钢结构用高强度大六角螺栓、大六角螺母、垫圈检测

钢结构工程因其强度高、施工速度快、抗震性能好等优势，在现代建筑中广泛应用。高强度大六角螺栓连接副（包含螺栓、螺母、垫圈），作为钢结构的关键传力部件，其质量与性能的可靠性直接关系到整体结构的安全性和耐久性。任何螺栓连接副的失效（如断裂、松动、变形）都可能引发灾难性的后果。因此，对钢结构用高强度大六角螺栓、大六角螺母及垫圈进行严格、规范的质量检测，是确保钢结构工程安全、满足设计和使用要求不可或缺的重要环节。国家相关标准对这类产品的生产、检验和使用提出了强制性要求，涉及力学性能、尺寸公差、表面质量、防腐性能等多个方面。

检测项目

根据相关国家标准（如GB/T 1231《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》），对高强度大六角螺栓、螺母、垫圈的检测项目主要包括：

1. 螺栓检测项目：

• 力学性能： 抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、断面收缩率、冲击吸收功（低温冲击韧性）、保证载荷、楔负载试验、芯部硬度。
• 尺寸与公差： 螺纹（通止规检测）、螺纹长度、公称长度、头部厚度、头部对边宽度、头部对角尺寸、无螺纹杆径。
• 表面质量： 表面缺陷（裂纹、折叠、凹痕、毛刺等）、表面处理（防腐涂层如达克罗、热浸镀锌等的厚度、均匀性、附着力）。
• 脱碳层深度： 全脱碳层深度、部分脱碳层深度。

2. 螺母检测项目：

• 力学性能： 保证载荷、硬度（尤其是螺母支承面的硬度）、螺母扩孔试验。
• 尺寸与公差： 螺纹（通止规检测）、高度、对边宽度、对角尺寸。
• 表面质量： 表面缺陷、表面处理（同螺栓要求）。

3. 垫圈检测项目：

• 尺寸与公差： 内径、外径、厚度、倒角尺寸。
• 硬度： 表面硬度（通常要求高于螺母支承面硬度）。
• 表面质量： 表面平整度、无翘曲变形、表面处理（同螺栓螺母要求）。

4. 连接副整体性能（重要）：

• 扭矩系数测试： 这是高强度螺栓连接副的核心性能指标，通过测试施加的紧固轴力与施加扭矩的比值来评估其装配性能的可控性和一致性。
• 紧固轴力试验： 测试螺栓在规定的拧紧扭矩下实际达到的轴向拉力。
• 抗滑移系数： 对于摩擦型连接，需测试连接节点板材间的抗滑移系数，该系数与螺栓的预紧力直接相关。

检测仪器

完成上述检测项目需要专业的精密仪器设备：

• 万能材料试验机： 用于进行螺栓的拉伸试验（抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、断面收缩率）、保证载荷试验、楔负载试验、螺母保证载荷试验、垫圈硬度试验（部分方法）、紧固轴力试验。
• 冲击试验机： 用于测定螺栓的冲击吸收功（如夏比V型缺口冲击试验）。
• 洛氏硬度计/布氏硬度计/维氏硬度计： 用于测量螺栓芯部硬度、螺母硬度、垫圈硬度。
• 扭矩测试系统： 包括高精度扭矩传感器、轴力传感器（如压力环、应变式传感器）和数据采集处理系统，专门用于扭矩系数和紧固轴力测试。
• 金相显微镜/图像分析系统： 用于观察分析螺栓的显微组织、检测脱碳层深度。
• 投影仪/工具显微镜： 用于精确测量螺纹参数（大径、中径、小径、螺距、牙型角等）、各部尺寸和形状公差。
• 螺纹通止规： 用于快速检测螺纹的合格性。
• 涂层测厚仪： 用于测量防腐涂层的厚度（磁性法、涡流法等）。
• 表面粗糙度仪： 可选项目，用于测量螺纹表面或其他关键表面的粗糙度。
• 抗滑移系数试验装置： 专用设备，用于测试连接节点试板的抗滑移系数。

检测方法

检测方法严格遵循国家标准规定：

• 力学性能试验： 按GB/T 228.1（金属材料 拉伸试验）、GB/T 229（金属材料 夏比摆锤冲击试验方法）、GB/T 3098.1（紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱）、GB/T 3098.2（紧固件机械性能 螺母）等进行。例如，螺栓楔负载试验需在拉力机上安装特定角度的楔垫进行拉伸。
• 硬度试验： 按GB/T 230.1（洛氏硬度）、GB/T 231.1（布氏硬度）、GB/T 4340.1（维氏硬度）等标准进行，在规定的表面位置（避开脱碳区）测点取平均值。
• 尺寸与公差检测： 使用符合精度要求的量具（卡尺、千分尺、高度尺等）和投影仪/工具显微镜进行测量，比对标准（如GB/T 3103.1）规定的公差要求。螺纹通止规检测需遵循相关螺纹标准。
• 扭矩系数测试： 按GB/T 1231附录B规定进行，在标定合格的扭矩-轴力测试系统上，对螺栓连接副（涂以润滑剂）施加拧紧扭矩，记录对应的轴力值，计算扭矩系数平均值和标准偏差。
• 紧固轴力试验： 在扭矩系数测试过程中直接获得。
• 脱碳层检测： 按GB/T 224（钢的脱碳层深度测定法）规定，通常采用金相法，在金相显微镜下测量。
• 表面处理检测： 涂层厚度按GB/T 4956（磁性基体上非磁性覆盖层 覆盖层厚度测量 磁性法）或GB/T 4957（非磁性金属基体上非导电覆盖层 覆盖层厚度测量 涡流法）等测定；耐腐蚀性可按盐雾试验标准（GB/T 10125）等进行评估。
• 抗滑移系数试验： 按GB 50205《钢结构工程施工质量验收规范》附录B或JGJ 82《钢结构高强度螺栓连接技术规程》规定的方法进行。

检测标准

钢结构用高强度大六角螺栓、螺母、垫圈的主要检测依据是以下国家及行业标准：

• GB/T 1231-2006： 《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》 - 这是最核心的产品标准和检测依据，详细规定了性能等级为10.9S的螺栓、10H的螺母和HRC 35~45的垫圈的技术要求、试验方法、检验规则等。
• GB/T 3098.1-2010： 《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》 - 适用于所有机械性能螺栓的核心标准。
• GB/T 3098.2-2015： 《紧固件机械性能 螺母》 - 适用于所有机械性能螺母的核心标准。
• GB 50205-2020： 《钢结构工程施工质量验收规范》 - 规定了钢结构工程验收时，对高强度螺栓连接副的进场验收要求（包括扭矩系数复验）和安装后的抗滑移系数检验要求。
• JGJ 82-201
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