圈）只能 試驗一次，不能重復(fù)使用。先對送檢狀態(tài)的螺栓副 進(jìn)行檢測，然后再對經(jīng)過磷化處理和潤滑處理的螺 栓副進(jìn)行再檢測，檢測結(jié)果見表３。

緊固軸力標(biāo)準(zhǔn)偏差的計算公式為：

由表３可知，送檢狀態(tài)螺栓副的緊固軸力均低 于ＧＢ／Ｔ３６３２－２００８要求值；經(jīng)磷化處理和潤滑處 理后，螺栓副的緊固軸力和緊固軸力標(biāo)準(zhǔn)偏差均符 合ＧＢ／Ｔ３６３２－２００８要求。

２ 討論

鋼結(jié)構(gòu)用１０．９Ｓ扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接副緊 固軸力在新疆地區(qū)復(fù)驗偏低這一問題是比較常見 的。上述經(jīng)理化檢驗結(jié)果表明螺栓副的內(nèi)在質(zhì)量如 材質(zhì)、硬度和強(qiáng)度指標(biāo)均合格；送檢狀態(tài)的螺栓副緊 固軸力偏低，而經(jīng)過磷化處理和潤滑處理后，檢測的緊固軸力均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，由此可推斷是螺栓副的 外在質(zhì)量導(dǎo)致其緊固軸力偏低。螺栓副在包裝、運 輸過程中由于新疆地區(qū)氣候干燥，使螺栓副出廠時 表面的磷化膜風(fēng)化和潤滑性下降，增大了螺栓副的 軸向摩擦力，最終使所測得的緊固軸力偏低甚至不 合格。因此，檢測單位的檢驗人員在收樣和檢驗過 程中應(yīng)該注意上述情況，必要時應(yīng)要求受檢廠家對 其產(chǎn)品做適當(dāng)?shù)牧谆蜐櫥幚?，以使受檢樣品盡 量保持出廠時的狀態(tài)，以免影響檢測結(jié)果。

３ 結(jié)論

鋼結(jié)構(gòu)用１０．９Ｓ扭剪型高強(qiáng)螺栓連接副質(zhì)量 合格，但在包裝和運輸過程中受干燥環(huán)境影響，導(dǎo)致 表面磷化膜風(fēng)化、潤滑性下降，軸向摩擦力增大，從 而出現(xiàn)緊固軸力偏低的現(xiàn)象；可通過磷化處理和潤 滑處理來解決此問題。

參考文獻(xiàn)：

［１］ ＧＢ／Ｔ３６３２－２００８ 鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強(qiáng)螺栓連接副 ［Ｓ］

<文章來源>材料與測試網(wǎng)>期刊論文>理化檢驗－物理分冊>45卷>12期(pp:777-779)>