螺母保证载荷检测
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发布时间:2025-06-02 00:59:02 更新时间:2025-06-01 00:59:02
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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螺母作为机械连接中至关重要的紧固件,其性能直接关系到整个结构或设备的安全性与可靠性。保证载荷(Proof Load)是衡量螺母承载能力的关键指标之一,它指的是螺母在不发生明显塑性变形(即永久变形不超过规定值)的前提下,所能承受的最大轴向拉力。这项检测的核心目的在于验证螺母在实际服役过程中,当承受接近其极限载荷时,是否仍能保持原有的形状和螺纹功能,确保连接的完整性,防止因螺母失效(如过度变形、螺纹脱扣)而导致松动、断裂等严重事故。特别是在承受动载荷、冲击载荷或要求高可靠性的关键场合(如航空航天、桥梁建筑、重型机械、压力容器等),螺母保证载荷的检测更是不可或缺的质量控制环节。
螺母保证载荷检测的核心项目主要包括:
1. 保证载荷值测定: 这是最核心的项目,即施加规定的轴向拉力并维持一段时间后,检查螺母是否发生永久变形或断裂。
2. 永久变形量测量: 在施加保证载荷并卸载后,精确测量螺母的轴向高度变化。标准通常规定永久变形量不得超过规定限值(例如,对于符合ISO或GB标准的螺母,通常要求卸载后高度的永久变形量不超过0.12mm或其原始高度的0.5%)。
3. 螺纹完好性检查: 检测后,需检查螺母的螺纹是否出现损伤、脱扣或严重磨损等影响其旋合性能的缺陷。
4. 表面状况观察: 在加载过程中或卸载后,观察螺母表面是否有裂纹、扭曲或其他表面损伤。
进行螺母保证载荷检测主要依赖以下关键设备:
1. 万能材料试验机: 这是核心设备,要求具备精确的载荷控制和测量能力(精度通常需达到±1%或更高),以及稳定的位移控制或速率控制功能。试验机应配备用于拉伸螺母的专用夹具。
2. 专用螺纹芯棒(Test Mandrel): 芯棒是模拟螺栓的关键部件。其硬度必须远高于被测螺母(通常要求表面硬度≥45 HRC),尺寸公差和螺纹精度必须严格符合相关标准规定(如ISO 898-1中对螺栓性能等级的要求),保证与螺母的啮合状态真实可靠。芯棒的长度需足够长,确保其在加载过程中不发生弯曲。
3. 量具:
* 千分尺或精密数显卡尺: 用于精确测量螺母在加载前、后的高度(H),计算永久变形量。精度通常要求达到0.01mm或更高。
* 螺纹规/环规: 用于检测前后螺母螺纹是否通规,确认螺纹完好性。
4. 对中装置: 确保螺母、芯棒和试验机夹头的中心线对齐,避免偏心加载导致测量误差或意外损坏。
标准的螺母保证载荷检测流程如下:
1. 试样准备: 选择符合标准的代表性螺母样品。清洁表面,测量并记录螺母初始高度(H0)。
2. 安装试样: 将符合标准的螺纹芯棒旋入被测螺母(通常旋合长度等于螺母公称高度)。然后将螺母-芯棒组合体正确安装在万能材料试验机的上下夹头之间,确保良好对中。
3. 施加保证载荷: 以稳定的速率(通常为3 mm/min或按标准规定)对螺母施加轴向拉力,直至达到标准规定的保证载荷值(该值由螺母的规格、性能等级和材料决定,参考相应标准)。
4. 保载: 在达到规定保证载荷后,维持该载荷一段时间(通常为10秒或15秒,具体按标准要求)。
5. 卸载: 平稳、缓慢地卸除载荷至零。
6. 测量变形量: 从试验机上取下螺母(连同芯棒),小心旋出芯棒。再次测量螺母的高度(H1)。计算永久变形量 = H0 - H1。
7. 检查: 目视检查螺母螺纹是否有脱扣、损伤迹象;用螺纹规检查螺纹通规是否顺利通过;检查螺母表面是否有裂纹或其他损伤。
8. 判定: 根据标准要求进行判定。合格标准通常为:
* 在保载期间及卸载后,螺母未发生断裂。 * 螺母的永久变形量(H0 - H1)不超过标准规定的限值(如≤ 0.12mm 或 ≤ 0.5% H0)。 * 螺纹完好无损,能顺利通过通规。 * 无可见裂纹或其他影响使用的表面损伤。
螺母保证载荷检测必须严格遵循相关的国际、国家或行业标准。主要标准包括:
1. 国际标准:
* ISO 898-2: 《机械性能 第2部分:规定保证载荷值的螺母 粗牙螺纹》 - 这是最核心的国际标准,详细规定了保证载荷的计算方法、试验方法、要求及合格判定。
* ISO 898-6: 《机械性能 第6部分:规定保证载荷值的螺母 细牙螺纹》 - 针对细牙螺纹螺母。
* EN 20898-2: 欧洲标准,内容与ISO 898-2基本一致。
2. 中国国家标准:
* GB/T 3098.2: 《紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹》 - 等同采用ISO 898-2。
* GB/T 3098.4: 《紧固件机械性能 螺母 细牙螺纹》 - 等同采用ISO 898-6。
3. 美国标准:
* ASTM F606M / ASTM F606: 公制/英制《螺栓、六角螺钉和垫圈的机械性能试验方法》标准中也包含对螺母保证载荷试验的规定。
4. 行业或特定产品标准: 特定行业(如汽车、航空航天、核电)或特定产品(如高强度结构连接副、风电螺栓)可能还有更严格或补充性的检测标准和要求。
这些标准不仅规定了保证载荷的具体数值(基于螺母规格、性能等级如4, 5, 6, 8, 9, 10, 12等)、试验方法细节、芯棒要求、加载速率、保载时间,还明确了合格判定的具体准则(主要是永久变形量的限值)。进行检测时必须依据适用的最新有效版本标准。
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
证书编号:ISO9001-2024001
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