8萬噸乙醛裝置螺栓斷裂失效分析

龐 勃，李廷取*，畢學(xué)文

(1.吉林化工學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 吉林 132022;2.吉林石化公司電石廠 丙烯酸酯車間，吉林 吉林132022)

螺栓連接是目前鋼架結(jié)構(gòu)的主要連接方式，高強度螺栓是繼鉚接、焊接之后發(fā)展起來的一種鋼結(jié)構(gòu)連接形式.它具有施工簡單、可拆卸、承載大、耐疲勞、較安全等優(yōu)點.因此，高強度螺栓連接已發(fā)展成為鋼結(jié)構(gòu)工程安裝的主要手段［1］.某單位8萬噸乙醛裝置由35 m高的鋼架結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中位于26.5 m位置的鋼結(jié)構(gòu)連接螺栓常發(fā)生斷裂，斷裂位置發(fā)生在螺桿和螺帽過渡處.此次我們拿到的連接螺栓斷裂失效件其材料為35CrMoA鋼，規(guī)格為M24×90 mm，螺栓力學(xué)性能4.8級.35CrMoA鋼為高強度螺栓用鋼，由于其化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù))中含有 0.80 ～ 1.10%Cr、0.15 ～0.25%Mo，因而具有較高的淬透性和良好的強韌性［2-3］，

為了分析螺栓的斷裂原因，對斷裂螺栓的斷口形貌、化學(xué)成分、金相組織以及硬度進行分析測試，并給出相關(guān)的改進建議.

1 理化檢驗

1.1 化學(xué)成分分析

標準35CrMoA材質(zhì)和乙醛裝置斷裂失效的35CrMoA螺栓化學(xué)成分對比如表1所示，失效螺栓化學(xué)成分在斷裂螺栓上截取試樣，采用電感耦合等離子光譜儀(ICP)進行主要元素的化學(xué)成分分析.可以看出，斷裂螺栓所用材質(zhì)的化學(xué)成分符合表1中GB/T 3077—1999合金結(jié)構(gòu)鋼化學(xué)成分要求.可見，螺栓材質(zhì)化學(xué)成分不是造成螺栓斷裂的原因.

表1 35CrMoA鋼螺栓化學(xué)成分

1.2 金相檢測

對失效螺栓進行取樣分析，對螺桿和螺帽過渡處進行金相組織觀察，金相檢測結(jié)果見圖1.螺栓頭部圓周外緣部……