重型內六角螺栓斷裂與損壞的常見原因分析
文章作者:華隆緊固件 發布日期:2025-12-05重型內六角螺栓作為關鍵連接件,廣泛應用于橋梁、重型機械、風電塔筒等承重和關鍵部位。其一旦發生斷裂或損壞,往往可能導致設備停機、甚至引發嚴重的安全事故。因此,了解其損壞的常見原因,對于預防和維護至關重要。

一、安裝不當導致的致命問題
安裝環節是螺栓生命周期中最關鍵的一步,多數早期失效都源于此。
1.預緊力不足
安裝時未達到規定的扭矩或預緊力,會導致連接件結合面壓不緊。在設備運行中,外部載荷會使螺栓承受額外的動態剪切力或彎曲應力,并可能使螺紋副發生相對滑動,產生沖擊,最終導致螺栓松動、剪斷或螺紋脫扣。
2.預緊力過大(過擰緊)
盲目追求“越緊越好”是另一個極端。過度擰緊會使螺栓產生超過其材料屈服極限的預拉伸應力,直接導致螺栓塑性伸長、螺紋變形或頭部斷裂。即使當時未斷,也已造成內傷,在后續交變載荷下極易發生脆性斷裂。
二、疲勞斷裂的隱秘威脅
這是重型螺栓在長期運行后最常見的一種失效模式,極具隱蔽性。
螺栓并非在一次巨大沖擊下斷裂,而是在遠低于其靜強度的交變載荷下,經過數十萬甚至上百萬次的微應力循環后,從某個缺陷點(如螺紋根部、螺栓頭下圓角)產生微裂紋,并逐漸擴展,最終發生突然的斷裂。斷口通常呈現光滑的疲勞擴展區和粗糙的瞬斷區。
三、腐蝕與氫脆的化學侵蝕
環境因素對螺栓的損害是緩慢而致命的。
1.電化學腐蝕
在潮濕、酸堿鹽霧等工業環境中,螺栓表面會發生腐蝕,導致有效截面積減小,強度下降。螺紋處的腐蝕會加劇應力集中,同時腐蝕產物會“鎖死”螺紋,使拆卸困難,強行拆卸可能導致斷裂。
2.氫脆
這是一種高強鋼螺栓特有的脆性斷裂現象。氫原子在電鍍(如鍍鋅)、酸洗或潮濕環境中滲入鋼材內部,聚集在應力集中區,破壞金屬晶格結構,導致螺栓在低于正常強度的應力下發生延遲性斷裂。斷口通常呈冰糖狀的脆性特征。
四、選型與匹配的錯誤
用錯螺栓是根本性錯誤。
1.強度等級不匹配
在關鍵重載部位錯誤使用了低強度等級螺栓(如4.8級代替10.9級),其承載能力根本不足以承受設計載荷,必然導致過載斷裂。
2.尺寸與配合不當
螺栓長度不足,導致嚙合螺紋扣數不夠;或螺栓與螺母、被連接件孔徑配合不當,造成額外的剪切或彎曲應力,都會顯著降低連接副的整體強度。

五、材料與制造的內在缺陷
螺栓自身的質量問題也是源頭之一。
原材料中存在非金屬夾雜物、微觀裂紋,或熱處理工藝不當導致金相組織不均勻、硬度過高或過低,都會嚴重削弱螺栓的力學性能。這類有內在缺陷的螺栓,往往在正常使用載荷下就會發生不可預測的早期失效。
重型內六角螺栓的失效很少是單一原因造成的,通常是“安裝不當”、“疲勞載荷”、“環境腐蝕”及“產品缺陷”中多個因素共同作用的結果。預防螺栓失效,必須系統性地著手:從設計選型、質量采購開始,嚴格執行規范的安裝工藝,并輔以定期的檢查和維護,才能確保這些“工業筋骨”長期可靠地工作。




