疑難螺紋連接件的拆卸探究

楊博，鐘耿峰

（中廣核核電運營有限公司，廣東 深圳518000）

1 引言

結(jié)合當前我國機械設備的應用情況來看，疑難螺紋連接件身為機械設備的重要構(gòu)成部分，對機械設備的使用穩(wěn)定性、使用周期等都有著十分重要的作用，但是由于螺紋連接件使用特性等因素，連接件自身多方受力，極易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，再加上部分機械設備的使用環(huán)境十分復雜，使得斷裂螺紋連接件出現(xiàn)銹死等現(xiàn)象，導致維修過程中只能通過拆卸設備，來清理銹死螺栓與斷頭螺栓，為設備修理工作帶來了較大困難。

2 疑難螺紋連接件對設備維修的影響

設備維修身為機械設備后期運行使用的重要保障手段，直接影響著機械設備的使用壽命以及運行質(zhì)量。疑難螺紋連接件身為機械設備中的常見器件，對于機械設備的運行穩(wěn)定性十分重要，但是疑難螺紋連接件也為設備維修工作帶來了不少困難。螺紋在應用過程中極易出現(xiàn)過載斷裂以及疲勞斷裂現(xiàn)象，再加上部分設備機械的使用環(huán)境較為惡劣，為設備維修工作帶來了一定的難度，部分疑難螺紋連接件因為自身特殊性，對設備維修人員的技術要求加高，這就對設備維修工作提出了一定要求。

總而言之，疑難螺紋連接件的使用雖然對設備的穩(wěn)定性等有著十分重要的作用，但是也為后期設備維修工作增加了一定的難度。在對疑難螺紋連接件進行修理時，要選擇專業(yè)水平較高的維修人員，結(jié)合我國螺紋連接件的維修情況來看，部分修理人員在拆卸螺栓的過程中一味地生擰硬扳，因此，對于一些重要部位的連接件進行維修時，一定要選擇專業(yè)水平高的人員，不得損壞重要連接件，確保設備維修工作順利開展，為機械設備的后期使用提供保障[1]。

3 斷頭螺栓的拆卸分析

產(chǎn)生斷頭螺栓的主要原因是加工缺陷或者螺栓設計，例如，螺栓表面熱處理表面硬度不一致、螺栓制造材料選擇不當、螺孔與螺栓之間的配合精度不同等，除了上述因素之外，安裝人員在安裝過程中用力過大、螺紋不干凈等人為因素都有可能導致螺栓在使用過程中出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。通常情況下，斷頭螺栓有兩種斷裂情況，斷在螺孔外以及螺孔內(nèi)。

3.1 斷在螺孔外的斷頭螺栓維修措施

對于折斷在螺孔外的螺栓而言，在開展維修工作時，首先需要在螺栓底部周圍加入少許煤油，使用鐵錘適當?shù)叵蛳虑脫袈輻U，在完成此項工作后，要根據(jù)螺栓的大小選用合適的管鉗夾緊斷頭螺栓的下部，在拆卸螺栓的過程中，要確保管鉗不傾斜，將管鉗順著螺栓擰緊的方向擰1/10～1/8 圈，然后加大反方向的力矩，將斷頭螺栓擰出。

對于折斷在螺孔外但是折斷截面與連接平面之間的距離為20～50mm 時，拆卸過程中，首先需要在螺栓底部加入少許煤油，然后使用平銼直接將截斷面銼平，隨后使用鋼鋸在螺栓折斷截面上沿著直徑鋸出一個凹槽，通常凹槽的深度以3mm 最佳，寬度以1.5mm 為宜，使用螺絲刀將斷裂的螺栓擰出。

對于折斷截面在落空外，但是截面距離連接件距離為10～20mm 的斷頭螺栓而言，首先需要使用鐵錘適當?shù)厍脫袈輻U，然后在使用適當?shù)穆菽负附釉诼輻U上，在焊接過程中要注意螺母的底平面要與連接件的上平面保持2mm 左右的間隙，等到焊接冷卻之后，需要在間隙中加入少許煤油，隨后等待半小時后，將螺栓拆下。

3.2 斷在螺孔內(nèi)的螺栓拆卸

在對落空內(nèi)斷裂的螺栓進行拆卸時，首先可以在螺栓端部鉆一個直徑較小的孔，拆卸人員使用左旋螺紋絲錐攻螺紋，將左旋螺紋螺釘旋入，將斷頭螺栓旋出。

其次還可以通過在斷頭螺栓上鉆孔，將經(jīng)過淬火的圓錐桿旋入孔中，然后轉(zhuǎn)動圓錐桿將斷頭螺栓取出。

對于實在無法進行處理的螺栓，可以使用比螺栓直徑小的鉆頭，直接使用鉆頭將螺桿鉆出，然后再使用絲錐將其旋出，但是在鉆孔過程中需要注意，切忌不要將原螺紋孔中的螺紋損壞，否則需要重新進行攻螺紋，對拆卸工作帶來影響。

4 銹死螺栓的拆卸分析

4.1 螺栓銹死的原因

在螺紋配合件使用過程中，雖然使用人力將配合件擰緊，但是螺紋之間還存在有一定的孔隙。在擰緊過程中會存在一定的阻力矩，這個阻力矩主要由兩部分組成，分別為配合件摩擦面產(chǎn)生的摩擦力矩以及支承面與螺栓頭環(huán)形端面產(chǎn)生的摩擦力矩。在擰緊過程中，一旦螺紋間隙內(nèi)存在有水分、空氣等，會隨著時間的發(fā)展，螺紋發(fā)生金屬氧化作用，使得配合件之間形成銹層，配合面之間不斷壓緊，最終產(chǎn)生分子結(jié)合力，分子結(jié)合力一旦增大，最終便會導致螺栓難以拆卸，出現(xiàn)所謂的銹死現(xiàn)象。

4.2 加熱致松原理

一般情況下，銹層相較于金屬而言導熱系數(shù)小，導熱系數(shù)大概為1/50～1/30，并且銹層通常呈現(xiàn)不均勻分布、孔隙較多、自身較脆并且線膨脹系數(shù)小，基于此，在拆卸銹死螺絲的過程中，可以使用加熱措施，加熱螺栓周圍機體，由于銹層自身具有隔熱作用，螺栓的溫升速度相較于基體而言小，因此，線膨脹量也小，這就使得螺栓配合件的配合面會產(chǎn)生錯動現(xiàn)象，此時螺紋間隙會不斷增大，最終使得銹層被拉裂。

但是要注意的是，當加熱到一定程度時，螺栓配合件的螺紋間隙會逐漸恢復正常，因此，在拆卸銹死螺栓的過程中，需要不斷加熱、快速冷卻之后在加熱，從加熱到冷卻至常溫過程中，大約會出現(xiàn)四次錯動，配合件中的螺紋間隙也會出現(xiàn)四次大小不一的錯動，這個錯動將會消除配合件表面的分子結(jié)合力，使得銹層受壓、受拉直至出現(xiàn)破碎狀態(tài)，最終失去連接作用，此時便可將銹死的螺栓進行拆除，隨后進行維修，保證機械設備后期順利運行。

4.3 確定加熱溫度

在拆卸銹死螺栓的過程中，加熱溫度不能一概而論，需要結(jié)合螺栓的材料、結(jié)構(gòu)等選用不同的加熱溫度，通常情況下，選擇加熱溫度的原則是不會影響零件的使用性能。常見的螺紋材料有鑄鐵、普通碳素鋼、合金鋼以及優(yōu)質(zhì)碳素鋼等，一般情況下，普通碳素鋼不用經(jīng)過加熱處理便能使用，加熱溫度不能超過相變溫度，不能超過650℃，而鑄鐵的加熱溫度要低于600℃，優(yōu)質(zhì)碳素鋼的溫度要低于500℃。合金鋼螺紋加熱溫度可以適當參考優(yōu)質(zhì)碳素鋼或者普通碳素鋼。

4.4 操作步驟

在加熱銹死螺栓的過程中，首先要將螺栓周圍的基體進行加熱，隨后將基體與螺栓同時加熱，溫度不宜超過文中上述溫度，隨后使用涼水將其快速冷卻直到常溫，用錘子適當?shù)厍脫袈菟?～5 次，然后使用梅花扳手或者套筒將銹死的螺栓擰出。

4.5 注意事項

在加熱銹死螺栓的過程中，一定要注意當螺栓基體材料與螺栓材料不同時，應該選擇較低溫度進行加熱。在對鑄鐵件進行加熱時，一定要防止鑄鐵件出現(xiàn)裂紋。在進行加熱時一定要確保快速加熱，盡量提高加熱速度。在拆卸關鍵部位的銹死螺栓時，不宜使用加熱法，防止對設備的關鍵部位造成損害，影響機械設備的正常使用，縮短機械設備的使用壽命。

5 結(jié)語

綜上所述，在機械設備疑難螺紋連接件維修工作中，一定要選擇專業(yè)水平較高的維修人員，針對螺紋連接件的不同情況，合理選擇維修技術，在拆卸斷頭螺栓的過程中，要注意針對不同折斷情況選用不同拆卸手段，在對銹死螺栓進行拆卸時，要注意根據(jù)加熱致松原理，確定科學合理的加熱溫度，嚴格按照操作步驟開展拆卸工作，確保螺紋配合件拆卸工作順利進行，為機械設備的后期使用提供保障。