引言

螺栓连接很常见，在压力容器中，一般把M36以上的螺栓作为主要受压元件[1]，而小于M36的螺栓在检查时容易疏忽，在检验工作中常发现各种问题，给现场安装和使用带来 较多不便，甚至影响到安全方面。对于紧固件知识的梳理，掌握紧固件的常用知识，能更好的服务工作，提升效益，增加安全度。

1、把合螺栓、螺母等级划分及匹配

1.1螺栓螺母等级划分

把合用螺栓强度等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等9个等级[2]，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称 为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。一个螺栓螺母的配合统称螺纹连接副，等级也是对 一个连接副来说的。螺母的强度性能等级按GB/T3098.2-2015《紧固件机械性能螺母》分为7个强度性能等级。

1.2螺栓副的匹配

对于螺栓螺母的匹配问题，在DL439-2016《火力发电厂金属技术监督规程》，其中3.5条要求：螺母材料强度宜比螺栓材料低一级，硬度值低20HBW～50HBW，而濮良贵老 师编的《机械设计》P83页则有：“选用时，需注意所用螺母的性能等级应不低于与其相配的螺栓的性能等级”。不同的文献有不同的说法，对于选配，一般可以从以下几个方面考量：

（1）在选材时取用强度硬度不同等的两种材料，是为了保护硬度高的一方在过载时候不会破坏；

（2）如果螺母失效，产生的是破裂损坏，检查时容易被发现，避免留下安全隐患。而螺栓失效则是被拉长甚至拉断，此时的失效，可能难以被检查出来，留下安全隐患；

（3）螺栓的更换要比螺母烦琐，在超载时候以考虑保护螺栓为主，这样兼顾到经济性和方便性；考虑到经济性及失效后的危险性程度，对于螺栓螺母的配合，应以保护螺栓为优先选取方案。

2、材质的选用

生产螺栓螺母所采用的材料一般是根据对螺栓螺母的要求来决定的，如要求连接件耐腐蚀，螺栓螺母就得采用耐腐蚀的各类不锈钢来制作。普通螺栓常用普通碳素结构钢来制造，如Q235、Q345。严格一点的场合对普通螺栓的材料也有国家的要求。如：普通螺栓材质应符合GB/T700-2006《普通碳素结构钢技术条件》标准中Q235A钢。桥梁、车辆等受力很大的场合就要使用高强度螺栓。高强度螺栓常用材料可以参见GB/T3077-2015。

3、螺栓、螺母入厂检验的要求

3.1检验项目

资料审查主要有：原材料质量证明书、检测报告（如磁粉探伤、硬度、机械性能、化学成分）、热处理报告等。对于批量生产的螺栓，可进行强度抽检，取样标准可按GBT90.1-2002《紧固件验收检查》执行。特别注意对于高强螺栓、螺母，应做到100%强度复验检查以及表面的磁粉探伤，化学成份的分析，高温合金螺栓使用前必须100%光谱复查， M32以上的高温合金钢螺栓使用前必须100%做硬度检查和超声检测[3]。

3.2检验方法

对于螺栓具体的机械性能检验，在GBT3098.1-2010中做出了明确的规定。第7节给出了规定性能等级的紧固件，在环境温度下应符合表3～7规定的机械和物理性能；第8 节为检验紧固件是否符合表3～7的规定，提供了可适用的试验方法，其中当需方要求交付包括试验结果的报告（特殊订单）时，需方应按第9节的规定，并从标准中的表8～表 13中选取试验方法。由需方规定的特殊试验，应在订货时协议；第9节对各种试验的试验适用范围、试验程、试验结果进行了详尽的说明，而在GBT3098.2-2015中对所适用的螺母性能及检验方法进行了详尽说明。对于不同行业的特殊要求，可以参考相应的标准中对紧固件的单独要求。

4、螺纹结合的精度

螺纹公差带是牙型公差带，以基本牙型的轮廓为零线，沿着螺纹牙型的牙侧、牙顶和牙底分布，并在垂直于螺纹轴线方向来计量大、中、小径的偏差和公差。公差带由其相对于基本牙型的位置要素和大小因素两部分组成。内、外螺纹的公差带位置是指公差带相对于零线的距离，它由基本偏差确定。基本偏差是两个极限偏差中的一个，GB197-2018《普 通螺纹公差》规定外螺纹的上偏差（es），和内螺纹的下偏差（EI）为基本偏差。根据装配和容纳镀层等不同要求，对外螺纹规定了四种基本偏差，其代号为e、f、g、h，对内螺 纹规定了两种基本偏差，其代号为G、H，其中H、h的基本偏差为零，G为正值，e、f、g为负值。

4.1螺纹的旋合长度和精度等级

螺纹的旋合长度是和精度等级相关的一个因素[4]，标准将旋合长度分为三组：短旋合长度（S）、中等旋合长度（N）、长旋合长度（L）。螺纹的精度等级是由螺纹公差带和螺纹的旋合长度两个因素决定的。标准将螺纹的精度等级分为精密级、中等级和粗糙级三种。一般以中等旋合长度下的6级公差等级作为中等精度，精密和粗糙都是相比较而言。螺纹的精度与公差等级在概念上是不同的。同一公差等级的螺纹，若它们的旋合长度不同，则螺纹的精度不同。

4.2螺纹的公差带及其选用

根据使用场合，螺纹的公差精度分为三级：精密、中等、粗糙。宜优先按表1和表2的规定选取螺纹公差带。除特殊情况外，其他公差带不宜选用。如果不知道螺纹旋合长度的 实际值，推荐按照中等旋合长度选螺纹公差带。公差带优先选用顺序为：粗字体公差带、一般字体公差带、括号内公差带。带方框的粗字体公差带用于大量生产的紧固件螺纹。表 1的内螺纹公差带能与表2的外螺纹公差带形成任意组合。但是为了保证内、外螺纹间有足够的螺纹接触高度，推荐完工后的螺纹零件宜优先选用H/g、H/h或G/h配合，对工程直径小于和等于1.4mm的螺纹，应选用5H/6h、4H/6h或更精密的配合。

4.3螺纹的检验

内螺纹的尺寸及精度检验可以使用塞规，外螺纹的尺寸及精度检验使用环规。塞规及环规在使用前应经相关检验计量机构检验计量合格后才可使用，使用时应注意被测螺纹公差等级及偏差代号与环规标识公差等级、偏差代号相同。对于塞规的使用：首先是用止端检验，清理干净被测螺纹油污及杂质，然后把塞规止端与被测螺纹对正，用大母指与食指转动塞规，旋入螺纹长度在2个螺距之内为合格，否则判为不合格品；对于塞规通端，在清理干净被测螺纹油污及杂质后，对正螺纹，用大母指与食指转动环规，使其在自由状态下旋合通过螺纹全部长度判定合格，否则以不通判定。需要注意事的是，在用量具应在每个工作日用校对塞规计量一次。

经校对塞规计量超差或者达到计量器具周检期的环规，由计量管理人员收回作相应的处理措施。而对于可调节螺纹环规经调整后，测量部位会产生失圆，此现象由计量修复人员经 螺纹磨削加工后再次计量鉴定，各尺寸合格后方可投入使用，环规的使用与塞规相似。报废环规应及时处理，不得流入生产现场。

5、结束语

虽然螺栓螺母的加工制造已经标准化程度很高，相关标准、规范、资料很齐全，但是在厂家实际生产过程中仍然存在各种问题，而且有些问题牵涉比较多方面，需要兼顾；然而因为制造厂的设计人员有时将注意力集中在设备的主要部件上了，容易对螺纹副的选用、回厂复验等环节放松警惕，易出现各种问题。所以，虽然看似很简单的部件，在检验工作中，仍需要进行特别关注。基于对细节的关注，才能对设备本体的有效监控，以确保制造厂加工制造的设备产品，符合相关采购合同、技术协议以及相关标准要求，生产出格产品。

参考文献

[1]王国栋,徐尚超,王先强,等.螺纹紧固件工程应用研究[J].机械制造,2020,58(2):67-69.

[2]轩留永,方志利,罗跃辉,等.拖拉机紧固件选用的讨论[J].拖拉机与农用运输车,2020,47(1):12-13.

[3]牛小翠.压力容器设计中螺栓(柱)和螺母的正确选用[J].化工机械,2019,46(6):611-614.

[4]王晓凌.高强度紧固件使用方法探讨[J].机械工业标准化与质量,2019(5):52-55.

[5]周俊波.剪切载荷下单/双螺栓连接结构的松动机理研究[D].成都:西南交通大学,2019.

[6]张继伟.汽车螺纹连接结构防松性能提升及多目标优化设计[D].武汉:武汉理工大学,2019.

[7]高岩.高端紧固件紧固工艺技术研究[D].大连:大连理工大学,2016.

[8]张同玲.和谐2型机车紧固件的选用及防松措施[J].科技创新与生产力,2016(1):80-82.

[9]王赓.微车高强度螺栓防松性能的研究及分析[D].武汉:武汉理工大学,2015.

[10]陈晓东.紧固件横向振动试验台的研究与设计[D].武汉:武汉理工大学,2015.

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