高強度螺栓的使用壽命受哪些因素影響?

高強度螺栓的使用壽命受多種因素影響。

首先是金屬流線,其在頭桿結合部位、螺牙部位以及光桿與螺紋過渡部位的分布,會影響疲勞強度。合理的金屬流線應與頭部變形形狀基本一致,流暢、連續平滑,并沿軸線分布對稱。金屬流線的形成取決于內在條件,即金屬內存在化合物、雜質和鍛造結晶時的偏析等,以及外在條件,即金屬沿某一方向有足夠大的變形程度。金屬流線不合理會降低高強度螺栓頭部承載力,導致斷頭。

其次是防銹處理。常見方法包括氧化發黑,在螺栓表面形成保護膜并噴防銹油;電鍍層,如鍍鋅、鍍鎳、鍍鉻等,將活性較差的金屬元素鍍在螺栓表面,隔開與外界接觸;還有環境因素,避免螺栓長期與水或化學物質接觸,保持使用環境干燥,定期噴防銹油。

再者,重復使用次數也會影響高強度螺栓的壽命。一般來說,建筑行業標準規定使用后拆卸下再次使用不得超過兩次。扭矩法緊固時,重復擰緊會因摩擦表面磨光、銹蝕、潤滑、溫度、濕度等因素導致扭矩系數下降,從而影響預緊力控制。轉角法緊固時,重復使用會使螺栓擰緊能力下降,預緊力難以精確控制。

另外,螺栓疲勞強度還受多種因素影響。比如改善螺紋牙間載荷分布不均狀況,如采用懸置螺母、環槽螺母等;降低螺栓應力幅,可降低螺栓剛性或增大凸緣剛性;減小應力集中,加大過渡處圓角、改用退刀槽等;采用合理的制造工藝,如擠壓法制造、冷作硬化等。

最后,在風力發電機塔筒法蘭與基礎環連接處,由于塔筒振動與風荷載作用,高強度螺栓應力集中程度高,容易導致疲勞失效??赏ㄟ^建立力學模型與有限元分析,考慮外環境因素,計算疲勞壽命。

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