外六角螺栓与螺母套件检测指南

外六角螺栓和螺母作为最常见的机械连接件，其质量直接关系到设备的安全性和可靠性。为确保套件性能达标，需进行系统性检测，主要涵盖以下核心项目：

一、 外观与尺寸精度检测

  1. 外观质量：

    • 目视检查： 表面应光洁，无裂纹、折叠、结疤、毛刺、氧化皮、锈蚀等明显缺陷。
    • 表面处理： 镀锌、发黑、达克罗等涂层应均匀、连续、无漏镀、起泡、剥落现象。中性盐雾试验(NSS)可评估耐腐蚀性能。
    • 标记清晰度： 螺栓头部顶面或侧面应有清晰、完整的强度等级（如4.8、8.8、10.9、12.9）和制造者识别标志（代号）。螺母侧面或顶面应标记强度等级或制造商标识。

  2. 尺寸精度（关键项）：

    • 头部尺寸：
      • 对边宽度(S)： 使用精密卡尺或专用塞规测量，必须在公差范围内（如GB/T 3103.1或ISO 4759-1标准）。
      • 对角尺寸(e_min)： 使用卡尺测量，确保最小值符合标准要求，直接影响扳手咬合。
      • 头部高度(k)： 卡尺测量，需满足标准公差。
    • 杆部尺寸：
      • 公称直径(d)： 卡尺测量螺纹大径（光杆处）。
      • 长度(l)： 测量从支承面（头部下）到螺杆末端的距离，公差需符合标准（如GB/T 3106或ISO 4759-1）。
    • 螺纹精度（核心项）：
      • 螺栓螺纹： 使用符合标准的螺纹环规进行通止检测。“通规”(T)应能顺利旋入螺纹全长，“止规”(Z)旋入量不超过标准规定圈数（通常≤3扣）。
      • 螺母螺纹： 使用符合标准的螺纹塞规进行通止检测。“通规”(T)应能顺利旋入螺母全长，“止规”(Z)旋入量不超过标准规定圈数。
      • 螺纹表面： 螺纹牙型应完整清晰，无乱扣、压伤、毛刺等影响旋合性的缺陷。
    • 支承面与头部结合： 头部与螺杆过渡处应圆滑或符合标准倒角要求，无裂纹或影响支承的缺陷。
 

二、 材料与机械性能检测

  1. 强度等级匹配性：

    • 螺栓头部和螺母上的标记必须清晰、正确，确保螺栓与螺母的强度等级相匹配（如8.8级螺栓配套8级螺母）。混用不同强度等级是重大安全隐患！

  2. 硬度测试（常用现场快速检测）：

    • 在规定位置（通常在螺杆末端或头部去除表面层后）使用洛氏硬度计(HRC, HRB)或维氏硬度计(HV)测量。
    • 实测硬度值必须在对应强度等级标准规定的范围内（如GB/T 3098.1 对螺栓，GB/T 3098.2 对螺母）。这是评估材料强度是否达标的关键指标。

  3. 保证载荷测试（螺母关键项）：

    • 将螺母拧入测试芯棒（硬度≥45HRC），施加标准规定的保证载荷（如GB/T 3098.2），螺母螺纹应不发生脱扣或断裂，且卸载后应能用手轻松旋出螺母（或借助扳手最多转动半圈）。
    • 此测试考核螺母在承受规定轴向拉力时螺纹的承载能力。

  4. 楔负载试验（螺栓关键项）：

    • 将螺栓拧入带有内螺纹的试验夹具（硬度≥45HRC），在螺栓头部下方放置标准楔垫（角度通常为6°或10°，模拟非理想支承条件），施加拉力直至断裂。
    • 合格要求：断裂应发生在螺纹或无螺纹杆部，不允许在头杆结合处发生断裂（即“断头”）。该试验综合考核螺栓头部强度、头杆过渡区韧性及整体抗拉强度。
 

三、 配合性能检测

  1. 旋合性能测试：

    • 将螺栓与螺母进行手动旋合（可涂抹少量润滑脂模拟实际工况）。
    • 要求：旋合过程应顺畅、平稳，无明显的卡滞、顿挫感。螺母应能旋至螺栓光杆末端附近或规定位置（如GB/T 3103.1规定的旋合深度）。这是检验螺纹尺寸精度和表面质量的直观方法。

  2. 扭矩-预紧力关系测试（推荐用于关键连接）：

    • 使用扭矩-轴力测试仪，在规定的摩擦系数条件下拧紧螺栓螺母。
    • 测量达到预定目标预紧力（轴力）时所施加的扭矩值，或测量施加规定扭矩时产生的实际预紧力。
    • 此测试有助于验证所选扭矩值是否能达到设计所需的夹紧力，对重要连接至关重要。
 

检测流程建议

  1. 抽样： 依据相关标准（如GB/T 2828.1）或双方协议进行合理抽样。
  2. 外观初检： 剔除明显缺陷品。
  3. 尺寸检测： 测量关键尺寸及螺纹通止。
  4. 硬度测试： 快速筛选材料强度达标性。
  5. 性能测试： 进行保证载荷（螺母）、楔负载（螺栓）等破坏性试验（根据抽样要求）。
  6. 配合测试： 随机抽取样品进行旋合性评估。
  7. 记录与判定： 详细记录所有检测数据，依据相关产品标准（如GB/T 5782, GB/T 6170, GB/T 3098.1, GB/T 3098.2）或采购协议判定批次是否合格。
  8. 标识与隔离： 清晰标识合格品与不合格品，并隔离存放。
 

重要注意事项

  • 标准依据： 所有检测项目、方法和判定准则必须基于明确的标准规范（国标GB、国际ISO、德标DIN、美标ASTM/SAE等）或双方签订的具有法律效力的技术协议。
  • 仪器校准： 所有检测量具、仪器（卡尺、环规塞规、硬度计、试验机等）必须定期由有资质机构进行校准/检定，确保其精度和可靠性。
  • 人员资质： 操作人员需经过培训，熟悉标准、仪器操作和结果判定规则。
  • 批次管理： 严格区分不同批次产品，确保追溯性。
  • 安全操作： 进行破坏性试验（楔负载、拉力）时，务必遵守安全操作规程，防止设备或试样飞出伤人。
 

通过实施上述全面、严谨的检测流程，可有效把控外六角螺栓与螺母套件的质量，为设备的安全稳定运行提供坚实的保障。