Vi tror undermedvetet att ju högre hållfasthet en bult har, desto mindre är sannolikheten att den går sönder. Detta är dock inte fallet-tvärtom,hög-hållfasta bultargår sönder oftare än vanliga bultar, och det finns en kärnlogik bakom detta fenomen.
Först måste vi klargöra en nyckelprincip: ju högre hållfasthet en bult har, desto högre hårdhet (de är positivt korrelerade); medan ju högre hårdhet, desto sämre seghet (de är negativt korrelerade). Det betyder att bultar med hög-hållfasthet har låg töjning. Om spänningen överskrider gränsen kommer de direkt att genomgå sprödbrott, istället för att först deformeras avsevärt som vanliga bultar innan de går sönder. Ännu viktigare är att bultar med hög-hållfasthet används i scenarier med hög-belastning och är designade för att matcha deras mekaniska egenskaper. Om den faktiska spänningen överskrider gränsen på grund av felaktig användning eller onormala arbetsförhållanden, är det sannolikt att brott uppstår. I miljöer med låg-belastning kan vanliga bultar användas för att kontrollera kostnaderna, så det finns inget behov av hög-hållfasta bultar-vilket är den centrala orsaken till att höghållfasta bultar går sönder oftare.
De specifika orsakerna till hög-bultbrott inkluderar huvudsakligen följande kategorier:
1. Monteringsöverbelastningsbrott
Kärnan i att fästa bultar med hög-hållfasthet är att göra bulten dragkraftig genom att dra åt muttern för att generera den specificerade förspänningen (låsningskraften), snarare än att "rotera och trycka på gängan vid bultens bakände". Dess åtdragningsmoment har tydliga standardparametrar, vanligtvis kontrollerade till cirka 75 % av bultmaterialets sträckgräns. Om åtdragningsmomentet överskrider standardområdet kommer bulten att bära överdriven dragbelastning, vilket direkt orsakar överbelastningsbrott.
För att kontrollera åtdragningsmomentet krävs tre villkor: rimlig på{0}}platsinstallationsprocessdesign, exakta installationsverktyg (som momentnycklar, momentmultiplikatorer) och operatörer som har fått formell utbildning innan de börjar tjänstgöra (de måste kunna läsa och ställa in verktygsparametrar exakt). Det bör noteras att momentnycklar med olika noggrannhetsnivåer har olika toleranser, vanligtvis ±4%10% (inte 20%). Endast när förhållanden som strömförsörjning och lufttryck är stabila och verktyget är inom kalibreringsperioden kommer toleransen inte att orsaka brottrisker; om toleransen överskrider intervallet är det troligt att felaktigt vridmoment uppstår.
2. Fraktur orsakad av fluktuationer i friktionskoefficient
Närbult och muttergängor kopplas in, kommer friktionskoefficienten att påverka den faktiska förspänningen-även om samma vridmoment är inställt, kommer fluktuationer i friktionskoefficienten att orsaka spridning av förspänningen. Om friktionskoefficienten inte beaktas fullt ut och endast vridmomentparametrar förlitas på, är det sannolikt att otillräcklig förspänning eller överbelastning inträffar: när friktionskoefficienten är för stor är förspänningen för liten under samma vridmoment (vilket kan leda till att den lossnar); när friktionskoefficienten är för liten är förspänningen för stor under samma vridmoment (vilket kan orsaka brott).
I industriella scenarier är en vanlig orsak till minskad friktionskoefficient otillåten smörjning: vissa fabriker applicerar talkpulver, vanlig smörjolja etc. på bultgängorna för bekväm montering. Även om detta kan minska friktionen och underlätta inskruvningen, kommer det att minska friktionskoefficienten avsevärt, vilket resulterar i att förspänningen vida överskrider standarden under samma vridmoment, och i slutändan leder till brott. Det korrekta tillvägagångssättet är att använda specialiserade anti-sammansättningar (som måste matcha bultmaterialet) istället för slumpmässiga smörjmedel.
3. Trötthetsfraktur
Utmattningsbrott är det mest dolda felläget för hög-hållfasta bultar-det finns inga tydliga tecken på brott, och det kan uppstå plötsligt under statiska eller arbetsförhållanden. Dessutom är brottplatsen mestadels koncentrerad till spänningskoncentrationsområden såsom övergångsfilén mellan huvudet och skaftet och gängans rot.
Huvudorsaken till den här typen av brott är "användning bortom utmattningsgränsen": även om hög-hållfasta bultar har ett högt mervärde, kommer vissa företag att återanvända dem på obestämd tid för att spara kostnader. När antalet användningar eller den alternerande belastningen överskrider deras utmattningsgräns, kommer mikrosprickor gradvis att bildas inuti bulten, vilket så småningom leder till utmattningsbrott. Därför är det mycket nödvändigt att utföra omfattande regelbundna inspektioner av hög-hållfasta bultar (som inspektion av magnetiska partiklar, ultraljudstestning), inte "sällan nödvändigt".
4. Fraktur på grund av otillräcklig åtdragning
Det verkar som om bultar som "inte är helt åtdragna" inte kommer att bära påfrestningar, men i själva verket kan frakturer orsakas av spelet som genereras av lossning. Till exempel: när två borrrör är anslutna med hög-hållfasta bultar för att borra nedåt på marken, om bultarna inte är helt åtdragna, kommer det att finnas ett stort spelrum. När det höga vridmomentet vid borrning överförs genom borrrören, kommer spelet att göra att bultarna bär ytterligare skjuvkraft och växlande slagkraft-dessa krafter överstiger vida det designade lagerområdet förbultar, vilket så småningom leder till fraktur. I grund och botten kommer en otillräckligt åtdragen bult att ändras från ett "spännelement" till ett "skjuv- och slagelement", som misslyckas eftersom den överskrider sin lastbärande typ.
5. Fraktur orsakad av kvalitetsproblem
Undermåliga material eller värmebehandlingsprocesser är förvärvade kvalitetsproblem och direkta orsaker till brott:
Undermåliga material: Använder stålsorter som inte uppfyller kraven (som att ersätta legerat konstruktionsstål med vanligt kolstål), eller så har materialen inneboende defekter som föroreningar och sprickor;
Undermåliga värmebehandlingsprocesser: Avvikelser i parametrar som härdtemperatur och härdningstid kommer att resultera i okvalificerade mekaniska egenskaper hos bultarna (som hög hårdhet men extremt dålig seghet).
Sådana problem kan lösas fullständigt genom strikt kontroll av materialanskaffning (verifiering av materialcertifikat), produktionsprocesser (övervakning av värmebehandlingsprocesser) och fabriksinspektioner (mekanisk egenskapstestning).
