蠕变对螺栓有什么影响？螺栓蠕变

蠕变对螺栓有什么影响？螺栓蠕变

高温工况下，螺栓除了应力松弛，还会面临蠕变。蠕变是什么？对螺栓有什么影响？怎么选抗蠕变螺栓？这篇讲清楚。

一、蠕变是什么

蠕变是材料在恒定应力下，变形随时间持续增加的现象。和应力松弛的区别：松弛是"变形固定、应力下降"，蠕变是"应力固定、变形增加"。螺栓的实际情况介于两者之间：螺栓被固定伸长，材料蠕变表现为应力松弛；但螺栓的蠕变又会导致局部永久伸长。蠕变的三个特征：一是高温——温度越高蠕变越明显；二是时间——蠕变是时间相关的缓慢过程；三是应力——应力越大蠕变越快。高温设备的螺栓，蠕变和松弛叠加，预紧力衰减、螺栓永久伸长，是必须考虑的设计和维护因素。

二、蠕变对螺栓的影响

蠕变对螺栓的影响：一是预紧力衰减——蠕变导致应力松弛，高温螺栓预紧力随时间下降，泄漏、松动风险；二是螺栓永久伸长——蠕变变形不可恢复，螺栓拆卸后比原来长，强度下降，必须更换；三是螺纹变化——蠕变使螺纹牙变形，拆卸困难、再装配精度差；四是寿命——蠕变到一定程度，螺栓失效。判断螺栓是否发生蠕变的标志：拆卸时发现螺栓"变长了"、螺纹段变形、预紧力反复复紧也保不住。高温螺栓按运行时间管理，到寿更换，就是防蠕变断裂。

三、怎么选抗蠕变螺栓

抗蠕变螺栓的选材原则：一是耐热钢——含铬、钼、钒的合金钢，在高温下保持强度和抗蠕变能力；二是奥氏体不锈钢——304、316的高温蠕变性能优于碳钢，但热膨胀系数大；三是镍基合金——超高温用镍基合金，成本高，用于关键高温件；四是合金钢调质——调质处理获得良好的高温综合性能。选型依据：按工作温度、压力、介质查标准，比如锅炉法兰螺栓按温度选材。采购高温螺栓时，材质证明和高温性能数据要齐全。

四、高温螺栓的使用管理

高温螺栓的使用管理：一是预紧力管理——装配时按设计预紧力拧紧，留蠕变松弛余量；二是复紧制度——运行初期复紧、周期复紧，复紧扭矩记录；三是监测——扭矩巡检、泄漏监测、螺栓伸长测量；四是更换周期——高温螺栓按运行时间管理寿命，比如锅炉高温螺栓有明确的检验更换制度；五是检修评估——大修时检查高温螺栓，超标的更换；六是配套——高温螺栓配耐高温螺母垫圈、涂高温防咬合剂。高温螺栓是"消耗件"，按寿命管理，别等断裂。

五、蠕变相关的实际建议

实际建议：第一，设计选材——高温工况必须选耐热钢或相应高温材料，不能省材料钱；第二，装配——按设计预紧力，用扭矩法或拉伸法，别凭手感；第三，运行管理——建立高温螺栓台账，到寿更换；第四，检修——检查伸长量、螺纹状态、金相，关键高温螺栓做无损检测；第五，失效处理——高温螺栓断裂，断口分析确认是否蠕变断裂，改进选材和工艺。蠕变是高温螺栓的"寿命计数器"，管好它，高温设备的安全才有保障。

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