Ние подсъзнателно мислим, че колкото по-висока е здравината на един болт, толкова по-малка е вероятността той да се счупи. Това обаче не е така-напротив,високо{0}}здрави болтовесе чупят по-често от обикновените болтове и има основна логика зад това явление.
Първо, трябва да изясним ключов принцип: колкото по-висока е якостта на болта, толкова по-висока е неговата твърдост (те са в положителна корелация); докато колкото по-висока е твърдостта, толкова по-лоша е якостта (те са в отрицателна корелация). Това означава, че високо{1}}здравите болтове имат ниско удължение. Ако напрежението надхвърли границата, те директно ще претърпят крехко счупване, вместо първо да се деформират значително като обикновените болтове, преди да се повредят. По-важното е, че болтовете с висока -якост се използват по своята същност при сценарии с високо-натоварване и са проектирани да отговарят на диапазона на техните механични свойства. Ако действителното напрежение надхвърли границата поради неправилна работа или необичайни работни условия, има вероятност да настъпи счупване. За среда с ниско{8}}натоварване могат да се използват обикновени болтове за контролиране на разходите, така че няма нужда от-високоякостни болтове-което е основната причина, поради{-високоякостните болтове се чупят по-често.
Конкретните причини за-счупването на болта с висока якост включват главно следните категории:
1. Счупване на сглобката от претоварване
Същността на закрепващите болтове с висока-якост е да направят болта опън чрез затягане на гайката, за да генерира определеното предварително натоварване (заключваща сила), вместо „въртене и натискане на резбата в опашния край на болта“. Неговият въртящ момент на затягане има ясни стандартни параметри, обикновено контролирани на около 75% от границата на провлачване на материала на болта-този въртящ момент може да накара болта да произведе лека еластична деформация, а обратното напрежение, генерирано от деформацията, е предварителното натоварване. Ако моментът на затягане надвишава стандартния диапазон, болтът ще понесе прекомерно натоварване на опън, което директно ще причини счупване от претоварване.
Контролът на въртящия момент на затягане изисква три условия: разумен -дизайн на монтажния процес на място, прецизни инструменти за монтаж (като динамометрични ключове, множители на въртящия момент) и оператори, които са преминали официално обучение преди да постъпят на работа (те трябва да могат точно да четат и задават параметрите на инструмента). Трябва да се отбележи, че динамометричните ключове с различни нива на точност имат различни допуски, обикновено ±4%10% (не 20%). Само когато условия като захранване и въздушно налягане са стабилни и инструментът е в рамките на периода на валидност на калибрирането, толерансът няма да причини риск от счупване; ако толерансът надвишава обхвата, има вероятност да възникне неправилен въртящ момент.
2. Счупване, причинено от колебания в коефициента на триене
Когато наболт и гайканишките се захващат, коефициентът на триене ще повлияе на действителното предварително натоварване-дори ако е зададен същият въртящ момент, колебанията в коефициента на триене ще причинят разсейване на предварителното натоварване. Ако коефициентът на триене не се вземе изцяло предвид и се разчита само на параметрите на въртящия момент, има вероятност да възникне недостатъчно предварително натоварване или претоварване: когато коефициентът на триене е твърде голям, предварителното натоварване е твърде малко при същия въртящ момент (което може да доведе до разхлабване); когато коефициентът на триене е твърде малък, предварителното натоварване е твърде голямо при същия въртящ момент (което може да причини счупване).
В промишлени сценарии често срещана причина за намален коефициент на триене е неоторизирано смазване: някои фабрики прилагат талк на прах, обикновено смазочно масло и т.н. върху резбите на болтовете за удобно сглобяване. Въпреки че това може да намали триенето и да улесни завинтването, то значително ще намали коефициента на триене, което ще доведе до предварително натоварване, което далеч надвишава стандарта при същия въртящ момент и в крайна сметка ще доведе до счупване. Правилният подход е да се използват специализирани смеси против захващане (които трябва да съответстват на материала на болта) вместо произволни смазочни среди.
3. Уморна фрактура
Счупването от умора е най-скритият начин на повреда на-болтовете с висока якост-няма очевидни признаци преди счупването и може да възникне внезапно по време на статични или работни условия. Освен това местоположението на счупването е концентрирано най-вече в зоните на концентрация на напрежението, като преходното филе между главата и стеблото и корена на резбата.
Основната причина за този тип счупване е „използване над границата на умора“: въпреки че високо{0}}здравите болтове имат висока добавена стойност, някои предприятия ще ги използват повторно за неопределено време, за да спестят разходи. Когато броят на употребите или променливото понесено натоварване превиши тяхната граница на умора, вътре в болта постепенно ще се образуват микропукнатини, което в крайна сметка ще доведе до счупване поради умора. Следователно е много необходимо да се провеждат цялостни редовни проверки на болтове с висока -якост (като проверка с магнитни частици, ултразвуково изпитване), а не „рядко необходимо“.
4. Счупване поради недостатъчно затягане
Изглежда, че болтовете, които "не са напълно затегнати", няма да понесат напрежение, но всъщност счупванията могат да бъдат причинени от хлабината, генерирана от разхлабването. Например: когато две сондажни тръби са свързани с високо{1}}здрави болтове за пробиване надолу в земята, ако болтовете не са напълно затегнати, ще има голямо разстояние. Когато високият въртящ момент при пробиване се предава през сондажните тръби, хлабината ще накара болтовете да поемат допълнителна сила на срязване и променлива сила на удара-тези сили далеч надхвърлят проектирания диапазон на лагеруване наболтове, което в крайна сметка води до счупване. По същество един недостатъчно затегнат болт ще се промени от „елемент на опън“ в „елемент на срязване и удар“, като се проваля, защото надвишава своя-носещ тип.
5. Счупване, причинено от проблеми с качеството
Некачествените материали или процесите на топлинна обработка са придобити проблеми с качеството и преки причини за счупване:
Нестандартни материали: Използване на марки стомани, които не отговарят на изискванията (като замяна на легирана структурна стомана с обикновена въглеродна стомана), или материалите имат присъщи дефекти като примеси и пукнатини;
Нестандартни процеси на топлинна обработка: Отклоненията в параметри като температура на закаляване и време на темпериране ще доведат до неквалифицирани механични свойства на болтовете (като висока твърдост, но изключително ниска якост).
Такива проблеми могат да бъдат напълно решени чрез стриктно контролиране на доставката на материали (проверка на сертификатите за материали), производствените процеси (мониторинг на процесите на термична обработка) и фабричните инспекции (тестване на механичните свойства).
