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    不銹鋼螺栓咬死問題的解決措施

    發表時間:2020-2-27 9:31:55  作者:三圓  來源:三圓  瀏覽量:100


    不銹鋼螺栓具有穩定的機械性能,好看,耐蝕性等特點,它是一種常見的螺栓制作材料。但由于其材料特性,不銹鋼螺栓螺紋連接咬死問題很常見。一旦出現咬死現象,一旦出現咬死現象就需要破除螺母或者截斷螺栓暴力拆除,嚴重影響設備維修和不銹鋼螺栓的重復使用。本文分析、總結本公司在工程應用中大量使用304不銹鋼螺栓存在的咬死問題,經研究其咬死的原理,提出了一個有效,方便,環保的解決方案。


    1,不銹鋼螺栓材料的特性及鎖緊原因

    不銹鋼是不銹耐酸鋼的簡稱,耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質或具有不銹性的鋼種稱為不銹鋼;而將耐化學腐蝕介質(酸、堿、鹽等化學浸蝕)腐蝕的鋼種稱為耐酸鋼。由于不銹鋼的其特性,不銹鋼螺栓所以廣泛用于防腐蝕場合的需求。常用的304 不銹鋼螺栓標準成分是18%鉻加8%鎳,屬于奧氏體不銹鋼,這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性、耐蝕性能和無磁或弱磁性,在氧化性和還原性介質中耐蝕性均較好。304不銹鋼綜合性能最好,具有足夠的強度和優異的可塑性,但其含鎳較多,因此材質堅韌、粘性較強,特別是同一材質制成的螺栓、螺母在安裝時容易咬死。

    不銹鋼螺栓咬死就像冷熔過程,主因是螺栓擰緊時摩擦產生瞬間高溫導致金屬熔合而產生沾黏現象。不銹鋼材料表面在受損傷后會繼而產生一層較薄的氧化層來防止進一步銹蝕,當不銹鋼螺栓被鎖緊時,牙紋間所產生的壓力與熱量會破壞這一氧化層,使得金屬螺紋間發生阻塞或剪切,進而發生沾黏現象,隨著螺栓鎖緊,受力增大,最終使不銹鋼緊固件完全咬死,無法拆下,通常這一系列的阻塞→剪切→黏著→鎖死的一連串動作就發生在短短幾秒鐘內;同時,不銹鋼的黏性在使用時產生的鋼屑易粘于螺母牙型處,增加了摩擦力,隨著克服摩擦力的擰緊力逐步增大,這種咬死現象進一步加劇,特別是同類不銹鋼緊固件之間更容易發生咬死現象。


    2,不銹鋼螺栓咬死的解決方案介紹

    可以從上述分析可以看出,不銹鋼螺栓咬死后只能破壞性暴力拆卸,費時費力,且不經濟,因此做好預防不銹鋼螺栓咬死的工作尤為重要。

    2.1 常用預防不銹鋼螺栓咬死的措施

    (1)選用不同材質的螺栓與螺母進行配合。在防腐要求高的場合,使用201螺母無法滿足防腐需求;在緊固強度要求高的場合,因316不銹鋼材質較軟,其無法滿足高強度需求。
    (2)改善緊固件本身性能,如在緊固件螺紋上增加覆膜,以防止咬死,但該種方法成本較高,目前很少使用。
    (3)螺紋涂抹潤滑劑,如二二硫化鉬、黃油等,涂抹應均勻,且充滿螺紋牙底,覆蓋螺栓頭長度(10~15)mm。工程實踐之后,這種方法只能在第一不銹鋼螺栓鎖的作用,是大概率擦傷時再鎖,使用潤滑油的污染嚴重,不能被用來凈化環境發揮。
    (4)緊固作業時,應先用手將螺母或螺栓旋入(2-3)扣絲,然后再用扭力扳手或套簡扳手進行旋緊,緊固應用力均勻,擰緊方向垂直于螺栓軸向,盡量不使用活扳手或電動、氣動扳手。該方法是低效率的,勞動密集型的,尤其是當有突出的大量的不銹鋼螺栓。
    (5)經過工程應用,以上幾種預防措施在一定程度上可以防止不銹鋼螺栓的咬合,但也有很大的局限性,不利于推廣應用,因此有必要研究一種普遍適用的預防措施。

    2.2 新的解決措施

    聚四氟乙烯在原子能、國防、航天、電子、電氣、化工、機械、儀器、儀表、建筑、紡織、金屬表面處理、制藥、醫療、紡織、食品、冶金冶煉等工業中廣泛用作耐高低溫、耐腐蝕材料,絕緣材料,防粘涂層等,使之成為不可取代的產品。
    這種材料具有一系列優良的使用性能:①耐腐蝕。優良的化學穩定性、耐腐蝕性(能耐雨水和一切有機溶劑),是當今世界上耐腐蝕性能最佳材料之一,因此得“塑料王”的美稱。②耐高低溫性:對溫度的影響變化不大,溫域范圍廣,可使用溫度-190~260℃。③自潤滑性:具有塑料中最小的摩擦系數,是理想的無油潤滑材料。④不粘附——是固體材料中最小的表面張力,不粘附任何物質。⑤無毒害。具有生理惰性,對人沒有毒性。⑥耐大氣老化性。長期暴露于大氣中,表面及性能保持不變。⑦防水性。密度較大,為2.1~2.3 g/cm3,幾乎不吸水。


    經過研究聚四氟乙烯所具有的特性,發現其多種特性可用于防止不銹鋼螺栓的咬死。選取在工程中用于暖通和給排水管道連接處密封的聚四氟乙烯帶(俗稱“生料帶”)進行試驗。生料帶具有取材方便,價格低廉,使用便捷等特點。用生料帶順著螺栓鎖緊方向在不銹鋼螺栓螺紋處纏繞適當厚度,從而避免不銹鋼螺栓鎖緊時與螺母直接接觸,防止螺紋表面受損。同時,利用其具有的自潤滑性和表面不黏性,防止不銹鋼螺栓緊固中阻塞→剪切→黏著→咬死過程的發生。聚四氟乙烯具有“冷流性”,即材料制品在長時間連續載荷作用下發生的塑性變形(蠕變)。利用這個特點,不銹鋼螺栓初次緊固時螺紋間所產生的壓力可使聚四氟乙烯充填不銹鋼螺栓螺紋表面和螺紋間的空隙,達到類似覆膜的效果,提高螺紋表面光滑度。即使拆卸過程中纏繞的生料帶脫落,其表面填充的聚四氟乙烯依然可以起到一定的潤滑作用,使得不銹鋼螺栓可重復使用。

    聚四氟乙烯的耐腐蝕特性也符合不銹鋼螺栓要求防腐的使用場合,其不吸水的特性還可保護螺栓螺紋不受潮濕環境影響,且使用聚四氟乙烯材料不會產生污染,也對緊固螺栓的工具沒有特殊要求。

    3, 結論

    不銹鋼螺栓緊固過程中由于摩擦力產生的熱量是導致螺紋損傷、咬死的主要原因,而螺栓咬死嚴重影響了設備維修和螺栓的重復使用。為了避免不銹鋼螺栓咬死問題,應當采取適當的預防措施。本單位對在設備安裝、維修工作中出現的不銹鋼螺栓咬死問題采取了一種新的預防措施,即不銹鋼螺栓緊固前在螺紋連接處纏繞生料帶。通過本單位大量工程實際應用,證實此方法可以有效解決不銹鋼螺栓咬死問題,且具有成本低、操作便捷、原材料易取、無污染等優勢,適宜推廣應用。

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