高强度螺栓材料

2024-07-08

高强度螺栓材料(精选8篇)

1.高强度螺栓材料 篇一

高强度螺栓施工管理制度

一、高强度螺栓进场验收制度

1、高强度螺栓进场后,制造厂应以批为单位,提供产品质量检验报告书,内容包括:批号、规格和数量,性能等级,材料、炉号和化学成分,试件拉力试验和冲击试验数据,实物机械性能试验数据,连接副扭矩系数测试值、平均值、标准偏差和测试环境温度,出厂日期。

2、高栓进场后,工区物质部应及时对高强度螺栓的包装、规格、型号、数量进行初步核对,并对高栓外观质量进行抽查。包装箱应牢固、防潮。箱内应按连接副的组合包装,不同批号的连接副不得混装。每箱质量不得超过40kg。在包装箱醒目的位置注明规格、批号、数量、重量、生产日期,以便于储存保管。

3、高栓初步验收合格后,物质部方可将高栓转交给工区实验室,再由工区实验室对高栓进行全面检查验收。

4、高栓进场后,实验室需按《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》(GB/T1231-2006)的规定进行抽样复验,复验项目包括扭矩系数、螺栓楔负载、螺母保证荷载、螺母及垫圈的硬度。

5、高强度螺栓抽样复验按照出厂批进行:同一性能等级、材料、炉号、螺纹规格、长度(当螺栓长度≤100mm时,长度相差≤15mm,螺栓长度>100mm时,长度相差≤20mm,可视为同一长度)、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的螺栓为同一批。同一性能等级、材料、炉号、螺纹规格、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的螺母为同一批。同一性能等级、材料、炉号、规格、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的垫圈为同一批。分别由同批螺栓、螺母、垫圈组成的连接副为同批连接副。

6、同一批次高强度螺栓连接副最大检验批量为3000套,超过此数量后应按照新批次进行检验。

7、复验过程中,若高栓试验数据超出规范要求,工区实验室应及时将信息反馈给工区总工及中心实验室。并在工区总工或中心实验室主任共同参与下,查找原因,及时查找原因,并及时向制造场进行反馈,共同需求解决之道。

8、必要时,可将高栓转入第三方检查单位进行检测。

9、高栓的试验数据必须真实、可靠,记录必须完整,归档必须及时。

10、高栓质量问题不排除,不得使用到施工现场。

11、试验仪器必须定期进行校验检查,同时工区间需做横向对比试验,以确保试验仪器的精确可靠。

12、高栓试验过程,需报监理现场见证试验。

13、工区总工或中心实验室主任需定期不定期对高栓进场质量进行检查,对试验内业资料进行检查。

二、高强度螺栓储存管理制度

1、高强度螺栓入库时应清点检查,按包装箱上注明的规格、批号分类存放。

2、高栓入库应要作好防潮、防尘工作,底层应以木板垫高通风,垫高高度至少30cm,靠墙的地方,离墙至少30cm远,防止高强度螺栓表面状况改变和锈蚀。对于磷皂化螺栓,由于其磷化膜较薄,容易锈蚀,应特别注意。

3、高栓入库后要建立明细库存表,发放登记表,加强管理。

4、入库后的螺栓、螺母、垫圈应尽可能保持其原有表面处理状况。为不使高强度螺栓的扭矩系数发生变化,保管期内不得任意开箱,防止生锈和沾染污物。

5、对于库存的高栓,每半个月左右需对库存数量进行一次核对,核对须由工区实验室、物质部共同进行。

6、工区实验室每半个月左右应向工程技术部反馈高栓库存情况,工程技术部根据此库存情况及时核对出高栓的损耗率。

7、高栓库存管理台账应包括以下几种台账:高栓领取台账、高栓试验台账、不合格高栓台账、报废台账、高栓进行台账、剩余高栓台账等。

8、台账更新必须及时、准确。

三、高强度螺栓发放制度

1、高强度螺栓发放由工区实验室负责。

2、高强度螺栓发放严格遵守领料单制度。

3、每个施拧工班应指派专人领取高强度螺栓,领料单由值班技术人员签字生效。

4、高栓的领用数量应根据当天施拧实际需用规格领取足够数量的高强度螺栓;

5、领用高强度螺栓一般不得以短代长或以长代短(控制外露螺栓的露出长度至少一个螺距,但不大于4个螺距)。

6、高栓搬运过程中要轻拿轻放,防止螺纹碰伤。

7、领料过程后,施工作业队需完善签字手续。

8、领料单一式两份,施工队一份,实验室保管一份,以便将来对账之用。

9、最终钢梁高栓核销以领料单上数据为准,超出部分按照相关规定执行。

四、高强度螺栓现场使用管理制度

1、为不使高强度螺栓的扭矩系数发生变化,螺栓、螺母、垫圈尽可能保持其原有表面处理状况。保管期内不得任意开箱,防止生锈和沾染污染。

2、高强度螺栓使用过程中,不得随意开箱裸露在空气中,尤其施拧前在桥上长时间裸露。

3、高强度螺栓在桥上使用前在进行开箱,用多少开多少箱,及时将领取的高栓施工到位。

4、高栓在使用前应检查连接板摩擦面有无影响抗滑移系数的油迹、污垢,以及孔边、板边的飞边、毛刺和其他附着物,若有,需技术处理掉。

5、高强度螺栓连接的摩擦面在大气中暴露时间超过6个月,须检查摩擦面有无影响或抗滑移系数降低的状况,有疑点时必须进行试验。

6、现场高栓使用,需由技术人员在本节点附件比较显眼的杆件表面(不得在摩擦面上)标明本节点高栓的规格、数量,以免现场使用混淆。

7、高强度螺栓严禁作临时安装螺栓使用,且不得强行穿入螺栓,防止螺纹的损坏。

8、现场高强度螺栓施拧必须按照初凝、终拧两道工序进行,初拧和终拧均应使用定扭矩扳手。终拧扭矩值由试验数据确定,初拧扭矩为终拧扭矩的50%。

9、每工班施拧前,现场技术人员必须向试验室出具当日施工高栓的规格、数量及使用部位,试验室据此确认此批高栓的批号,并相应做好施拧扳手的检验工作。

10、每天7:00钟前扳手检验必须完成,并按照规定发放。

11、初拧前现场技术人员必须检查拼装部位的冲钉和高强度螺栓是否符合规定,检查螺栓规格有无用错者,螺母、垫圈有无装反者,螺栓朝向是否符合要求。检查无误后,方可用标定好初拧扭矩值的定扭矩扳手进行初拧。

12、初拧完毕的高强度螺栓应逐个用敲击法检查。初拧检查合格后,用白色油漆在螺栓、螺母、垫圈及构件上作划线标记,以便于终拧后检查有无漏拧以及垫圈或螺栓是否随螺母转动。

13、桥上当天穿入节点板中的高强度螺栓必须当天初拧或终拧完毕。

14、终拧扭矩检查应在4h之后至24 h以内进行。雨天不得进行高强度螺栓施拧。

15、在每班作业后,电动扳手必须归还试验室进行复核检查。当发现偏差超过±5%时,应复查该扳手已拧螺栓的合格率,并按照相关规定处理。

16、施工中未用完的高强度螺栓连接副不得在桥上裸露过夜,需立即放入箱中封闭或归还料库储存。

17、退回库房的高强度螺栓连接副须得技术人员签字,并注明螺栓的规格、数量、批次。

18、现场高栓在使用过程中要轻拿轻放,防止螺纹碰伤。

19、高强度螺栓现场使用管理,工区应组织专人对其进行管理。20、高栓施拧必须严格按照高栓工艺要求进行。

21、高栓施拧过程,若出现安全质量问题,应及时向工区总工汇报解决。

五、高强度螺栓施拧检查制度

1、高栓终拧后现场技术员要及时向试验室出具终拧检查通知单,试验室必须做好终拧检查前得一切准备工作。

2、现场终拧检查必须在高栓施拧完毕后4h之后至24 h内完成,终拧检查由工区试验人员进行,现场做好配合工作。

3、检查之前,检查扭矩扳手必须标定,其扭矩误差不得大于使用扭矩值的±3%。

4、初拧检查由现场技术人员进行,用重约0.3㎏的小锤敲击螺母对边的一侧,用手指紧按住螺母对边的另一侧进行检查,如颤动较大者即认为不合格,应予再初拧。

5、终拧检查前,现场技术人员需观察全部终拧后的高强度螺栓连接副,检查初拧后用油漆标记的螺栓与螺母相对位置是否发生转动,以检查终拧是否漏拧。

6、终拧检查数量必须严格执行规范要求,对主桁及纵、横梁连接处,每一栓群高强度螺栓连接副总数的5%,但不少于5套,其余每个节点不少于1套进行紧扣扭矩检查。

7、终拧检查螺母扭矩值,偏差不超过检查扭矩值的10%,否则为不合格。

8、每个节点抽检的螺栓不合格者所占抽检总数比例不得超过20%,超过者则需继续抽检,直至累计合格率达到80%时为止。

9、对欠拧者及时补拧,超拧的螺栓则需更换并重新拧紧。

10、检查过程中,实验人员必须做好原始记录工作,并及时归档。

11、检查过后,试验室应及时出具相关资料。

六、施拧扳手及检查扳手管理制度

1、工区电动扳手由工区试验室进行统一保管、校验、发放及回收。

2、电动扳手进场后,试验室必须对每台电动扳手进行统一编号、管理。电板编号分为A、B、C三类,其中A代表M24高栓电板,B代表M30高栓电板,C代表M22高栓电板;每种型号电板分为初拧电板和终拧电板,初拧电板或终拧电板按照数量分别编为01、02、03、04„„,比如A01(M24初拧电板)代表的既是编号为01的M24初拧电板。

3、每把电动扳手、定扭矩带响扳手和表盘式指针扳手,要有专人检查校正,建立履历簿,详细登记。

4、电动扳手领用前,现场技术人员必须提前通知试验室进行校验,试验室必须在每工班7:00前完成校验工作。

5、电动扳手校验合格后,试验室必须在每台电板上标志“已检”字样,方可对外发放,否则施工人员不得接收电板,并将情况反馈给现场技术负责或工区总工。

6、电动扳手使用必须严格执行早发晚收制度,每工班早7:00试验室做好发放扳手的准备。

7、当天电动扳手使用完毕后,必须归还高栓试验室进行校验,任何人不得拖延不还。现场技术人员必须督促施工作业队归还电动扳手,并及时与保管人联络。

8、每工班电动扳手归还不及时时,保管人须立即通知现场技术负责,由其督促施工作业队归还,若还不及时,应立即汇报给工区总工协调解决。

9、施拧扳手的标定次数为每班上班前和下班后各一次。标定误差规定为上班前标定不得大于规定值的±3%;下班后标定不得大于规定值的±5%。若上班前标定误差大于±3%,应调整至±3%以内;若下班后标定误差大于±5%,应立即检查并有校正记录,同时对该扳手当班施拧的全部螺栓进行紧扣检查。使用完的定扭矩带响扳手,标定后应放松弹簧。

10、对定扭矩带响扳手和显示扭矩的表盘扳手、数显扳手,应编号使用。对每台电动扳手和控制器,应固定配套编号,不得混杂,使用过程中不得随意调节控制器的旋钮,并指定专人使用。

11、高强度螺栓施拧用的电动扳手采用扭矩系数试验仪标定,定扭矩带响扳手采用扭矩系数试验仪或挂重法标定。施拧扭矩检查的表盘式指针扳手及数显扳手采用挂重法标定。

12、电动扳手校验过程,实验人员必须做好实验原始记录,试验过后应及时出具规范资料给现场技术员。

13、试验记录必须分门别类建档归类,并定期进行检查。

14、当班电动扳手在使用过程有异常情况,现场技术员必须及时归回校验,校验合格后才能使用。

15、工区总工每星期至少检查一次高栓扳手校验资料。

2.高强度螺栓材料 篇二

1 高强度螺栓连接副的技术性能

1) 高强度螺栓连接副的螺杆、螺母、垫圈均采用高强度钢材制成, 其成品再经热处理, 进一步提高强度。高强度螺栓是以经过热处理的强度值为准, 确定其性能等级。常用的国产高强度大六角头螺栓有两个性能等级:8.8S和10.9S, 扭剪型高强度螺栓仅有一个性能等级10.9S。

2) 大六角头高强度螺栓连接副必须按保证扭系数供货, 同批连接副国家标准规定的扭矩系数平均值为0.110~0.150, 标准偏差应不大于0.010。

2 高强度螺栓连接的施工准备

2.1 高强度螺栓长度的选用

高强度螺栓连接副终拧后, 螺纹外露应为2个~3个螺距。螺栓选用长度应为板叠厚度加螺栓附加长度, 并按5 mm倍数化整。螺栓附加长度为1个螺帽、2个垫圈的厚度, 另加2个~4个螺距。

2.2 高强度螺栓的预拉力

1) 大六角头高强度螺栓的设计预拉力 (轴力) 和施工预拉力, 应按照GB 50017-2003钢结构设计规范和GB 50205-2001钢结构工程施工质量验收规范规定取用。

高强度螺栓的设计预拉力及施工预拉力见表1。

2) 施工预拉力比设计预拉力增加10%。

扭剪型高强度螺栓的紧固预拉力 (轴力) 及变异系数见表2。

3) 高强度螺栓施工的扭矩值。

a.高强度螺栓的预拉力是用控制螺栓拧紧程度的扭矩值来实现, 因而施工前必须确定其扭矩值。对进场的连接副的扭矩系数应进行复验, 每3 000套为一批, 每批螺栓连接副抽取8套进行复验, 其扭矩系数和扭矩系数标准偏差应符合前文所述规定。

b.取得扭矩系数平均值, 按下式计算施工终拧扭矩值:

Tc=KPc·d

其中, Tc为施工终拧扭矩值, N·m;K为扭矩系数平均值;Pc为施工预拉力, kN;d为螺杆直径, mm。

4) 抗滑移系数试验及复验。

a.抗滑移系数是设计的关键参数, 必须保证。连接件的抗滑移系数试验, 应采用与钢构件同材质、同种表面处理方法、同批生产、同堆放条件的试件, 单项工程每2 000 t或不足2 000 t为一批。每批制作试件六组, 其中三组试验合格出厂, 另三组备进场后复验。试件尺寸按验收规范GB 50205-2001附录B.0.5规定制作。b.抗滑移系数试验结果应符合工程设计要求。

3 高强度螺栓连接的施工工艺

3.1 施工工艺

1) 钢结构构件用高强度螺栓连接组装时, 应先用同规格普通螺栓穿入总数的1/3, 位置调整正确后, 再正式穿入高强度螺栓, 换下普通螺栓。不能自由穿入螺栓的螺孔, 应用绞刀修整。修整时, 板叠用普通螺栓拧紧, 防止落入板叠缝隙, 影响摩擦面功能。

2) 高强度螺栓穿入时, 应使螺母带圆台的一侧朝向垫圈有倒角的一侧, 螺栓头下垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头。正式穿入高强度螺栓时, 严禁强制穿入或锤击穿入。

3) 大型节点高强度螺栓安装工艺, 应分初拧、复拧和终拧。初拧采用终拧扭矩的1/2, 复拧扭矩同初拧。初拧、复拧后的螺栓, 应在螺母上涂不同颜色标记, 防止漏拧。

4) 只允许在螺母上施加扭矩。施加扭矩的紧固顺序应从刚度大的部位向不受约束的自由端进行, 同一节点内应从螺栓群中间开始, 固定顺序向周边对称拧紧, 初拧、复拧、终拧的顺序宜相同, 初拧、复拧、终拧应在同一天完成并作出记录。

3.2 施工质量检查

1) 高强度螺栓连接副终拧后, 螺栓外露螺纹宜为2个~3个螺距, 其中允许有10%的螺栓外露螺纹为1个或4个螺距, 检查时按节点数抽查5%, 且不少于10个。

2) 终拧完成1 h后、48 h内进行扭矩检查, 此时预拉力松弛损失已基本完成。检查按节点数抽查10%, 且不少于10个, 每个被抽查节点, 按螺栓数抽查10%, 且不少于2个, 并作出记录。

3) 扭矩检查, 可用扭矩法。即先在螺杆和螺母上通过圆心面画一直线, 将螺母旋回60°, 用扭矩扳手测定记录拧回原来位置的扭矩值, 按P=T/K·d计算预应力, 其值应符合验收规范GB 50205-2001附录B的规定。

4) 经过扭矩检查, 若预拉力不符合规定要求, 再增大检查10%, 如仍有不符合要求者, 则应全部检查。对预拉力低于下限值的欠拧螺栓进行补拧, 并不得超过上限值;对超过上限值的超拧螺栓应更换, 更换下的螺栓不得使用。

3.3 扭剪型高强度螺栓的施工和质量检查

1) 扭剪型高强度螺栓紧固也分为初拧和终拧进行, 初拧扭矩为终拧的40%~50%。2) 扭剪型高强度螺栓终拧, 是用扭剪型扳手将梅花头拧掉, 即表明已达到设计要求的预拉力。检查应同时进行, 作出记录, 不再另作检查。3) 扭剪型高强度螺栓在终拧时, 因节点构造影响, 无法用专用扳手拧掉梅花头者, 不应多于该节点螺栓数的5%, 对所有未扭掉梅花头的螺栓, 应采用扭矩法进行终拧并作出标记, 并按验收规范GB 50205-2001规定在施拧1 h后、48 h内进行终拧扭矩检查。梅花头不得用焊炬割除, 防止影响螺栓热处理效应。

4 高强度螺栓连接的竣工验收文件

4.1 主控项目

1) 钢结构连接用高强度螺栓连接副出厂时应随箱带有扭矩系数或预拉力 (紧固轴力) 的检验报告;

2) 高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验、复验报告;

3) 高强度大六角头螺栓连接副终拧完成1 h后、48 h内进行终拧扭矩检查记录;

4) 扭剪型高强度螺栓连接副未拧掉梅花头的螺栓用扭矩法或转角法进行终拧的扭矩检查记录。

4.2 一般项目

1) 高强度螺栓连接副施工顺序和初拧、复拧的扭矩记录;

2) 扭矩扳手标定、校核记录;

3) 高强度螺栓终拧完成后, 螺栓螺纹外露的检查记录。

摘要:结合GB 50017-2003钢结构设计规范和GB 50205-2001钢结构工程施工质量验收规范, 详细介绍了轻钢结构高强度螺栓连接施工技术, 包括技术性能, 施工工艺, 竣工验收等内容, 以期指导施工人员合理施工, 保证施工质量和结构安全。

关键词:高强度螺栓,预拉力,扭矩,竣工验收文件

参考文献

[1]GB 50017-2003, 钢结构设计规范[S].

[2]GB 50205-2001, 钢结构工程施工质量验收规范[S].

3.浅析塔式起重机高强度螺栓连接副 篇三

[摘要]连接副是机械结构中的重要结构,广泛应用于所有机械。高强度螺栓连接作为塔式起重机的重要连接副,它的性能直接影响着塔机的安全,因此应该引起足够的重视。本文主要通过理论分析,讲述了在塔机安装过程中连接副安装应该注意的事项。

[关键词]高强度螺栓 预紧力 塔式起重机

[中图分类号]TH2 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158(2013)06-0176-01

塔机工作状态极为复杂,长期处于高强度、超负荷工作状态,因此对它的连接副的稳定性提出了一定的要求,许多安装单位未能规范作业程序为事故埋下了隐患。2010年7月,我院检验人员在对浙江某公司安装的4台塔式起重机进行安装监督检验时发现,其回转支承与基座连接采用m24的10.9级高强度螺栓连接,除采用双螺母防松外(厚螺母在内侧,薄螺母在外侧),另加了普通弹簧垫圈,该公司对塔机连接副的安装违反了多条规定。本文探讨了塔式起重机连接副的选择和安装要求,规范作业流程,以保证塔机的工作安全性。

一、高强度螺栓

建筑结构的主构件的螺栓连接,一般均采用高强螺栓连接,不可重复使用,一般用于永久连接,通过螺栓杆内很大的拧紧预拉力把连接板的板件夹紧,足以产生很大的摩擦力,从而提高连接的整体性和刚度。高强度螺栓连接具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳、以及在动力荷载作用下不致松动等优点,是很有发展前途的连接方法。与普通螺栓不同,高强度螺栓是用特制的扳手上紧螺帽,使螺栓产生巨大而又受控制的预拉力,通过螺帽和垫板,对被连接件也产生了同样大小的预压力。在预压力作用下,沿被连接件表面就会产生较大的摩擦力,显然,只要轴力小于此摩擦力,构件便不会滑移,连接就不会受到破坏,这就是高强度螺栓连接的原理。

它是靠连接件接触面间的摩擦力来阻止其相互滑移的,为使接触面有足够的摩擦力,有两方面的影响因素必须提高构件的夹紧力和增大。

(1)构件接触面的摩擦系数。试验表明,摩擦系数主要受接触面的形式和构件的材质影响。为了增大接触面的摩擦系数,施工时常采用应喷砂、用钢丝刷清理等方法对连接范围内构件接触面进行处理。

(2)构件间的夹紧力是靠对螺栓施加预拉力来实现的,所以螺栓必须采用高强度钢制造,这也就是称为高强度螺栓连接的原因,安装过程中施工单位应注意预紧力的控制。

二、高强度螺栓的正确安装方式

1、根据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》,“每一连接副包括1个螺栓、1个螺母、2个垫圈,并应分属同批制造”,即这两个垫圈应采用符合GB/T 1230-2006《钢结构用高强度垫圈》的高强度垫圈;

2、对顶螺母是靠增大摩擦力来防松的另一方法。如下图所示,当拧上一个螺母时,螺母螺纹牙形的上侧与螺栓螺纹牙接触,拧上第二个螺母(称为副螺母或防松螺母)后,第一个螺母(主螺母)变为螺纹牙形的下侧与螺栓牙接触,而第二个螺母螺纹牙形的上侧与螺栓螺纹牙接触。因此,螺栓上的轴向载荷全部或大部由副螺母的螺纹牙承受。同时可以看出,只有当副螺母的拧紧力矩大于或等于主螺母的拧紧力矩时,副螺母才会受载,才能产生防松作用。同样的道理,对于采用对顶螺母防松的螺栓连接,不应把薄螺母作为副螺母,因为副螺母是作为主要承受载荷的部件。为了不装错,再考虑到扳手厚度比薄螺母厚,主副螺母都使用标准螺母较好。对顶螺母防松效果是最好的,但会造成螺栓长度增加、螺母数量增多,连接尺寸和质量增加。在安装过程中,要遵循初拧、复拧、终拧三步骤进行,以保证安装质量。

三、正确选择垫圈型式

在工程应用中,根据S/b即刚度不同进行分类,可以将弹簧垫圈分为三种,轻型弹簧垫圈(GB859)、标准型弹簧垫圈、重型弹簧垫圈。根据《弹簧垫圈对受轴向载荷的紧螺栓联接承载能力的影响》,弹簧垫圈由其几何形状,可以认为它是一个弹簧簧丝断面为矩形的单圈圆柱螺旋压缩弹簧。所以,它的力学特性在压平之前,完全可以用圆柱螺旋压缩弹簧的分析方法。

根据JG/T 5057.40-1995《建筑机械与设备高强度紧固件技术条件》,“A6.2当使用8.8级或9.8级螺栓时,一般不允许采用弹簧垫圈防松。使用其他性能等级的螺栓,绝不允许采用弹簧垫圈防松”。根据该标准,其他性能等级的螺栓是指性能等级为10.9和12.9的螺栓。为何如此规定,原因在于弹簧垫圈的应力面积小,8.8级以上等级螺栓副的预紧力和工作中承受的载荷大,单位面积的压强大,在使用中容易造成连接面被压塌、弹簧垫圈粉碎,使连接副松动。

下面我们以m24的10.9级高强度螺栓为例进行理论分析。

根据JG/T 5057.40-1995《建筑机械与设备高强度紧固件技术条件》表A4查得,m24的10.9级高强度螺栓预紧力值为230kN,根据GB/T 931987《标准型弹簧垫圈》,d=24.5~25.5mm(取大值偏安全),S(b)=6mm,则弹簧垫圈压平后受力截面积为268.47mm2,施加预紧力230kN后弹簧垫圈应力为856.7N/mm2

根据GB/T 1222-2007《弹簧钢》,65Mn的抗拉强度不小于980 N/mm2。根据《机械设计》,65Mn的Ⅲ类弹簧许用切应力为0.5倍抗拉强度,即490 N/mm2<856.7N/mm2,弹簧垫圈被压碎。

因此实际使用中如果采用了弹簧垫圈,就会出现两种情况:

(1)按照设计预紧力拧紧,则导致弹簧垫圈被压碎,连接失效,时间长了连接副出现间隙;

(2)施加的预紧力不够,保证弹簧垫圈不被压碎,但是螺栓容易产生松动。

无论哪种情况,均会导致回转支承与基座之间产生间隙,将导致塔机重心前移,塔身所受弯矩大幅度增加,可能导致事故发生。

因此螺栓、螺母、垫圈配合使用时,塔机在安装螺栓时禁止使用弹簧垫圈,而应选用经过调质的平垫圈。许多人在认识上有个误区,认为弹簧垫片能起到防松的作用,因而一般选用它做垫圈,其实不然,弹簧垫片无法满足强度要求,易出现元件失效等缺陷。

高强度螺栓连接间隙非常小,且对安装面的平面度和刚性要求极高,若使用弹簧垫圈就会破坏螺栓受力的中心性,如右图所示,同时也减少螺母对连接零件的施压面积和刚性,降低螺栓的连接强度。实践证明,选用经调质的平垫圈比弹簧垫圈的效果要好得多。

平垫圈通常是各种形状的薄件,用于减少摩擦、防止泄漏、隔离、防止松脱或分散压力,当有的部位拧紧轴向力很大时,易使垫圈压成碟形,这时可改用材料和提高硬度来解决。

四、结论

4.高强度螺栓材料 篇四

上海徐浦标准件

上海徐浦标准件有限公司成立于1994年,是一家专业生产紧固件的民营企业。公司位于上海市浦东新区紧靠外环线徐浦大桥,距世博会展区10分钟路程,距浦东国际机场、虹桥国际机场约25分钟路程,海陆空交通便捷。公司占地面积30000平方米,现有职工500多人。公司拥有国内外先进的加工设备及检测设备,并建有可存放1万吨产品的立体仓库。

公司专业生产钢结构用高强度连接副螺栓、地铁、隧道盾构管片螺栓、金属膨胀螺栓、铁路螺栓、成套风力发电机组用高强度螺栓、外六角螺栓、全螺纹丝杆、双头螺栓、地脚螺栓、化学锚栓、U型螺丝、电梯壁虎、六角螺帽、平垫圈、弹垫等各种国内外标准及非标紧固件产品。本文来自 上海徐浦标准件 q 875401259 诸小姐 欢迎咨询订购。

公司于1999年10月份通过ISO9001国际质量体系认证,多年来,公司一直贯彻“用心做好每一颗螺丝,让未来城市更安全”的理念,强化质量管理,完善质量体系,并不断创新营销方式,由单纯的工业品营销转化为与客户面对面的顾问式营销,主动为客户分析并解决生产、安装等方面的问题。

作为中国土木工程学会、上海土木工程学会地下分会、中国钢结构协会、上海市建筑施工行业协会、上海市建筑材料行业协会、上海市质量协会、中国机械通用零部件工业协会、上海市金属结构行业协会等多家协会的优质会员与理事单位,徐浦公司及其各项产品曾多次被各行业协会评选为推荐品牌和产品,并于2009年荣获“上海市著名商标”的荣誉称号。通过多年努力,产品已遍布全国三十个省市,还远销美国、日本、韩国、中东、欧洲等国家和地区,已得到了专家和用户的认可和赞扬。

【竞争优势】规模生产、机械化的流程、成熟的生产工艺、人员及技术

【核心产品】钢结构用高强度螺栓(大六角、扭剪型)、各类材质型号的地脚螺栓(GB799、7字、9字、L型、焊接、锚爪等)、各类双头螺栓等紧固件产品以及非标定做产品。

【公司理念】用心做好每一颗螺栓,让未来城市更安全

5.高强度螺栓材料 篇五

摘要:当前我国的钢结构建筑工程发展非常迅速,高强度螺栓连接在建筑工程项目中得到了广泛的应用。本文结合实际工程案例阐述了工程实例,阐述了有关螺栓施工技术要点,以供同行参考。

关键词:高强度;螺栓;模板工程

在当今社会发展中,国内各类建筑工程项目施工中都已经采用了高强度螺栓施工技术这一新方法,同时了可拆螺栓的应用也越来越受到人们的重视和关注。尽管国内早已形成了与之相关的技术标准和施工方法,其有关高强度螺栓施工体系也形成了完善的管理新规定,为工程施工体系的采用打下坚实的基础。

一、模板工程分析

模板是现代工程施工建设中最受重视的工程项目之一,它在施工项目中发挥着最为关键的工作流程。它虽然是一个辅助工程结构,但是在混凝土工程项目中却发挥着不可替代的重要作用。无论是在建筑工程、水利工程还是道路工程项目中,都是十分关键的工程基础设施,同时它还决定着整个工程项目造价和施工管理控制。在当今的工程施工中,模板工程的施工操作和施工安全直接关系到整体工程施工安全,因此在施工中需要选择一些设计型号合理、型号结构完善的现代模板工程体系。同时在模板选择完成之后还需要审计工作人员按照模板搭设要求、施工技术体系来进行检查,不得在工程项目中随意进行变动,也不可肆意的进行工程图纸优化。在工程中模板安装环节一定要注重各个节点的牢固缝隙、拼缝的严密,从而保证工程施工质量,避免问题模板安装不科学而引发的工程施工不牢固问题。

二、高强度可拆螺栓在某工程模板施工中的应用

某建筑工程位于该市中心地带,整个工程面积为4万平米,为全现浇钢筋混凝土框架结构,整个工程体系为公共建筑结构。在施工建设的过程中,其设置为东西两层覆盖层结构,并且对称布置了12根大柱断面变形模式,且设置了合理的主承重柱。在工程施工建设中,为了保证混凝土结构的一次成型且能够达到预计工作流程,在工程项目中采用覆膜模板,看台吊模结构的工程量大、是影响外观质量的重要因素,根据工程施工特点进行分析,在工程项目中利用现代化结构施工的对称性,决定采用螺栓来取代传统的踏步夹具、斜撑固定方式,采用了不同拆除墙体结构施工优势。

1高强度可拆螺栓

在本工程施工建设的过程中,采用螺栓进行施工的时候,其整个螺栓是以冷轧工艺生产而成的大螺距、短牙,具有着操作施工方便、耐用等显著的施工特点。在本工程项目中通常都是采用带有止水片穿墙拉杆施工技术,这一技术的应用为当今工程施工建设奠定了扎实的理论基础和施工依据。在本工程项目中,所选用的螺栓技术主要包含有螺栓钢牙穿墙螺栓和带止水片的穿墙拉杆。其在施工中,两者是同螺母、内外螺栓等构成的,同时它本身还具备着良好的增强防水效果、提高工程整体性的施工优势。

2施工工艺流程

拼装模板→定位穿孔→模板就位→安装对拉螺杆→校正定位、加固→准备下道工序。

3拉杆计算

在工程施工建设的过程中,大量的模板拉杆施工技术在进行的过程中必须要提前做好验算工作,根据混凝土侧压力模板施工高度和有关因素要求进行验算,从而选择出M14高强的施工拉杆,从而满足现代化施工技术要求,为工程的施工打下坚实的理论基础。

4施工工艺

4.1 消防水池及电梯基坑消防水池及电梯基坑采用带止水片的穿墙拉杆.纵横间距500~550mm.钢模组合穿墙拉杆处用2048x3.5mm钢管作背杠。用螺栓内外收紧.再与整体脚手架连接。

4.2柱、梁、板

为保证结构几何尺寸.防止胀模和对拉螺栓的`重复使用.须按下列要求加设014成品硬质PVC塑料管和管帽。

(1) 柱应按边长尺寸分别对待,即600mm<柱边长。<800mm时,加设1根;800mm<柱边长≤1500mm时,加设2根;柱边长2100~2897mm时,加设3~5根.垂直间距不得大于500mill。

(2)梁高有多种尺寸.600mm<梁高、<800i/nn时。设置1排:800mm<梁高≤1200mm时.设置2排:梁高>1500mm时.设景3~5排。纵向间距不得大于600mm。

(3)在吊模板下设带止水片的支撑.并在每阶看台两肋梁设iall4对拉螺栓,以保证吊模板高度和垂直度.具体作法如图3所示。

5、经济分析

针对本工程施工中存在的工期紧、结构特殊等特点,看台吊模在工程施工中是采用高强度螺栓作为主要的拉杆,在模板施工过程中起到至关重要的作用,保证工程的施工一次提高工程施工质量,且有着施工操作简单的优势。在本工程施工中、各个区域的看台结构特点不同,其施工技术手段也不尽相同,且高强度可拆螺栓的现代化施工技术体系,从而提高了工程的施工优势和施工经济性。

三、结束语

6.高强度螺栓材料 篇六

高强度螺栓摩擦型连接接触面的处理方法

大家好,我们是上海徐浦标准件,今天具体来给大家讲讲关于高强度螺栓摩擦型连接接触面的处理方法

7.高强度螺栓材料 篇七

钢结构主要施工标准为钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2002规范和高强度螺栓的设计、施工及验收规范 (JGJ82-91) , 本文根据施工现场实际发生地一些情况和有关规范, 向大家做出一些说明和总结, 供大家在施工中参考。

1 高强度螺栓进场验收

新采购的高强度螺栓进场需检查以下材料和情况:

1.1 材质证明书;

1.2 高强度螺栓连接副扭矩系数;

1.3 高强度螺栓外观无裂纹、伤痕、毛刺、弯曲、铁锈、螺纹磨损、被水或雨水淋湿过或有缺陷;

另外, 还应该组织对进场高强度螺栓进行复检, 检验项目包括:连接副的扭矩系数平均值和标准偏差、螺栓楔负载、螺母保证载荷、螺母及垫圈硬度。应由施工单位牵头组织高强度螺栓的检验工作, 否则一旦有问题将对质量、工期、施工成本等造成极大的影响。

2 摩擦面的处理

高强度螺栓连接摩擦面一般采用喷砂和抛丸处理, 有些还刷富锌漆, 以增强摩擦系数。摩擦面应该保护好, 不允许有泥土, 油漆等附着物。若存在油漆等覆着物, 采用钢丝刷动力去除杂物, 对于灰尘, 水等覆着物, 采用干净的破布擦式。接触面结合度>70%。

清理干净后, 根据设计要求, 是否重新喷锌或刷环氧富锌漆。

注意:摩擦面处理只是对两个钢板结合面进行处理, 高强度螺栓和螺帽与钢板接触面只要求不存在灰尘, 泥土等杂物, 油漆不必清除。

3 施工扭矩

施工扭矩若设计无特别要求, 大六角头高强度螺栓的施工扭矩按下式计算确定:

Tc=k·Pc·d

Tc—施工扭矩 (N·m) ;

k—高强度螺栓连接副的扭矩系数的平均值;

Pc—高强度螺栓施工预拉力 (kN) , 见表1;

d—高强度螺栓螺杆直径 (m m) ;

Pc、d为定值, 扭矩系数k按照厂家提供的扭矩系数进行计算。若设计有要求, 则按照设计提供的参数进行计算施工扭矩。

4 扭力扳手的选择。

在大量螺栓进行施工时, 有很多单位采用电动扳手进行终拧。建议, 采购的电动扭力扳手扭力值不要大于设计值90%, 施工完后, 采用手动扭力扳手进行终拧。

若电动扳手扭力值大于高强度螺栓设计值, 则最好舍弃不用。有人想通过点动来进行高强度螺栓拧紧, 结果是高强度螺栓扭力值大小不一, 合格的只是偶然几个, 大多数不合格, 造成安全隐患和质量事故。

扭力扳手的有效性。新的扭力扳手刚采购回来, 通过检验后, 可投入使用。但是使用一段时间后, 扭矩系数发生变化, 需要重新鉴定, 才能投入使用。因此留一个扭矩扳手作为校核用扭力扳手, 不做施工扳手使用, 每天早上上班时, 对各个施工扳手进行校核。若发现较大偏差, 侧对扭力扳手重新进行检验。下面是本工程使用的114#AC型扭力扳手一组数据:

正向300 307.7+7.7 2.6

正向450436.7-13.3-3.0偏差<5%

正向600582.8-17.2-2.9 (取绝对值)

正向700682.8-17.2-2.5

正向800770.1-29.1-3.6

从以上数据可以看到, 在使用一段时间后, 扭力扳手存在较大负偏差, 最大偏离达到-23.5%。因此要根据重新检测的数据进行使用或送专业机构进行调校和修理。

5 高强度螺栓施工工艺

高强度螺栓的初拧, 终拧两次, 直径等于或大于M30的高强度螺栓应按初拧、复拧、终拧进行紧固。施工要求, 采用手动扭力扳手逐个进行拧紧, 拧紧顺序采用螺栓群从中间往两边, 对称的原则进行拧紧, 初拧可采用梅花扳手或电动扳手进行, 终拧必须采用手动扭力扳手进行终拧。初拧和复拧应做好标记, 应采用不同颜色。

只允许在螺帽上施加扭矩。

6 高强度螺栓验收及防腐

拧紧后, 采用小手锤敲击法对高强度螺栓进行普查。应注意非主体螺栓, 比如桅杆主要连接螺栓为M24, 也有8颗M36的螺栓, 位置偏僻, 在检查时发现遗漏, 未拧紧。

验收时, 螺帽和螺栓头画一条线, 采用合格的扭力扳手, 比如AC型扭力扳手, 调到设计值, 对螺帽施加扭矩, 听见响声, 螺帽转动<15O即合格。表示达到设计扭矩。还应该检测是否过载, 检测方法, 对反方向螺帽施加扭矩, 反方向转动60°, 重新拧紧, 若线条重合 (<15°) , 则表示合格。

按照规范, 在1小时后, 48小时内组织监理进行验收, 按10%比例抽检。

高强度螺栓验收合格后, 对连接处的主体结构缝隙和连接板缝及时使用硅酮胶密封 (采用适合于粘接金属的硅酮胶) , 防止水气进入连接副结合面和钢结构内部产生腐蚀。

还应该对节点 (母材, 螺栓、螺帽, 垫片) 按照设计防腐要求进行防腐。

7 小结

8.低密度高强度炭材料的制备研究 篇八

摘要:以活化石油焦粉为原料,煤沥青为粘结剂,在不同成型压力和保压时间下制备的生坯样品并焙烧,成功制得高强度炭材料.对样品进行力学性能检测以及SEM,TGDTA,XRD分析,并阐明了活化原料与粘结剂相互作用机理.试验结果表明,随着保压时间和成型压力的增加,生坯体密及焙烧品性能都有所提升.在保压时间为20 min,成型压力为200 MPa时,焙烧后样品体积密度为1.54 g/cm3,抗压强度119 MPa,抗折强度61 MPa,各项性能均优于未活化石油焦粉原料所制样品.

关键词:活化;石油焦粉;高强度;成型压力;保压时间

中图分类号:TM242文献标识码:A

炭石墨材料具有许多优异的性能,如导热导电性好、耐摩擦性能优异、模量高等[1].其中,高密度高强度炭材料因密度高、强度大、高温耐磨的特性而在国防工业、航空航天、新型能源、工业生产、日常生活等众多领域中显示出重要性和特殊地位[2].一般而言当密度达到1.70 g/cm3,抗压强度达到60 MPa以上即可认为属于高密高强炭石墨材料的范畴[3].目前,对高密度高强度炭材料的研究热点层出不穷[4].

国内外炭石墨材料领域制备高密高强度炭材料需要多次浸渍与焙烧,工艺复杂,周期长,生产成本高.本研究以活化石油焦粉为原料制备低密度高强炭材料,制备工艺简单,只需一次焙烧,无需浸渍,所制样品密度较低,生产周期仅为常规高密高强炭材料的1/3,大大节约了生产成本.对材料而言,高强度一般对应着高密度,这是材料的固有性质,但密度高,炭材料的膨胀系数一般也会增加,使材料抗热震性能变差[5-6].本研究制备的低密度高强度炭材料由于具有比较低的密度能更好地应用于温度变化剧烈、热应力大的苛刻场合.

为了降低成本,缩短工艺,同时提高性能,本研究从原料、配方、工艺条件等多方面进行探讨,试制比常规高密度高强度炭材料密度低10%,强度高10%的低密高强炭材料.

1实验

1.1原料

实验用主要原料为:A酸,质量分数65%;煅后石油焦,主要性能指标见表1;煤沥青,主要性能指标见表2(其中软化点用环球法测得).

1.2工艺流程

样品制备的工艺流程如图1所示.

将石油焦粉碎至约12.5 μm,置于质量分数10%的A酸溶液中(以65%浓度A酸与蒸馏水配制而成)浸泡5 h,然后洗涤至pH约等于7,最后烘干.烘干后的细粉干料与破碎后的改质煤沥青进行配料、混捏,并连续轧片3次再粉碎至75 μm以下,制成二次料粉.将二次料粉装入16 mm×80 mm×60 mm的钢制模具中,用液压机分别施以100,150,200 MPa不同的成型压力,并分别保压5,10,20 min制成样品生坯,装炉后按图2升温曲线进行焙烧.

1.3测试分析

密度测试:镀铬游标卡尺,精确度0.02 mm;电子天平,精确度0.001 g,以质量除以体积计算密度.抗压强度、抗折强度测试:WE100型液压万能试验机,广州试验仪器厂.肖氏硬度测量:HS19A肖氏硬度计,山东莱州市试验机总厂.SEM:FEIQuanta 200环境扫描电子显微镜,美国FEI公司.TGDTA: (SEIKO)TG/DTA7300热重分析仪,日本精工(升温速度10 ℃/min,1 000 ℃,保温10 min,气氛:空气).XRD:D8 ADVANCE X射线衍射仪,德国布鲁克公司(Cu靶kα线,λ=0.154 18 nm,扫描速度,4°/min).

2结果与讨论

2.1成型压力对样品性能的影响

表3中列出了在不同成型压力和保压时间下各样品的性能.可以看出,在保压时间一定的情况下,生坯的体积密度随着成型压力的增大而增大,当保压时间为20 min,成型压力为200 MPa时,各项性能指标均为最好,生坯密度达到最大值为1.68 g/cm3,焙烧品密度1.54 g/cm3.这是因为在二次料粉压制时,随着压力的增加,其“桥架”破坏,拱桥效应消失,颗粒重排,坯料中大量孔隙被填充,压坯密度提高很快(线性增长).当坯料中孔隙基本填充后,颗粒彼此相切,继续增加压力,粉末体发生弹性和塑性形变,甚至断裂,粉末颗粒逐渐密实,体积密度增大.在分别保压5,10,20 min下,成型压力从150 MPa增大到200 MPa时,生坯体积密度分别增加了1.25%,1.82%和0.60% ,而由100 MPa增大到150 MPa时增长量分别为2.56%,2.50%和2.45%.这是因为炭质粉体在被压到一定程度后,内部阻力增大,塑性形变更难,虽然压力继续增长,但密度增长不如以前明显[7-8].而生坯密度对焙烧品密度有很大影响,在相同条件下,生坯致密度越高颗粒间距越小,焙烧时所需克服的传质势垒也更小,传质更容易进行.而且随着密度的增加,粘结剂沥青在结焦时挥发分逸出速度减缓,在原料表面接触时间增长,沥青析焦量增加,密度更大.

炭素材料的断裂一般是由于材料潜在裂纹扩展蔓延而引起的脆性反应,在断裂过程中几乎没有塑性变形,因此在受到外力作用时易在裂纹尖端形成应力集中,由于没有塑性变形,集中的应力是以裂纹的增殖和扩展形成新的表面来释放,导致在较低的应力下发生断裂[9].当成型压力在200 MPa,保压时间为20 min时,样品抗压强度和抗折强度达到最大值为119 MPa和61 MPa,肖氏硬度达到最大值为79.成型压力的增大使得生坯密度增加,干料、粘结剂的结合更加紧密,焙烧时传质与致密化进行得更加充分,样品需要在更大的外部压力驱使下才能发生断裂与破碎.所以成型压力越高,制得的坯体密度越大,焙烧后样品的综合性能也越好.

2.2保压时间对样品性能的影响

从表3中可以看出,在成型压力一定时,生坯密度随着保压时间的增加而增加,在保压时间为20 min时达到最大值为1.68 g/cm3.随着时间的增加,粉料粒子间的充填性能,弛豫现象趋于稳定,粉末压制体内气体逸出时间充足,压力传递更加均匀,料粉颗粒间机械啮合和变形充分.但在气体逸出后虽继续保压,受粉体间内摩擦力和自身性能的影响,弛豫现象和料粉颗粒间的形变不可能一直增大[10],所以在成型压力分别为100,150和200 MPa下,保压时间从5 min增至10 min时的生坯密度的增量分别为2.56%,2.50%和3.09%,而由10 min增至20 min时密度增量分别仅为1.88%,1.83%和0.60%.

焙烧后样品的密度随保压时间变化规律和生坯变化规律一致.在焙烧过程中,粘结剂沥青焦化所形成的炭网格将骨料颗粒结合起来,构成一个具有一定机械强度的整体.致密的坯体使沥青分解出来的挥发物压缩在颗粒内部及颗粒间空隙,减慢了粘结剂沥青分解气体逸出速度,使得沥青析焦量提高,结焦炭得以形成坚固的网格[11-12].

从表3可以看出,当成型压力一定时,样品的抗压、抗折及肖氏硬度都随着保压时间的增长而增大.在保压时间为20 min时,达到最大值.保压时间的增长使得样品在成型时气体有足够的时间逸出,压实过程也更完善,焙烧更充分,样品的机械力学性能也更好.

2.3原料活化对样品性能的影响

在200 MPa成型压力,保压20 min时,活化石油焦粉与非活化石油焦粉所制样品的性能指标见表3.可以看出生坯体密相差不大,焙烧品体密前者稍大于后者,但抗压、抗折、肖氏硬度等性能指标,前者远大于后者.在保压20 min,成型压力200 MPa时,活化原料制样品的抗压、抗折强度值已达到119 MPa和61 MPa而非活化原料制样品仅为92 MPa和39 MPa.

炭材料的强度主要取决于焙烧时煤沥青所形成的粘结焦强度,焙烧时煤沥青析焦量越大,形成的炭网格越强劲,粘结焦强度就越高.而粘结剂是在与干料表面接触的情况下进行炭化的,因此不能忽视干料表面活性的影响.干料与粘结剂在热混捏过程中的相互作用机理如图3所示.对于活化原料而言,A酸氧化使得焦粒表面原本处于平衡势场状态的碳原子裸露,不再平衡,焦粒表面活性点增多,能更容易吸附较多的小分子组分,而这种吸附是键力更强的化学吸附而非微弱的范德华吸附.吸附小分子组分后,干料颗粒表面膨胀,根据相似相容原理,膨胀的干料颗粒外表面吸附粘结剂中其他组分.由于这些组分相对分子质量大,无法渗入干料颗粒中,因此颗粒被吸附的高分子碳氢化合物形成的外壳包覆起来,继而呈凝聚状结构.继续焙烧热处理,干料颗粒吸附的高分子碳氢化合物并没有解吸,而是形成具有延伸性的致密外壳,因此在加热时每个骨料颗粒像密闭的容器,在温度的作用下,吸附着的低分子碳氢化合物进行分子缔合,转变为高分子碳氢化合物.而由于原料被活化,干料中部分碳原子上产生的羟基和羧基也在此时开始与沥青中的组分发生缩聚反应,在焙烧中后期参与建立较多有序的由稠合苯环所构成的二维碳网层面群.

由上述分析可知,活化焦粉会对粘结剂中各组分进行有选择的化学吸附,表面所吸附的氧或碳的氧化物将促进煤沥青的脱氢缩聚,同时也促使干料表面和粘结剂交叉键的形成.因此,这种表面被活化的焦粉与沥青混合形成了一种新的物质,其既不是焦粉也不是沥青,而是一种高含碳的“胶料”. 这种原料成型时生坯内部结构更加均匀,焙烧时减少了制品易开裂的现象,提高了沥青析焦量,使得沥青焙烧形成的炭网格更加强固,两相炭之间的结合更加牢固和均匀,从而可以明显提高焙烧品的强度.

2.4微观形貌分析(SEM)

为了对比试验中各样品的差异,选取了活化原料在100,150和200 MPa下成型并保压20 min时所制焙烧品和未活化原料在200 MPa下成型,保压20 min时所制焙烧品的SEM图像进行分析,并分别命名(a)~(d).从图4中可以看出,(a),(d)图的结构最为疏松,孔隙较多,分布不均,有颗粒集中的现象;(b)图的结构较为密实,与(a)图相比孔隙减少,颗粒集中现象不再明显;(c)样品最为致密,孔隙最少,基本没有颗粒集中的现象.这也佐证了(c)样品的机械和力学性能最好而(a),(d)样品的最差.而且图中(d)样品的表面形貌较为粗糙,粘结剂的析焦不够均匀.

2.5热分析

一般炭素制品的氧化失重温度在400~650 ℃之间.图5 为c,d两样品的TGDTA图.从图中可以看出c,d两样品开始氧化失重温度分别在550 ℃和450 ℃左右,c样品的放热峰也有所推迟.这是因为c样品形成的碳网群落较多,黏结焦强固,原料和煤沥青间两相炭结合更牢靠,同时挥发分颗粒较好地填塞在干料空隙间,使样品不易与空气充分接触,从而具有更好的抗氧化性能.另外,在用A酸进行活化时,可能新引入形成了部分的新键,与C—C键相比,新键键能更大,更不容易断裂,从而导致样品c的放热峰比d高,氧化失重温度后移.还有,就样品密度而言c样品的密度稍大,其与氧气接触面小,需要较长的时间完成反应,这也导致c样品的失重温度较高.

T/℃

2.6XRD分析

图6为c,d 2样品的XRD图谱.由于2样品的焙烧温度均较低,仅为1 100 ℃,且未经石墨化处理,均为无定形碳结构,因此c,d样的XRD峰值均比较低,但相较而言c样峰值稍高.根据布拉格方程计算可知,c,d两样品的d002峰分别为0.346 0 nm和0.347 8 nm,与标准六方石墨的晶面间距0.335 4 nm有比较大的差距.因为在1 600 ℃以前无定形碳通过微晶增长向石墨的转化并不明显.而 c样品峰值较高、d002较小的原因可能是,活化处理后的干料焙烧时形成的干料焦可石墨化程度更高.另外,在焙烧时煤沥青粘结剂与活化原料的反应可能更有利于中间相小球体的产生、融并与长大,也提高了粘结剂焦的可石墨化程度.

2.7综合性能比较

本研究制备的低密度高强度炭材料与传统二浸三焙高强炭材料相比,只需要一次焙烧无需浸渍便达到高于传统高强度炭材料的性能指标;生产周期由传统工艺100 d以上缩短至30 d左右;样品兼具低密度和高强度,膨胀系数小,抗热震性能优异,为材料力学性能的进一步提高留下了更大的空间.总之,本研究制备的低密度高强度炭材料生产成本低,性能优异,用途更广泛,市场潜力更大.

3结论

1)二次粉料模压成型时,前期的成型压力和保压时间的增长对样品各项性能的影响更显著.

2)以10%浓度A酸活化石油焦原料,在混捏和焙烧过程中能较好地吸附粘结剂沥青中的相关组分并与之反应生成强劲的炭网格.

3)本研究制备的低密度高强度炭材料各项性能均优于常规高密度高强度炭材料,生产周期缩短为传统高密高强炭材料的1/3,节约了生产成本,并为低成本制备超高强度的炭材料奠定了坚实基础.

4)在保压时间为20 min,成型压力为200 MPa时,活化原料制焙烧品体积密度为1.54 g/cm3,抗压强度119 MPa,抗折强度61 MPa,各项性能均优于同等条件下未活化的原料所制的d样品,具备了低密度高强度炭材料的特征.

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