高强度螺栓断裂失效分析

某高强度螺栓在装配过程中断裂失效,通过宏观观察、化学成分分析、力学性能试验、金相检验、扫描电镜分析等方法对螺栓断裂失效的原因进行了分析。结果表明:螺栓基体硬度偏高,头杆结合处过渡圆角半径偏小,在大扭矩的装配下,扭转和弯曲的综合应力导致螺栓发生断裂失效。     

基于SMCS模型的高强螺栓及节点火灾全过程断裂性能模拟

高强螺栓广泛应用于钢结构节点连接,火灾高温会影响其基本材性和断裂行为,从而影响螺栓节点抗火性能甚至整体结构抗倒塌性能。基于10.9级高强螺栓火灾全过程(升温段、降温段、火灾后)单轴拉伸试验结果,结合有限元模拟,对不同温度历程和应力三轴度对应的螺栓SMCS断裂模型进行校准,并与螺栓材性试验和T-stub节点试验结果对比验证;对T-stub节点火灾全过程断裂行为进行参数分析,研究损伤准则和温度历程对节点失效模式和变形特征的影响。结果表明：校准的SMCS模型能够有效、准确地预测螺栓和节点在火灾全过程和高应力三轴度(0.3～1.2)下的受拉断裂行为,适用预测误差在12%以内;拉伸温度和峰值温度是影响高强螺栓抗断能力的主要因素,螺栓抗断能力随温度升高而提高;不同温度历程下T-stub节点可能发生翼缘板屈服断裂、翼缘板和螺栓同时屈服断裂、螺栓屈服断裂三种失效模式,且节点的变形能力(延性系数)与失效模式有关,确定钢板母材和螺栓的断裂模型是准确预测节点失效模式的关键。     

洗衣机螺栓断裂失效分析

某洗衣机螺栓在安装过程中发生断裂失效,为查明螺栓断裂的原因,对断裂螺栓进行了化学成分分析、宏观分析、金相检验和断口微观形貌分析。结果表明：螺栓断裂是由于其制造时产生了严重的带状组织,降低了螺栓的许可扭转力矩,导致螺栓在安装过程中发生扭转断裂。     

基于微观机理的梁柱节点焊接细节断裂分析

高强螺栓广泛应用于钢结构节点连接,火灾高温会影响其基本材性和断裂行为,从而影响螺栓节点抗火性能甚至整体结构抗倒塌性能。基于10.9级高强螺栓火灾全过程(升温段、降温段、火灾后)单轴拉伸试验结果,结合有限元模拟,对不同温度历程和应力三轴度对应的螺栓SMCS断裂模型进行校准,并与螺栓材性试验和T-stub节点试验结果对比验证;对T-stub节点火灾全过程断裂行为进行参数分析,研究损伤准则和温度历程对节点失效模式和变形特征的影响。结果表明：校准的SMCS模型能够有效、准确地预测螺栓和节点在火灾全过程和高应力三轴度(0.3~1.2)下的受拉断裂行为,适用预测误差在12%以内;拉伸温度和峰值温度是影响高强螺栓抗断能力的主要因素,螺栓抗断能力随温度升高而提高;不同温度历程下T-stub节点可能发生翼缘板屈服断裂、翼缘板和螺栓同时屈服断裂、螺栓屈服断裂三种失效模式,且节点的变形能力(延性系数)与失效模式有关,确定钢板母材和螺栓的断裂模型是准确预测节点失效模式的关键。

     

低压加热器疏水泵导流壳连接螺栓断裂失效分析

针对某电厂低压加热器疏水泵导流壳连接螺栓的断裂失效,采用宏观检查、化学成分分析、硬度试验、金相检验、扫描电镜断口分析等方法对螺栓断裂原因进行了分析。结果表明:螺栓断裂为典型的韧性过载断裂;一方面螺栓牙底存在成型缺陷产生应力集中,降低螺栓承载能力,另一方面疏水系统运行状态不稳使疏水泵受到较大冲击载荷,二者共同作用导致结合面部位的连接螺栓于螺牙底部应力集中部位发生过载断裂失效。最后提出了改进建议。     

液氨储存罐304不锈钢法兰连接螺栓断裂失效分析

某火电厂液氨储存罐上方气氨出口气动阀上的304不锈钢法兰连接螺栓在服役过程中发生断裂,采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、拉伸试验机等设备,从显微组织、断口、硬度、拉伸性能等方面分析了该304不锈钢螺栓断裂失效的原因。结果表明:螺栓失效模式为应力腐蚀开裂;螺栓材料成分不合格(高碳、低铬),导致合金的耐蚀性能大幅降低,晶间应力腐蚀倾向增加;螺栓服役环境为紧邻海岸的海洋大气,空气中氯离子含量较高,螺栓在服役过程中表面易于发生腐蚀,在预紧力、气氨出口气动阀工作过程中产生的拉应力和氯离子的共同作用下裂纹快速沿晶扩展,直至断裂失效;此外,螺栓内部存在较多铸造缺陷,会显著降低合金的力学性能,在发生腐蚀破坏的情况下,使螺栓出现过早断裂失效。     

船用核动力装置部件失效分析与安全评定

主螺栓是船用核动力装置的重要部件,通过微观形貌观察和腐蚀产物分析,研究了断裂与未断裂主螺栓的失效原因,结果表明:失效主要是由应力腐蚀引起的;应用断裂力学方法对主螺栓进行了安全评定,计算出其临界裂纹尺寸为4.2 mm,可作为主螺栓安全评定的依据,且具有足够的安全余量.     

风能发电机组结构件的失效分析与预防(待续)第1讲螺栓的失效分析与预防

对风能发电机组的结构进行了简单介绍,对其上经常失效的结构件以及其材料、热处理工艺和失效形式进行了归纳。选取了机组上应用数量较多、作用比较重要的高强度螺栓作为该讲的主要内容,对螺栓在机组上的应用特点、失效特点、结构特点、受力特点及其失效原因进行了较为详细的论述。结合多年的失效分析经验,采用实际案例的方式,重点介绍了机组上螺栓最常出现的两种失效形式——疲劳断裂和氢脆型断裂,并对这两种失效产生的根本原因进行了剖析,最后提出了避免机组上螺栓失效的预防措施。     

汽车行星轮架的开裂失效分析

对行星轮架和配合螺栓进行了理化检测和断口形貌分析。结果表明:2种零件的金相、硬度、成分、显微组织、力学性能均符合技术要求,螺栓和行星轮架的断口均呈现明显的疲劳断裂。整个系统的失效首先是从螺栓出现疲劳断裂开始的,螺栓断裂以后,行星轮架首先在局部出现了疲劳,最后一次性碎裂。造成早期失效的主要原因是装配时螺栓的力矩不足造成的,针对人工拧紧力矩不足问题增加了相应的工艺规定,彻底解决了该问题。     

某钢结构螺栓断裂失效分析

某公司一户外钢结构楼梯螺栓发生断裂失效,采用宏观分析、化学成分分析、金相分析、硬度测试、断口分析等方法对螺栓断裂原因进行了分析。结果表明:螺栓断裂主要是因为螺栓部分新鲜表面暴露在空气中,在腐蚀性环境和应力的共同作用下,应力集中的螺栓根部开始萌生裂纹,裂纹由外向内扩展,最终造成一次性断裂。     

8.8级紧固螺栓断裂原因分析

8.8级螺栓在使用过程中发生断裂,通过化学成分分析、力学性能试验、断口形貌分析以及金相检验等方法对断裂螺栓进行了分析。结果表明:失效螺栓的断裂为多源疲劳断裂,主要原因是螺纹表面脱碳层的存在导致构件的抗疲劳性能下降。     

高强度螺栓断裂失效分析

针对装配现场发生的几起高强度螺栓断裂失效事故，采用金相分析、化学成分分析和力学性能测试等方法进行检测。分析结果认为螺栓失效的原因有：(1)螺纹成形时产生裂纹，螺栓因之而脆断；(2)杆部与头部交接处表面脱碳、使局部强度降低而断裂；(3)装配时扭矩过大，螺栓明显缩颈而断裂；(4)原材料中心存在裂纹。     

35CrMo钢高强螺栓断裂失效分析

某风电厂铁塔用紧固高强螺栓在使用一个月后于螺纹处出现多根断裂现象。通过宏观检验、化学成分分析、力学性能试验、金相检验、断口分析等方法对螺栓断裂原因进行了分析。结果表明:失效高强螺栓螺纹处表面全脱碳层深度超标,且脱碳层深度极不均匀,在全脱碳层最大深度处容易产生应力集中,并造成螺栓表面部分区域的强度和抗疲劳性能下降,无法承受设计载荷,从而导致高强螺栓在此处出现应力裂纹并最终发生疲劳断裂失效。     

核电LLS柴油机排气管螺栓断裂原因分析

某核电机组LLS柴油发电机排气管与汽缸连接螺栓发生断裂。通过宏观及微观分析、化学成分分析、显微组织分析、力学性能测试等方法,对螺栓的断裂原因进行了分析。结果表明:该GH2036合金螺栓的失效模式为沿晶脆性断裂;失效原因为螺栓热处理工艺不当,导致晶界析出了薄片状脆性相,弱化了晶界,造成螺栓在高温和应力共同作用下产生了沿晶脆性断裂。     

某车型发动机悬置螺栓连接失效原因分析

针对公司某车型发动机悬置支架与发动机支座连接螺栓在路试过程中发生疲劳断裂进行分析。本文从材料断口学、金相学等失效分析方法分析螺栓断裂原因;基于VDI2230螺栓连接计算系统对螺栓连接安全设计进行分析,从增大预紧力提高螺栓的疲劳性能进行分析。并对导致结构连接失效的原因提出优化设计措施,供汽车悬置支架连接设计相关人员参考。     

汽车起重机螺栓副失效振动试验研究

该文就某地港口吊装现场发生的一起汽车起重机高强度螺栓断裂失效事故分析中,对高强度螺栓的振动受力状态进行了测试分析,结果表明,利用振动试验分析汽车起重机高强度螺栓副的失效是可行的。     

某天然气公交车发动机主轴承盖螺栓断裂原因

某天然气公交车发动机主轴承盖螺栓发生断裂,通过宏观观察、化学成分分析、扫描电镜及能谱分析、硬度试验和金相检验等方法,分析了螺栓断裂的原因.结果表明:螺栓的失效模式为氢脆断裂;在服役过程中,螺栓在较长时间的应力作用下,其头部圆角处产生应力集中,且存在初始裂纹,螺栓、水汽和天然气中的微量氢元素向螺栓初始裂纹附近扩散、聚集,...     

离心式压缩机用螺栓断裂失效分析

离心式压缩机固定法兰采用的12.9级高强度螺栓出现断裂失效,本文对离心式压缩机所使用的这类螺栓进行受力分析、破坏力矩检测、材料化学成分检测等,并结合断裂螺栓的断口宏观和微观分析,确定螺栓断裂的性质为脆性断裂,认为螺栓材料中含有Al2O3和其他非金属夹杂物是造成脆性断裂的主要原因,建议严格控制高强度螺栓中非金属夹杂物的含量。     

循环泵法兰螺栓断裂分析

通过金相检验、断口分析和化学成分分析等方法对循环泵法兰螺栓的断裂原因进行了分析。结果表明：螺栓早期断裂失效的主要原因是材料使用有误,加上受海水中的氯离子腐蚀引起奥氏体不锈钢螺栓产生应力腐蚀裂纹并扩展所致。     

某型飞机起落架的连接螺栓断裂失效分析

应用扫描电镜、光学显微镜和硬度等检测手段,对连接螺栓断裂原因进行了探讨.结果表明,由于装配在螺栓上的球形衬套的强度严重不足,造成了螺栓受力不均匀,导致螺栓大应力疲劳失效.