张 毅

（国家石油天然气管网集团有限公司西气东输分公司）

螺栓广泛应用于结构的连接、紧固及密封等场合。 作为一种缺口型零件，螺栓在缺口部位（如螺杆根部、螺纹根部等）易产生应力集中现象［1］。螺栓的断裂失效可导致结构、设备等出现安全隐患，并引发重大事故。 螺栓的断裂首先与螺栓材料的力学性能、组织等有关；其次与螺栓的工作应力有关，如预紧力大小、应力集中等。 同时螺栓工作环境下的腐蚀介质、介质浓度及温度等因素也会影响螺栓的使用性能［2］。

某取压阀压盖螺栓在使用过程中发生了断裂，为了确定失效原因，对螺栓断裂部位和未断裂部位取样，并进行宏观检查、化学成分分析、硬度测定、金相组织分析、断口形貌及能谱分析等一系列试验，分析了断裂的原因，并提出了改进措施。

1 运行工况

取压阀压盖螺栓使用约5 年后，4 根螺栓中有2 根发生了断裂，其主要技术参数如下：

取压阀介质 O2

取压阀中的氧气压力 6.0MPa

规格 M10mm×42mm

设计材料 B8（304）

2 试验结果与分析

2.1 宏观检查

图1 为4 根螺栓的形貌。 由图1a 可见，1#和2#螺栓为完好螺栓， 螺纹根部均存在褐色垢物，螺栓性能等级为8.8 级；3#螺栓断裂于无螺纹的光杆与六角头的过渡部位， 断口形貌如图1c 所示，可见断口整体较平整，最后断裂区凹凸不平，整体无明显塑性变形，同时断口表面附着有褐色垢物；4#螺栓螺纹和光杆部位均存在腐蚀， 断裂于光杆处，断口表面附着有褐色垢物，如图1d、e所示。

2.2 化学成分分析

对样……