一些新進(jìn)入大型工業(yè)吊扇行業(yè)的廠(chǎng)家,在進(jìn)行吊扇研發(fā)時(shí),經(jīng)常會(huì )遇到螺栓斷裂導致扇葉脫落、吊扇主體結構散架等情況,這就需要對進(jìn)行大型工業(yè)吊扇螺栓斷裂進(jìn)行分析。
對于螺栓出現的斷裂失效故障通常需要進(jìn)行理化分析,其中斷口分析是研究螺栓失效原因的有效手段。具體包括:外觀(guān)檢查、化學(xué)成分分析、金相檢測(包括非金屬夾雜、宏觀(guān)檢驗、脫碳層、鍍層、機械性能檢測、硬度檢測)。其中,通過(guò)宏觀(guān)及低倍檢查螺栓斷口周邊表面可以發(fā)現是否有損傷、裂紋,導致應力集中等問(wèn)題。此外,通過(guò)磁粉探傷可以檢測螺栓表面缺陷?;驹硎抢寐菟ㄈ毕萏幍穆┐艌?chǎng)與磁粉的相互作用,利用螺栓存在的缺陷(裂紋)處的磁導率和鋼鐵磁導率的差異,磁化后在工件缺陷處表面產(chǎn)生了漏磁場(chǎng),從而吸引磁粉形成缺陷處的磁粉堆積即磁痕,在適當的光照條件下,顯現出缺陷的位置和形狀。
一般情況下,導致大型工業(yè)吊扇螺栓斷裂的常見(jiàn)原因主要發(fā)生在制造螺栓、螺栓擰緊、螺栓擰緊后(吊扇使用)過(guò)程中,具體如下:
一、制造螺栓過(guò)程存在的主要問(wèn)題,需要在購買(mǎi)螺栓時(shí)進(jìn)行嚴謹考察。
1、高溫淬火、回火等熱處理過(guò)程產(chǎn)生原始熱裂紋。
2、化學(xué)成分中含碳量超過(guò)標準,引起塑性變形或脆性,導致斷裂。
3、由于表面含碳量減少,使螺栓表面硬度和強度降低,影響其接觸強度和疲勞壽命。例如,螺栓螺紋表面或根部有脫碳層,導致螺栓松動(dòng),引起疲勞斷裂。
4、螺栓表面鍍鋅過(guò)程中,溶于鋼中的氫,聚合為氫分子,造成應力集中,產(chǎn)生氫脆現象,導致螺栓在低應力狀態(tài)下發(fā)生延遲斷裂。
5、在螺栓磨削加工時(shí),圓周表面產(chǎn)生不規則金屬斷屑,引起局部應力集中現象,在此類(lèi)區域內極易產(chǎn)生疲勞裂紋源,使螺栓的抗疲勞強度下降。
6、硬度值超過(guò)標準。硬度也是考核緊固件機械性能的重要指標。對于各性能等級的產(chǎn)品采用的材料是不同的,緊固件選用時(shí)機械性能等級是重要的依據。
二、螺栓在擰緊過(guò)程存在的主要問(wèn)題
1、施加的扭矩不符合標準要求。例如:工具(扭矩扳手)沒(méi)有定期校核、裝配表面存在雜物、油脂、加工面的表面粗糙度不合格等問(wèn)題。
2、由于操作原因,導致個(gè)別螺栓漏緊固。
三、螺栓擰緊后(使用使用中)存在的主要問(wèn)題:
1、大型工業(yè)吊扇在轉動(dòng)中產(chǎn)生的外力沖擊或彎曲疲勞應力導致螺栓變形。在小于螺栓抗拉強度的周期交變應力作用于材料上導致的材料失效。在循環(huán)載荷作用下,多次疲勞損傷累積造成。表現為拉伸疲勞斷裂和彎曲疲勞斷裂。在全部結構零件的破壞中,疲勞斷裂占絕大多數。在宏觀(guān)上,沒(méi)有明顯的塑性變形,屬于脆性斷裂。
2、螺栓松動(dòng)也可以導致疲勞斷裂,由于螺栓軸向預緊力降低導致螺紋連接各種功能水平下降,甚至完全喪失功能。這種松動(dòng)可能是由被連接件反復相對滑動(dòng)造成的、被連接件的磨損造成的、由螺栓和被連接件的塑性變形造成的。
3、螺栓在工作過(guò)程中與外界環(huán)境中的各種介質(zhì)接觸(包括空水汽、有毒氣體等)及相互作用,即使承受低于屈服極限強度的情況下也會(huì )導致的斷裂。
所以當大型工業(yè)吊扇產(chǎn)生螺栓斷裂或者變形時(shí),按以上幾點(diǎn)逐步分析改善,才能制作出符合市場(chǎng)安全要求的產(chǎn)品。