緊固件機(jī)械性能 檢查氫脆用預(yù)載荷試驗 平行支承面法 GB /T 3098.17 - 2000

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  試驗夾具、抽樣、試驗程序、試驗評估、試驗報告

  
  

  5 試驗夾具

      根據(jù)緊固件的不同類型，應(yīng)使用不同的試驗夾具。

  5.1 螺栓、螺釘和螺柱

      對于螺栓、螺釘和螺柱，應(yīng)使用兩面平行的淬硬鋼板，鋼板上制有垂直于板面的一個或多個孔的夾具，見圖1。

      螺栓、螺釘和螺柱的試驗夾具包括一塊上壓板和一塊下壓板，見圖1。上、下壓板的最低硬度應(yīng)為45HRC。支承面應(yīng)經(jīng)磨削，其粗糙度Ra值應(yīng)不超過8μm。每塊鋼板的厚度應(yīng)≥1d（d——螺紋公稱直徑）。通孔直徑dh按GB/T 5277精裝配的規(guī)定，且不能倒圓。各通孔間的距離（L）應(yīng)≥3d。

      試驗時，應(yīng)保證至少有1d長度的未旋合螺紋承受應(yīng)力，且不能有5扣以上的完整螺紋伸出螺母。為達(dá)到這些要求，可將一塊或多塊帶平行平面且經(jīng)表面磨削的鋼板用作墊板。該墊板可以用其他鋼制造，也可與上、下壓板的硬度不同。

      將匹配的螺母擰緊，對螺栓、螺釘和螺柱進(jìn)行預(yù)載荷試驗。對螺柱或螺桿、應(yīng)在壓板兩邊都使用螺母。當(dāng)螺柱兩端螺距不同時，細(xì)牙螺紋端的螺母應(yīng)視為“頭部”。用手將當(dāng)“頭部”用的螺母擰緊到螺紋末端。

      對于L＜2.5d的短螺釘，只用一塊帶有預(yù)制螺紋孔的鋼板，螺釘可直接擰入鋼板，不需要使用螺母，而用螺釘頭擰緊。鋼板的性能應(yīng)與上壓板的相同。

  

      1—上壓板；2—墊板（用于長螺栓、螺釘或螺柱）；3—下壓板；4—當(dāng)“頭部”用的螺母

  1）通孔按GB/T 5277精裝配。

  圖1 螺栓、螺釘和螺柱用的試驗夾具

   

      對于沒有平支承面的螺栓和螺釘（如沉頭螺釘和吊環(huán)螺釘），應(yīng)在其頭下放一適當(dāng)?shù)纳蠅喊寤驂|圈。見圖2。

  

  1—帶沉孔的上壓板；2—下壓板

  圖2 沒有平支承面的螺栓和螺釘用的試驗夾具

  5.2 自擠螺釘、自攻螺釘和自鉆自攻螺釘

      自擠螺釘、自攻螺釘和自鉆自攻螺釘用的試驗夾具是一塊鋼板。該鋼板的機(jī)械性能應(yīng)分別符合GB/T 3098.7、GB/T 3098.5或GB/T 3098.11中對擰入試驗的有關(guān)規(guī)定，但應(yīng)預(yù)制螺紋孔，見圖3。

  

  1—墊板（長螺釘用）；2—帶預(yù)制螺紋孔的墊板；

                                        1) d＜dh≤1.1d。

  圖3 自擠螺釘、自攻螺釘和自鉆自攻螺釘用的試驗夾具

      螺釘頭下可用一個硬度等級為300HV的墊圈，以保護(hù)鋼板。鋼板的最小厚度為1d。其他的所有要求均與對螺栓、螺釘和螺柱的要求相同，見5.1條。

      注：如果螺釘螺紋很長，并足以攻出匹配的螺紋，則預(yù)制螺紋孔時可不用絲錐，而直接用試驗螺釘在直徑符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的光孔上攻絲。攻出螺紋后，在繼續(xù)擰入的過程中所需扭矩會明顯下降，而不增加，因此不必重新夾緊。

      對于長螺釘?shù)脑囼灒蓪⒁粔K或多塊具有平行平面且經(jīng)表面磨削的鋼板作為墊板使用。鋼板上通孔的直徑應(yīng)不大于1.1d。

  5.3 螺釘和墊圈組合件

      試驗螺釘和墊圈組合件時，應(yīng)使用5.1條或5.2條規(guī)定的夾具。

  5.4 螺母

      應(yīng)該知道，某些加大支承面的螺母可承受拉應(yīng)力。這適用于帶法蘭面的螺母或其他特殊形狀的螺母，也適用于普通螺母。這種螺母的試驗應(yīng)由供需雙方協(xié)議。

      螺母的試驗夾具與5.1條規(guī)定的相同。

  5.5 彈簧墊圈和彈性墊圈

      將若干個彈簧墊圈試件裝到螺紋公稱直徑與彈簧墊圈公稱直徑相同的螺栓上。用平墊圈將各彈簧墊圈試件相互隔開。平墊圈的硬度應(yīng)大于彈簧墊圈試件的硬度，且其最低硬度為40HRC。

      試驗錐形彈性墊圈時，應(yīng)成對試驗，見圖4。

  

  圖4 錐形彈性墊圈的試驗夾具

      將組裝件擰緊，直至將彈簧（性）墊圈試件完全壓平。

  6 抽樣

      對于過程中的控制，適當(dāng)?shù)某闃臃桨笐?yīng)按制造者與承擔(dān)工序項目單位（如淬火者或涂覆者）之間的協(xié)議，或者按公司責(zé)任部門之間的協(xié)議。每個制造批都應(yīng)選取抽樣方案。

      樣本零件應(yīng)經(jīng)過檢查，在不使用放大鏡的條件下，應(yīng)看不見裂縫。

  7 試驗程序

  7.1 潤滑

      螺栓、螺釘、螺柱和螺母試件應(yīng)在試驗前進(jìn)行潤滑，以提高試驗的可靠性。

      注：選用適當(dāng)?shù)臐櫥瑒ㄈ鐫櫥突蛉魏尾缓虻臐櫥瑒赃_(dá)到較一致的摩擦系數(shù)。此外，潤滑劑能降低所需扭矩，實現(xiàn)更高的拉伸載荷。

  7.2 施加預(yù)載荷

      實施這種試驗時，應(yīng)特別注意有氫脆的緊固件可能突然斷裂，從而產(chǎn)生傷害。因此，應(yīng)使用防護(hù)屏板或其他適當(dāng)設(shè)備，以避免這種傷害發(fā)生。

      最大擰緊速度為0.33 s^-1（20 r/min）。

  7.2.1 螺栓、螺釘、螺柱和螺母

      螺栓、螺釘或螺柱試件應(yīng)裝上匹配的螺母，用適當(dāng)?shù)呐ぞ匕馐謱⑵鋽Q緊到屈服點。擰到屈服點可得到不同的技術(shù)數(shù)據(jù)，如可看出扭矩變化的斜率，或者擰到預(yù)定的扭矩后，再擰進(jìn)預(yù)定的轉(zhuǎn)角。

      試驗用的螺母應(yīng)來自同一生產(chǎn)批，可涂覆，也可不涂覆，但應(yīng)一致。

      螺母試件應(yīng)裝于匹配的螺栓或螺釘上，并擰緊到屈服點。

      試驗用的螺栓或螺釘應(yīng)來自同一生產(chǎn)批，可涂覆，也可不涂覆，但應(yīng)一致。

      施加預(yù)載荷應(yīng)按下列程序進(jìn)行：

      a) 在試驗板上安裝5個螺栓或螺釘試件，裝上螺母，并使其緊貼試驗板的表面。

      b) 擰緊組裝件，達(dá)到各自的屈服點。擰緊扭矩可加到螺母上，也可加到螺栓或螺釘?shù)念^部，由試驗者確定，但要注意，所有緊固件的試驗均應(yīng)一致。

      c) 對5個螺栓組件的屈服點分別記錄相應(yīng)的扭矩值，并計算出平均值和最大值、最小值之間的差值。如果差值小于平均值的15%，則該平均值可作為規(guī)定樣本（第6章）的擰緊扭矩值；如果差值超過了15%，則應(yīng)將規(guī)定數(shù)量的緊固件全部擰緊，分別達(dá)到各自的屈服點。

      d) 擰緊規(guī)定數(shù)量的緊固件，達(dá)到試驗擰緊扭矩，或者符合a）～c）條規(guī)定的各自的屈服點。

  7.2.2 自擠螺釘、自攻螺釘和自鉆自攻螺釘

      對5個自擠螺釘、自攻螺釘或自鉆自攻螺釘試件使用適當(dāng)?shù)呐ぞ匕馐?，將其擰到最小破壞扭矩值的90%，應(yīng)按下列程序進(jìn)行試驗：

      a) 把5個螺釘試件（盡可能帶平墊圈）擰入試驗板，直到螺釘頭部與試驗板貼合；

      b) 擰緊螺釘，達(dá)到各自的破壞扭矩，并記錄數(shù)值。將其中的最小值乘以0.9，作為規(guī)定樣本（第6章）的擰緊扭矩值。5個螺釘上的最大破壞扭矩與最小破壞扭矩的差值，不應(yīng)大于最小值的15%。

      注：如果差值大于15%, 則該試驗可能查不出氫脆。

      當(dāng)釘頭的型式或扳擰結(jié)構(gòu)（十字槽、開槽）妨礙螺釘擰斷時，則試驗擰緊扭矩應(yīng)為最小破壞扭矩的90%。

      c) 擰緊規(guī)定數(shù)量的緊固件。直到試驗擰緊扭矩符合b) 條的規(guī)定。

  7.2.3 彈簧墊圈和彈性墊圈
  

      按下述程序施加預(yù)載荷：

      a）按5.5條規(guī)定，將彈簧（性）墊圈試件裝到試驗螺栓上，扳擰螺母，直到與第一個墊圈接觸；

      b）擰緊組裝件，直到壓平彈簧（性）墊圈。

  7.3 對比試驗

      緊固件在承受應(yīng)力時，或在試驗過程中，出現(xiàn)裂縫、掉頭或斷裂，并不一定是由涂覆工藝引起的氫脆所致?？梢杂脽o涂覆的緊固件進(jìn)行試驗（對比試驗）。這種試驗將會表明制造過程中其他工序會產(chǎn)生氫脆。

      對比試驗用的樣本數(shù)量應(yīng)由第6章規(guī)定的各有關(guān)部門的協(xié)議規(guī)定。試驗程序應(yīng)符合7.2.1～7.2.3條。

  7.4 試驗的開始時間

      預(yù)載荷試驗的靈敏度取決于試驗的開始時間。所以，這種試驗應(yīng)盡快進(jìn)行，最好在制造過程結(jié)束后的24h內(nèi)進(jìn)行，這個時間目前還處在研究中。

  注：如果通過本試驗?zāi)軌蚝芸於菀椎匕l(fā)現(xiàn)氫脆出現(xiàn)，則試驗開始時間延長到數(shù)天甚至一周，或者更長，將在相當(dāng)大的程度上減小查出氫脆的可能性。

  7.5 試驗過程中的重新擰緊

      試驗最少應(yīng)持續(xù)48h，而緊固件應(yīng)至少每隔24h重新擰緊一次，并施加到初始的試驗擰緊扭矩或載荷。如果至少有一件緊固件的扭矩?fù)p失超過50%，則試驗應(yīng)在相同的緊固件上重新開始。

      在完成試驗之前，應(yīng)進(jìn)行最后一次的擰緊。在末次擰緊之前，緊固件應(yīng)擰退約1/2圈，以便辨別出斷裂是否發(fā)生在螺紋的旋合部分。

  8 試驗評估

      應(yīng)在預(yù)載荷試驗后，在不使用放大鏡的條件下對試件進(jìn)行檢查。緊固件的試件，若無任何目測可見的裂縫或斷裂，則通過該項試驗。

  9 試驗報告

      試驗報告應(yīng)說明：

      a）標(biāo)準(zhǔn)編號，即GB/T 3098.17；

      b）制造批或生產(chǎn)批的編號；

      c）試驗緊固件的數(shù)量；

      d）試驗程序；

      e）重新擰緊的次數(shù)和時間；

      f）試驗持續(xù)時間；

      g）對比試驗中斷裂或明顯破壞的緊固件的數(shù)量（如作了對比試驗時）；

      h）程序試驗中，斷裂或明顯破壞的緊固件的數(shù)量；

      i）完成制造程序或該涂覆工序結(jié)束后與開始試驗的時間間隔（如有可能時）。