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緊固件緊固程度檢測

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發(fā)布時間：2025-08-24 01:23:49 更新時間：2025-08-23 01:23:50

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作者：中科光析科學技術(shù)研究所檢測中心

緊固件緊固程度檢測：保障連接安全的關鍵環(huán)節(jié)

在現(xiàn)代工業(yè)制造、機械裝配、航空航天、軌道交通、汽車制造以及建筑結(jié)構(gòu)等領域，緊固件作為連接各部件的核心元件，其緊固程度直接關系到整個設備或結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性和使用壽命。緊固件若未達到規(guī)定的預緊力，可能導致連接松動、振動加劇、部件脫落甚至引發(fā)重大安全事故；而過度緊固則可能造成螺栓塑性變形、斷裂或被連接件損傷，同樣帶來不可忽視的安全隱患。因此，對緊固件的緊固程度進行科學、精準、高效的檢測，已成為質(zhì)量控制流程中不可或缺的一環(huán)。緊固程度檢測不僅涉及對預緊力、扭矩、轉(zhuǎn)角、螺栓伸長量等關鍵參數(shù)的測量，還需結(jié)合實際工況選擇合適的檢測儀器與方法，并嚴格遵循國家或國際標準，以確保檢測結(jié)果的可比性與權(quán)威性。隨著智能制造與工業(yè)4.0的發(fā)展，緊固件檢測技術(shù)正朝著自動化、數(shù)字化、智能化方向演進，為實現(xiàn)全過程質(zhì)量追溯與閉環(huán)管理提供有力支撐。

緊固件緊固程度檢測項目

緊固件緊固程度的檢測通常涵蓋以下幾個核心項目：

預緊力檢測：指螺栓在擰緊后所產(chǎn)生的軸向拉力，是衡量連接可靠性的最直接指標。
扭矩檢測：擰緊過程中施加的旋轉(zhuǎn)力矩，常用于間接控制預緊力。
轉(zhuǎn)角法檢測：通過測量螺栓從初擰到終擰過程中的旋轉(zhuǎn)角度，評估緊固程度。
螺栓伸長量檢測：直接測量螺栓在受力后產(chǎn)生的伸長量，用于計算預緊力。
應力-應變分析：通過高精度傳感器獲取螺栓受力狀態(tài)，分析其彈性變形行為。

常用檢測儀器

為實現(xiàn)高精度緊固程度檢測，工業(yè)界廣泛采用以下幾類專業(yè)儀器：

數(shù)字扭矩扳手：可設定目標扭矩值，達到設定值時自動報警，適用于現(xiàn)場快速檢測。
扭矩-轉(zhuǎn)角檢測儀：同步記錄扭矩與旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)，適用于轉(zhuǎn)角法緊固工藝的驗證。
超聲波螺栓伸長檢測儀：利用超聲波測量螺栓長度變化，實現(xiàn)非接觸式預緊力評估。
應變片式傳感器：在螺栓表面粘貼應變片，實時監(jiān)測軸向應變，計算預緊力。
拉伸試驗機+專用夾具：用于實驗室環(huán)境下對螺栓進行拉伸測試，精確測定屈服強度和預緊力。
智能擰緊系統(tǒng)（如PLC控制擰緊機）：集成傳感器、控制器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)全過程自動化監(jiān)控。

主流檢測方法

緊固件緊固程度的檢測方法主要分為直接測量法與間接推算法，具體包括：

扭矩-轉(zhuǎn)角法（T-A Method）：先以較低扭矩預緊，再按指定角度繼續(xù)擰緊，適用于高精度連接，如發(fā)動機缸蓋螺栓。
扭矩控制法（T-Control Method）：通過設定目標扭矩進行擰緊，適用于大多數(shù)常規(guī)工況，但受摩擦系數(shù)影響較大。
螺栓伸長法（Elongation Method）：通過測量螺栓實際伸長量計算預緊力，精度高，常用于關鍵結(jié)構(gòu)件。
超聲波檢測法：利用超聲波傳播時間差測量螺栓長度變化，實現(xiàn)非破壞性、高精度檢測。
應變片法（Strain Gauge Method）：在螺栓表面貼附應變片，實時采集應變數(shù)據(jù)，通過胡克定律反推預緊力。

主要檢測標準

為確保檢測結(jié)果的規(guī)范性與國際通用性，各國及行業(yè)組織制定了相關標準。以下為部分常用標準：

ISO 898-1:2013《Mechanical properties of fasteners — Part 1: Bolts, screws and studs》——規(guī)定了螺栓的機械性能、測試方法與驗收要求。
ISO 16047:2017《Fasteners — Determination of the clamping force of assembled joints using ultrasonic method》——明確超聲波測量預緊力的技術(shù)規(guī)范。
ASME B18.2.1-2019《Square and Hex Bolts and Screws》——美國機械工程師協(xié)會標準，涵蓋螺栓尺寸與性能要求。
GB/T 3098.1-2010《緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱》——中國國家標準，等效采用ISO 898-1。
GMW15878《Torque Control and Validation》——通用汽車公司制定的扭矩控制與驗證標準，廣泛應用于汽車制造。
DIN 65135（德國標準）——針對螺栓連接的安裝與檢測流程提出詳細要求。

在實際應用中，企業(yè)應根據(jù)產(chǎn)品類型、使用環(huán)境、安全等級及客戶要求，選擇合適的檢測項目、儀器與方法，并嚴格遵循適用標準，建立完善的檢測記錄與追溯體系，從而確保緊固件連接的安全性與可靠性。