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    你如何看待緊固件的失效

    發表時間:2020-4-4 9:31:55  作者:三圓  來源:三圓  瀏覽量:1260

    任何一個工程零件、組件或機器都有其有限的使用壽命,即使是經過精確設計的產品,恐怕最終也會壽終正寢。緊固件作為一種非常普通的工業產品,沒有什么不同,在很多應用中,當緊固件出現意外的失效或是過早出現失效時,這才是真正應該注意的問題。那么,究竟有哪些原因會導致這類失效問題的發生呢?更重要的是,該如何使風險降到最低,或者說該如何使緊固件的使用壽命最大化?

    對于緊固件的失效模式來說,常??梢詺w納為以下幾大類:


    1. 由于安裝問題引起的失效

    緊固件尤其是螺紋類緊固件,在接頭處具備一定的預緊力是防止緊固件連接發生松脫的最有效辦法,而預緊力需要在安裝時,通過安裝工具的扭力輸入來實現。如果安裝扭力控制不好的話,就會存在過度擰緊或擰的不夠緊這兩種問題。過度擰緊,將會造成緊固件的載荷超過其屈服點,這對于連接來說是非常危險的,因為如果在安裝時沒有因過載而發生螺紋剝落,那么在不久的將來,也將發生失效,而且這種失效是安裝時是無法通過目測發現的。擰的不夠緊,則無法達到預緊力要求,發生松脫是遲早的事情。

    2. 由于選用問題引起的失效

    不適合的接頭設計或不恰當的緊固件選用,往往也是導致緊固件失效的重要原因。接頭設計不合理會引起接頭連接處緊固件上的載荷不適,進而導致后期緊固件連接發生松脫,或是緊固件連接的母板材料發生失效。在接頭設計或緊固件的選用過程中,有時因為過于關注緊固件的直徑、長度、數量分布以及空氣動力學等問題,而沒有把重心側重在這些特征如何引起失效上。此外,更重要的一個因素就是關于緊固件材料的選擇,它始于對緊固件的強度要求,同時又需要考慮應用環境,如腐蝕、極端溫度等,以及緊固件材料與被連接材料之間的兼容性問題。

    3. 緊固件自身質量問題 緊固件的質量問題,在大多數情況下要歸結于緊固件的原材料問題或是在緊固件的生產過程中對于材料的處理問題。因為是材料本身決定了緊固件的性能,因此不合格的材料或過程處理是導致后期緊固件失效的根源所在。

    以上三大類原因非常常見于各類失效分析中,前兩條安裝和選用往往是最容易被關注的地方,而緊固件自身質量問題往往所占比重不大,我想這很大程度上是因為航空制造中會指定某一產品的制造商范圍,以便于實現質量管控。

    如前面所提,緊固件作為一種非常普通的工業產品,沒有什么不同,它與其它工業產品的共同特點就是:制造得越好,性能就越好。在整個緊固件的生產制造過程中,還是存在一些因素會左右產品的質量。

    在熱處理的過程中,淬火和回火處理是鋼制緊固件最常見的工藝之一。如果淬火后缺少回火處理,可能會導致淬火裂紋,進而引起緊固件過早失效或比正常使用壽命短。

    在打頭過程中,最重要的是控制金屬晶粒的流向,尤其是緊固件頭部與桿部交界的地方,急劇變化的直徑可能會導致應力集中,這可能會使緊固件在安裝過程中容易發生頭部折斷的問題。

    緊固件往往需要表面涂層來抵御惡劣應用環境的影響,因此表面處理環節不可缺失。在緊固件的表面施加鍍層或涂層是比較常見的處理方式。大多數的鍍層處理都是通過電解原理完成的,該過程會產生氫,這就是緊固件后期發生氫脆問題的根源。因此,在緊固件表面處理環節,需要進行必要的烘培處理來防止氫脆的發生。

    最后,就是關于緊固件的替代件或加大件的使用。如果需要對緊固件進行拆卸等操作,必須注意防止對周圍結構和緊固件安裝孔的損害,因為這是導致使用加大件的主要原因。而對替代件的選擇,應該嚴格遵照飛機緊固件的標準,替換緊固件的強度、直徑和防腐特性都應該不低于原始緊固件的特性,這樣才能達到使載荷順利通過飛機結構的要求。

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