新闻
膨胀螺丝的拉拔试验,螺栓实物屈服强度rp0.2试验
2025-09-06 10:16  浏览:5
膨胀螺丝的拉拔试验,螺栓实物屈服强度rp0.2试验

膨胀螺丝的拉拔试验,是通过专用设备对膨胀螺丝施加轴向拉力,检测其抗拔承载力是否满足设计或规范要求的关键测试,核心目的是验证膨胀螺丝在基材(如混凝土、墙体、钢结构)中的锚固可靠性,避免因锚固失效导致设备、构件坠落等安全事故。

 一、试验核心目的 拉拔试验并非 “所有膨胀螺丝都要做”,而是针对关键场景或有明确要求的情况,主要目的包括: 验证安全性能:确保膨胀螺丝能承受实际使用中的拉力荷载(如吊顶龙骨、外墙干挂石材、设备支架的拉力),避免锚固失效。 符合设计 / 规范要求:建筑、装修、设备安装等领域均有明确标准(如建筑结构加固、机电设备固定),需通过试验证明锚固力达标。 排查质量 / 工艺问题:检测膨胀螺丝本身质量(如材质强度)、安装工艺(如钻孔深度、拧入扭矩)、基材性能(如混凝土强度)是否存在缺陷。

 二、试验前准备 试验结果的准确性依赖于前期准备,需重点关注设备、试件、环境三方面: 

试验设备 核心设备为 “拉拔仪”,需满足精度要求(通常拉力测量误差≤1%),辅助工具包括: 设备 / 工具 作用说明 数显拉拔仪 核心设备:可稳定施加轴向拉力,并实时显示拉力值(单位:kN 或 N),部分可记录峰值。 配套连接件 如 “拉拔座”“转接杆”,确保拉拔仪与膨胀螺丝同轴连接,避免偏心荷载影响结果。 钻孔工具 按膨胀螺丝规格匹配的钻头(确保钻孔直径、深度符合安装规范)。 测量工具 卡尺(测螺丝规格、钻孔尺寸)、扭矩扳手(控制膨胀螺丝拧入扭矩,保证安装一致性)。 安全防护工具 手套、护目镜(防止加载过程中试件碎裂、零件飞溅)。

2. 试件与基材要求 试件和基材的状态直接影响试验真实性,需符合以下要求: 膨胀螺丝试件: 规格、材质需与实际使用一致(如 M8 金属膨胀螺丝、M10 塑料膨胀管),且为未使用的合格产品(需提供产品合格证)。 每组试验至少 3 个试件(避免单个试件误差,取平均值作为结果)。 基材要求: 基材类型与实际安装场景一致(如混凝土基材需明确强度等级 C25/C30,墙体基材需明确是实心砖、空心砖还是石膏板)。 基材表面平整、无裂缝,厚度需满足膨胀螺丝 “有效锚固深度”(如混凝土基材厚度≥钻孔深度 + 20mm,避免基材被拉穿)。

 3. 环境要求 试验环境需稳定,避免极端条件影响结果: 温度:通常为 5℃~35℃(极端温度会改变基材或螺丝的力学性能,如低温使塑料膨胀管变脆)。 湿度:无明显积水或高湿(潮湿可能导致基材软化,如石膏板吸潮后强度下降)。 基材状态:基材需固化完全(如混凝土需养护 28 天以上,避免未固化基材强度不足)。 

三、详细试验步骤 拉拔试验需严格按 “安装→加载→观测→记录” 流程操作,核心是保证加载同轴、速率稳定、观测精准: 

步骤 1:膨胀螺丝规范安装 安装工艺是试验准确性的前提,需完全模拟实际施工流程: 按膨胀螺丝规格钻孔:钻孔直径 = 螺丝套管外径(如 M8 金属膨胀螺丝,钻孔直径通常为 10mm),钻孔深度 = 套管长度 + 5~10mm(确保膨胀管完全进入基材,避免 “浮装”)。 清理钻孔:用吹气筒或毛刷清理孔内灰尘、碎屑,避免碎屑影响膨胀管与基材的贴合度。 拧入膨胀螺丝:将膨胀管套入螺杆,放入钻孔后,用扭矩扳手按产品说明书规定的扭矩拧紧(如 M8 金属膨胀螺丝扭矩通常为 15~20N・m),确保膨胀管完全张开并压紧基材。 静置固化:若为需固化的膨胀螺丝(如化学锚栓类膨胀螺丝),需按说明书静置足够时间(如 24 小时),确保胶体完全固化。

 步骤 2:固定拉拔仪 将拉拔仪的 “拉拔座” 固定在基材表面,确保拉拔仪的受力中心与膨胀螺丝的轴线完全重合(偏心会导致拉力分散,使试验值偏低或破坏形式异常)。 通过转接杆将拉拔仪的 “拉力输出端” 与膨胀螺丝的螺杆连接(如拧入螺杆顶部的螺纹孔,或用夹具夹紧螺杆),连接需牢固无松动。 步骤 3:分级加载或连续加载 加载方式需根据规范或设计要求选择,

常用两种方式: 方式 1:分级加载(适用于需观察 “屈服点” 的场景) 初始加载:先施加 5%~10% 的预估最大拉力,稳定 30 秒,检查设备连接是否正常(无松动、无偏心)。 分级递增:按每级 10%~20% 的预估最大拉力递增,每级加载后稳定 1~2 分钟,观察基材、膨胀螺丝是否有变形(如基材开裂、螺丝位移)。 直至破坏:继续加载至膨胀螺丝出现 “极限破坏”(如螺丝拔出、螺杆断裂、基材崩裂),记录此时的峰值拉力(即抗拔承载力极限值)。 

方式 2:连续加载(适用于快速检测,常用) 以恒定速率加载(通常速率为 1~5kN/min,具体按规范要求),避免加载过快导致结果偏差。 实时观察拉力值和试件状态,当拉力值突然下降(或基材 / 螺丝出现明显破坏)时,停止加载,记录此时的峰值拉力。 

步骤 4:观测与记录 试验过程中需全程记录关键信息,避免遗漏: 拉力数据:初始拉力、每级拉力值、峰值拉力(jingque到 0.1kN 或 10N)。 破坏形式:这是判断问题根源的核心,常见破坏形式及原因如下: 破坏形式 可能原因分析 膨胀螺丝整体被拔出 安装深度不足、膨胀管未完全张开、基材强度过低(如空心砖、疏松混凝土)。 膨胀螺丝螺杆断裂 螺杆材质强度不足(如劣质钢材)、螺丝规格选型过小(荷载超过螺杆承重极限)。 基材局部崩裂 / 拉穿 基材强度不足(如 C15 以下混凝土)、基材厚度不够(钻孔接近基材背面)。 膨胀管碎裂(塑料类) 塑料膨胀管材质老化 / 劣质、低温环境下塑料变脆、加载速率过快。 其他信息:试验日期、环境温度湿度、基材类型 / 强度、螺丝规格 / 品牌、安装人员。 

四、试验结果判定 判定 “合格与否” 的核心依据是试验峰值拉力≥设计要求的抗拔承载力,具体分两步:

 1. 明确合格标准 需确定 “设计要求值”,来源包括: 设计图纸:如设备支架要求膨胀螺丝抗拔力≥2kN。 产品说明书:正规膨胀螺丝会标注 “额定抗拔承载力”(如 M10 金属膨胀螺丝在 C30 混凝土中额定抗拔力≥3.5kN)。 行业规范:如《混凝土结构后锚固技术规程》(JGJ 145)、《建筑机电工程抗震设计规范》(GB 50981)中对不同场景的锚固力要求。 

2. 结果判定规则 合格:每组 3 个试件的平均峰值拉力≥设计要求值,且单个试件的峰值拉力不低于设计值的 85%(避免个别试件误差影响整体判定)。 不合格:若平均峰值拉力<设计值,或单个试件拉力<设计值的 85%,需重新排查原因(如安装工艺、螺丝质量、基材强度),整改后重新试验。 

五、试验注意事项 安全第一: 加载过程中,拉拔仪正前方及周围 1 米内禁止站人,防止试件破坏时零件飞溅伤人。 若基材为脆性材料(如玻璃、石膏板),需提前做好防护,避免基材碎裂坠落。 安装必须规范: 钻孔深度、直径需与膨胀螺丝规格匹配(如 M8 膨胀螺丝通常需钻孔深度≥60mm,直径 10mm),钻孔过浅会直接导致抗拔力偏低。 拧入扭矩需按产品说明书控制(如无说明,可参考:M6=8~12N・m,M8=15~20N・m),扭矩不足会导致膨胀管张开不充分,扭矩过大可能拧断螺杆。 平行试验不可少: 单组试验至少做 3 个试件,取平均值作为最终结果(单个试件可能因安装误差、基材局部缺陷导致结果偏差)。 区分 “破坏性” 与 “非破坏性” 试验: 破坏性试验:加载至试件破坏,用于检测 “极限抗拔力”,试验后螺丝 / 基材报废。 非破坏性试验:加载至设计值的 1.2~1.5 倍(不破坏试件),用于现场抽检(如已安装的设备支架),试验后螺丝可继续使用。 

六、参考规范 试验需依据行业标准执行,避免 “凭经验操作”,常用规范包括: 《混凝土结构后锚固技术规程》(JGJ 145-2013):明确混凝土基材中膨胀螺丝的拉拔试验方法、承载力要求。 《建筑装饰装修工程质量验收标准》(GB 50210-2018):针对装修场景(如吊顶、隔墙)的膨胀螺丝锚固要求。 《机电设备安装工程施工及验收通用规范》(GB 50231-2009):机电设备支架膨胀螺丝的试验与验收标准。 

***膨胀螺丝的拉拔试验是 “安全兜底” 的关键环节,核心在于模拟真实使用场景、规范操作流程、精准判定结果,避免因 “小螺丝” 的锚固失效引发大事故。




螺栓实物屈服强度Rp0.2 试验(即 “规定非比例延伸强度试验”)是评估螺栓在承受静拉力时,发生 0.2% 非比例延伸时对应的强度指标,是螺栓机械性能验证的核心试验之一(区别于材料试样试验,需直接使用螺栓实物进行)。以下从试验核心概念、依据标准、试验流程、数据处理及注意事项展开详细说明: 

一、试验核心概念 在理解试验前,需明确 2 个关键定义: Rp0.2(规定非比例延伸强度) 指在拉伸过程中,当试样的非比例延伸率达到 0.2% 时,对应的应力值(应力 = 试验力 ÷ 螺栓公称应力截面积)。它是衡量螺栓 “屈服特性” 的关键指标 —— 螺栓在此强度下,虽未发生明显塑性变形(肉眼不可见),但已出现 0.2% 的 “yongjiu变形趋势”,是工程中判定螺栓抗屈服能力的核心依据。 螺栓实物试验的特殊性 区别于 “材料标准试样试验”(用机加工的圆棒试样),螺栓实物试验需直接使用完整螺栓(含头部、螺纹),试验结果更贴近螺栓实际服役状态(需考虑螺纹、头部过渡圆角等结构对强度的影响)。 

二、试验依据标准 螺栓实物 Rp0.2 试验需严格遵循紧固件专用标准,不同国家 / 地区标准略有差异,主流标准如下: 标准体系 核心标准编号 标准名称 适用范围 中国国家标准(GB) GB/T 3098.1-2010 《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》 国内通用,覆盖碳钢、合金钢螺栓 guojibiaozhun(ISO) ISO 898-1:2019 《Mechanical properties of fasteners - Part 1: Bolts, screws and studs made of carbon steel and alloy steel》 国际通用,与 GB/T 3098.1 技术内容一致 美国标准(ASTM) ASTM F606/F606M-23 《Standard Test Methods for Determining the Mechanical Properties of Externally Threaded Fasteners》 北美地区通用,含 Rp0.2 试验方法

 三、试验前准备 试验准备是确保数据准确的前提,需覆盖试样、设备、校准三大维度:

 1. 试样准备 试样选取:从同一批次、同一规格的螺栓中随机抽取,数量需符合标准要求(通常每组 3~5 件,确保结果重复性)。 试样状态: 螺栓需无损伤(螺纹无磕碰、头部无裂纹、表面无锈蚀 / 油污); 若螺栓为热处理件(如 8.8 级、10.9 级),需确认已完成最终热处理(淬火 + 回火),且未经过额外加工(如切割、打磨,除非标准允许去除飞边)。 关键参数确认:记录螺栓规格(如 M12×50)、螺纹精度(如 6g)、材料牌号,并查标准获取公称应力截面积 Aₛ(如 M12 螺栓的 Aₛ=113.1mm²,依据 GB/T 16823.1)——Rp0.2 计算需用 Aₛ,而非实际横截面积。 

2. 设备准备 核心设备: wanneng材料试验机(量程需匹配螺栓预期 Rp0.2:如 8.8 级 M12 螺栓,Rp0.2≥640MPa,最大试验力 = 640MPa×113.1mm²≈72.4kN,试验机量程建议选 100kN 或 200kN,避免量程过大导致误差); 引伸计(分辨率≥0.001mm,量程需覆盖 0.2% 延伸对应的变形量:如 M12 螺栓有效夹持长度 L₀若为 50mm,0.2% 延伸量 = 0.1mm,引伸计量程建议≥1mm)—— 用于jingque测量螺栓的轴向延伸,是判定 0.2% 非比例延伸的关键。 辅助工具: 专用夹具:螺栓头部用 “V 型块 + 压板” 固定(避免头部变形),螺纹端用 “内螺纹夹头” 或 “外螺纹夹具” 夹持,确保夹具与螺栓同轴(避免附加弯曲应力); 校准工具:力传感器(校准试验机试验力)、标准试样(校准引伸计)。 

3. 设备校准 试验机试验力:需经计量机构校准(周期通常 1 年),误差≤±1%; 引伸计:试验前用标准长度块校准(如校准 25mm、50mm 长度的延伸量),误差≤±0.5%; 环境条件:试验环境温度 10~35℃,湿度≤80%(避免高温导致材料强度下降,或湿度导致锈蚀影响夹持)。 

四、详细试验步骤 1. 试样装夹 将螺栓头部放入下夹具(V 型块),调整位置使螺栓轴线与试验机加载轴线重合(同轴度误差≤0.5% L₀,L₀为引伸计夹持距离); 上夹具夹紧螺栓螺纹端,轻轻预加载(试验力≤5% 预期最大力),消除螺栓与夹具的间隙; 安装引伸计:将引伸计的两个夹持臂分别固定在螺栓的 “有效平行段”(避开头部过渡圆角和螺纹段,若螺栓无平行段,可在螺纹段外侧贴应变片替代,但需符合标准要求),确保引伸计与螺栓轴线平行,夹持牢固无松动。 

2. 加载与数据采集 设定加载速率:依据 GB/T 228.1(金属材料拉伸试验方法),静拉伸加载速率需控制在应力速率 2~20MPa/s(如 8.8 级螺栓,应力速率取 10MPa/s,则试验力速率 = 10MPa/s×113.1mm²≈1.13kN/s),避免加载过快导致 “动态效应”(使测得的 Rp0.2 偏高); 启动试验机,匀速加载,同步采集 “试验力 F” 和 “引伸计测量的延伸量 ΔL”,生成 “力 - 延伸曲线”(F-ΔL 曲线); 持续加载至 “非比例延伸率达到 0.2%”:通过试验机软件自动判定(或人工图解法),此时记录对应的试验力 F₀.₂。 3. 试验终止条件 若螺栓在达到 0.2% 非比例延伸前未断裂:记录 F₀.₂后,可继续加载至断裂(用于获取抗拉强度),或停止加载; 若螺栓在达到 0.2% 非比例延伸前断裂(如材料缺陷、螺纹损伤):该试样结果无效,需重新选取试样补做试验。

 五、数据处理与结果判定 1. Rp0.2 计算 根据公式计算每个试样的 Rp0.2: Rp0.2 = F₀.₂ ÷ Aₛ 符号说明:Rp0.2(单位:MPa);F₀.₂(0.2% 非比例延伸对应的试验力,单位:N);Aₛ(螺栓公称应力截面积,单位:mm²,查 GB/T 16823.1 获取)。 示例:M12 螺栓(Aₛ=113.1mm²),试验测得 F₀.₂=72000N,则 Rp0.2=72000N ÷ 113.1mm²≈636MPa。 2. 结果判定 取所有有效试样的 Rp0.2 值,若每个试样的 Rp0.2 均不低于标准规定值(如 8.8 级螺栓,GB/T 3098.1 规定 Rp0.2≥640MPa),则判定该批次螺栓 Rp0.2 合格; 若有 1 个试样不合格,允许加倍取样复试:若复试全部合格,仍判定合格;若复试仍有不合格,则该批次不合格。 

六、注意事项与常见问题 装夹同轴度是关键 若夹具与螺栓不同轴,会产生附加弯曲应力,导致测得的 Rp0.2 偏低(弯曲使局部应力集中,提前达到 0.2% 延伸)。解决方法:装夹后用百分表检查螺栓径向跳动,跳动量≤0.05mm。 引伸计安装需精准 引伸计夹持位置需避开头部过渡圆角(此处易产生应力集中,延伸量偏大); 若螺栓无平行段(如全螺纹螺栓),需用 “螺纹专用引伸计” 或在螺纹牙顶贴应变片,避免引伸计打滑。 加载速率不可过快 加载速率超过 20MPa/s 时,材料会因 “应变率硬化” 导致 Rp0.2 偏高(尤其高强度螺栓,如 12.9 级),需严格按标准控制速率。 异常数据处理 若某试样 Rp0.2 与其他试样偏差超过 10%,需检查:① 试样是否有裂纹 / 损伤;② 引伸计是否松动;③ 夹具是否打滑,排除故障后重新试验,不可直接舍弃数据。

 七、与 “材料标准试样试验” 的区别 很多人会混淆螺栓实物试验与材料试样试验,两者核心差异如下: 对比维度 螺栓实物 Rp0.2 试验 材料标准试样 Rp0.2 试验 试样形态 完整螺栓(含头部、螺纹) 机加工圆棒试样(无螺纹、无头部) 受力面积 公称应力截面积 Aₛ(查标准) 实际横截面积(πd²/4,d 为试样直径) 结果意义 反映螺栓整体抗屈服能力(含结构影响) 反映材料本身的屈服特性(无结构影响) 适用场景 螺栓成品验收、批次质量验证 材料进厂检验、工艺研发 通过以上流程,可准确测得螺栓实物的 Rp0.2,确保螺栓在实际应用中(如机械连接、建筑紧固)不会因屈服导致连接松动或失效。试验过程中需严格遵循标准,控制每一步误差,才能保证结果的准确性和可靠性。

相关新闻
联系方式
公司:安徽万博检验检测服务有限公司
姓名:黄九清(先生)
电话:13083509927
手机:13345507250
传真:13083509927
地区:安徽-宿州
地址:安徽省滁州市凤凰办事处中都大道2887号原创科技城科创交易大厦13-19层
拨打电话 请卖家联系我