引言

螺栓連接很常見，在壓力容器中，一般把M36以上的螺栓作為主要受壓元件[1]，而小于M36的螺栓在檢查時(shí)容易疏忽，在檢驗(yàn)工作中常發(fā)現(xiàn)各種問題，給現(xiàn)場安裝和使用帶來 較多不便，甚至影響到安全方面。對于緊固件知識(shí)的梳理，掌握緊固件的常用知識(shí)，能更好的服務(wù)工作，提升效益，增加安全度。

1、把合螺栓、螺母等級劃分及匹配

1.1螺栓螺母等級劃分

把合用螺栓強(qiáng)度等級分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等9個(gè)等級[2]，其中8.8級及以上螺栓材質(zhì)為低碳合金鋼或中碳鋼并經(jīng)熱處理（淬火、回火），通稱 為高強(qiáng)度螺栓，其余通稱為普通螺栓。螺栓性能等級標(biāo)號(hào)有兩部分?jǐn)?shù)字組成，分別表示螺栓材料的公稱抗拉強(qiáng)度值和屈強(qiáng)比值。一個(gè)螺栓螺母的配合統(tǒng)稱螺紋連接副，等級也是對 一個(gè)連接副來說的。螺母的強(qiáng)度性能等級按GB/T3098.2-2015《緊固件機(jī)械性能螺母》分為7個(gè)強(qiáng)度性能等級。

1.2螺栓副的匹配

對于螺栓螺母的匹配問題，在DL439-2016《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》，其中3.5條要求：螺母材料強(qiáng)度宜比螺栓材料低一級，硬度值低20HBW～50HBW，而濮良貴老 師編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》P83頁則有：“選用時(shí)，需注意所用螺母的性能等級應(yīng)不低于與其相配的螺栓的性能等級”。不同的文獻(xiàn)有不同的說法，對于選配，一般可以從以下幾個(gè)方面考量：

（1）在選材時(shí)取用強(qiáng)度硬度不同等的兩種材料，是為了保護(hù)硬度高的一方在過載時(shí)候不會(huì)破壞；

（2）如果螺母失效，產(chǎn)生的是破裂損壞，檢查時(shí)容易被發(fā)現(xiàn)，避免留下安全隱患。而螺栓失效則是被拉長甚至拉斷，此時(shí)的失效，可能難以被檢查出來，留下安全隱患；

（3）螺栓的更換要比螺母煩瑣，在超載時(shí)候以考慮保護(hù)螺栓為主，這樣兼顧到經(jīng)濟(jì)性和方便性；考慮到經(jīng)濟(jì)性及失效后的危險(xiǎn)性程度，對于螺栓螺母的配合，應(yīng)以保護(hù)螺栓為優(yōu)先選取方案。

2、材質(zhì)的選用

生產(chǎn)螺栓螺母所采用的材料一般是根據(jù)對螺栓螺母的要求來決定的，如要求連接件耐腐蝕，螺栓螺母就得采用耐腐蝕的各類不銹鋼來制作。普通螺栓常用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼來制造，如Q235、Q345。嚴(yán)格一點(diǎn)的場合對普通螺栓的材料也有國家的要求。如：普通螺栓材質(zhì)應(yīng)符合GB/T700-2006《普通碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)中Q235A鋼。橋梁、車輛等受力很大的場合就要使用高強(qiáng)度螺栓。高強(qiáng)度螺栓常用材料可以參見GB/T3077-2015。

3、螺栓、螺母入廠檢驗(yàn)的要求

3.1檢驗(yàn)項(xiàng)目

資料審查主要有：原材料質(zhì)量證明書、檢測報(bào)告（如磁粉探傷、硬度、機(jī)械性能、化學(xué)成分）、熱處理報(bào)告等。對于批量生產(chǎn)的螺栓，可進(jìn)行強(qiáng)度抽檢，取樣標(biāo)準(zhǔn)可按GBT90.1-2002《緊固件驗(yàn)收檢查》執(zhí)行。特別注意對于高強(qiáng)螺栓、螺母，應(yīng)做到100%強(qiáng)度復(fù)驗(yàn)檢查以及表面的磁粉探傷，化學(xué)成份的分析，高溫合金螺栓使用前必須100%光譜復(fù)查， M32以上的高溫合金鋼螺栓使用前必須100%做硬度檢查和超聲檢測[3]。

3.2檢驗(yàn)方法

對于螺栓具體的機(jī)械性能檢驗(yàn)，在GBT3098.1-2010中做出了明確的規(guī)定。第7節(jié)給出了規(guī)定性能等級的緊固件，在環(huán)境溫度下應(yīng)符合表3～7規(guī)定的機(jī)械和物理性能；第8 節(jié)為檢驗(yàn)緊固件是否符合表3～7的規(guī)定，提供了可適用的試驗(yàn)方法，其中當(dāng)需方要求交付包括試驗(yàn)結(jié)果的報(bào)告（特殊訂單）時(shí)，需方應(yīng)按第9節(jié)的規(guī)定，并從標(biāo)準(zhǔn)中的表8～表 13中選取試驗(yàn)方法。由需方規(guī)定的特殊試驗(yàn)，應(yīng)在訂貨時(shí)協(xié)議；第9節(jié)對各種試驗(yàn)的試驗(yàn)適用范圍、試驗(yàn)程、試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了詳盡的說明，而在GBT3098.2-2015中對所適用的螺母性能及檢驗(yàn)方法進(jìn)行了詳盡說明。對于不同行業(yè)的特殊要求，可以參考相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)中對緊固件的單獨(dú)要求。

4、螺紋結(jié)合的精度

螺紋公差帶是牙型公差帶，以基本牙型的輪廓為零線，沿著螺紋牙型的牙側(cè)、牙頂和牙底分布，并在垂直于螺紋軸線方向來計(jì)量大、中、小徑的偏差和公差。公差帶由其相對于基本牙型的位置要素和大小因素兩部分組成。內(nèi)、外螺紋的公差帶位置是指公差帶相對于零線的距離，它由基本偏差確定。基本偏差是兩個(gè)極限偏差中的一個(gè)，GB197-2018《普 通螺紋公差》規(guī)定外螺紋的上偏差（es），和內(nèi)螺紋的下偏差（EI）為基本偏差。根據(jù)裝配和容納鍍層等不同要求，對外螺紋規(guī)定了四種基本偏差，其代號(hào)為e、f、g、h，對內(nèi)螺 紋規(guī)定了兩種基本偏差，其代號(hào)為G、H，其中H、h的基本偏差為零，G為正值，e、f、g為負(fù)值。

4.1螺紋的旋合長度和精度等級

螺紋的旋合長度是和精度等級相關(guān)的一個(gè)因素[4]，標(biāo)準(zhǔn)將旋合長度分為三組：短旋合長度（S）、中等旋合長度（N）、長旋合長度（L）。螺紋的精度等級是由螺紋公差帶和螺紋的旋合長度兩個(gè)因素決定的。標(biāo)準(zhǔn)將螺紋的精度等級分為精密級、中等級和粗糙級三種。一般以中等旋合長度下的6級公差等級作為中等精度，精密和粗糙都是相比較而言。螺紋的精度與公差等級在概念上是不同的。同一公差等級的螺紋，若它們的旋合長度不同，則螺紋的精度不同。

4.2螺紋的公差帶及其選用

根據(jù)使用場合，螺紋的公差精度分為三級：精密、中等、粗糙。宜優(yōu)先按表1和表2的規(guī)定選取螺紋公差帶。除特殊情況外，其他公差帶不宜選用。如果不知道螺紋旋合長度的 實(shí)際值，推薦按照中等旋合長度選螺紋公差帶。公差帶優(yōu)先選用順序?yàn)椋捍肿煮w公差帶、一般字體公差帶、括號(hào)內(nèi)公差帶。帶方框的粗字體公差帶用于大量生產(chǎn)的緊固件螺紋。表 1的內(nèi)螺紋公差帶能與表2的外螺紋公差帶形成任意組合。但是為了保證內(nèi)、外螺紋間有足夠的螺紋接觸高度，推薦完工后的螺紋零件宜優(yōu)先選用H/g、H/h或G/h配合，對工程直徑小于和等于1.4mm的螺紋，應(yīng)選用5H/6h、4H/6h或更精密的配合。

4.3螺紋的檢驗(yàn)

內(nèi)螺紋的尺寸及精度檢驗(yàn)可以使用塞規(guī)，外螺紋的尺寸及精度檢驗(yàn)使用環(huán)規(guī)。塞規(guī)及環(huán)規(guī)在使用前應(yīng)經(jīng)相關(guān)檢驗(yàn)計(jì)量機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)計(jì)量合格后才可使用，使用時(shí)應(yīng)注意被測螺紋公差等級及偏差代號(hào)與環(huán)規(guī)標(biāo)識(shí)公差等級、偏差代號(hào)相同。對于塞規(guī)的使用：首先是用止端檢驗(yàn)，清理干凈被測螺紋油污及雜質(zhì)，然后把塞規(guī)止端與被測螺紋對正，用大母指與食指轉(zhuǎn)動(dòng)塞規(guī)，旋入螺紋長度在2個(gè)螺距之內(nèi)為合格，否則判為不合格品；對于塞規(guī)通端，在清理干凈被測螺紋油污及雜質(zhì)后，對正螺紋，用大母指與食指轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)規(guī)，使其在自由狀態(tài)下旋合通過螺紋全部長度判定合格，否則以不通判定。需要注意事的是，在用量具應(yīng)在每個(gè)工作日用校對塞規(guī)計(jì)量一次。

經(jīng)校對塞規(guī)計(jì)量超差或者達(dá)到計(jì)量器具周檢期的環(huán)規(guī)，由計(jì)量管理人員收回作相應(yīng)的處理措施。而對于可調(diào)節(jié)螺紋環(huán)規(guī)經(jīng)調(diào)整后，測量部位會(huì)產(chǎn)生失圓，此現(xiàn)象由計(jì)量修復(fù)人員經(jīng) 螺紋磨削加工后再次計(jì)量鑒定，各尺寸合格后方可投入使用，環(huán)規(guī)的使用與塞規(guī)相似。報(bào)廢環(huán)規(guī)應(yīng)及時(shí)處理，不得流入生產(chǎn)現(xiàn)場。

5、結(jié)束語

雖然螺栓螺母的加工制造已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化程度很高，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、資料很齊全，但是在廠家實(shí)際生產(chǎn)過程中仍然存在各種問題，而且有些問題牽涉比較多方面，需要兼顧；然而因?yàn)橹圃鞆S的設(shè)計(jì)人員有時(shí)將注意力集中在設(shè)備的主要部件上了，容易對螺紋副的選用、回廠復(fù)驗(yàn)等環(huán)節(jié)放松警惕，易出現(xiàn)各種問題。所以，雖然看似很簡單的部件，在檢驗(yàn)工作中，仍需要進(jìn)行特別關(guān)注。基于對細(xì)節(jié)的關(guān)注，才能對設(shè)備本體的有效監(jiān)控，以確保制造廠加工制造的設(shè)備產(chǎn)品，符合相關(guān)采購合同、技術(shù)協(xié)議以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，生產(chǎn)出格產(chǎn)品。

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