六角螺栓作为机械连接中的核心元件，其可靠性直接影响设备安全与运行寿命。结合行业案例与技术分析，现将其常见故障归纳为以下六大类，并附典型案例与预防策略：
一、断裂类故障
1. 过载断裂
成因：螺栓承受超过其屈服强度的拉伸、剪切或弯曲载荷。
案例：某柴油机连杆螺栓因装配时扭紧力矩过大（使用加长杠杆强行紧固），导致螺栓屈服变形，*终在冲击载荷下断裂，打坏气缸体。
预防：严格使用扭力扳手按标准力矩紧固，避免“越紧越好”的误操作。
2. 疲劳断裂
成因：长期振动或交变载荷导致裂纹萌生与扩展。
案例：风力发电机塔筒M36螺栓因螺孔与光孔不同轴（偏心≥2mm），安装时强行拧紧，在风载交变应力下疲劳断裂，引发倒塌事故。
预防：采用十字交叉法分步紧固，控制孔位同轴度偏差。
3. 氢脆断裂
成因：电镀或酸洗过程中氢原子渗入材料，引发延迟断裂。
案例：某高强度螺栓在装配后3个月内无征兆断裂，断口呈准解理特征，经检测为氢脆所致。
预防：选用低氢脆电镀工艺，装配后24小时内进行去氢处理（如190℃保温4小时）。
4. 材料缺陷断裂
成因：夹杂物、晶粒粗大或热处理不当降低疲劳强度。
案例：某汽车传动轴螺栓因原材料中存在非金属夹杂物，在长期交变载荷下从夹杂处萌生裂纹断裂。
预防：加强原材料质量控制，采用超声波探伤检测内部缺陷。
二、松动类故障
1. 振动松动
成因：设备运行中振动导致螺栓与螺母相对转动。
案例：某振动筛螺栓因未采用防松措施，运行200小时后预紧力下降40%，导致筛体移位。
预防：对关键部位采用唐氏螺纹、开口销或螺纹锁固胶（如乐泰243）。
2. 预紧力不足
成因：装配时未达到设计预紧力，或因弹性相互作用导致多螺栓连接中预紧力衰减。
案例：某压力容器法兰螺栓因未按顺序紧固，局部预紧力不足，运行后发生泄漏。
预防：采用液压扳手按“对角线-分步”原则紧固，并记录力矩值。
3. 蠕变松动
成因：高温环境下材料蠕变导致预紧力衰减。
案例：某燃气轮机涡轮叶片螺栓在600℃下运行500小时后，预紧力下降30%。
预防：选用高温合金螺栓（如Inconel 718），并定期检查力矩。
三、腐蚀类故障
1. 电化学腐蚀
成因：潮湿环境或化学介质加速氧化反应。
案例：某沿海风电场螺栓因未采用热镀锌，运行1年后出现大面积红锈，螺纹腐蚀导致拆卸困难。
预防：对腐蚀环境采用热镀锌（≥50μm）或达克罗涂层，定期涂抹防锈油。
2. 缝隙腐蚀
成因：螺纹啮合处或垫片缝隙形成浓差电池。
案例：某化工设备法兰螺栓因介质渗透至螺纹缝隙，3个月内发生严重腐蚀。
预防：采用全螺纹螺栓+密封垫片，或涂覆聚四氟乙烯涂层。
四、螺纹损伤类故障
1. 螺纹咬合（冷焊）
成因：润滑不足或安装速度过快导致螺纹表面材料转移。
案例：某汽车底盘螺栓因未涂润滑剂，安装时螺纹干摩擦，导致螺栓与螺母咬死。
预防：使用二硫化钼润滑剂，控制安装转速≤30rpm。
2. 滑牙
成因：螺纹加工误差或过度磨损导致啮合不足。
案例：某模具紧固螺栓因螺纹中径超差，重复使用3次后滑牙，导致模具掉落。
预防：采用螺纹量规100%检测，控制中径公差在6g/6H范围内。
五、头部损坏类故障
1. 头部开裂
成因：头部与杆部过渡圆角过小或淬火裂纹引发应力集中。
案例：某高强度螺栓因头部圆角r=0.5mm（标准要求≥1.0mm），淬火时产生裂纹，装配后断裂。
预防：优化模具设计，确保头部圆角过渡平滑。
2. 头部变形
成因：安装时用力过猛或工具选择不当。
案例：某维修人员使用活动扳手紧固M8螺栓，因杠杆过长导致头部六方被磨圆。
预防：使用匹配的套筒扳手，避免使用加长杠杆。
六、综合防控策略
设计阶段：
根据载荷谱选择合适强度等级（如8.8级、10.9级），关键部位采用唐氏螺纹防松。
对高温/腐蚀环境，优先选用Inconel 718、A286等高温合金或316不锈钢。
制造阶段：
控制热处理工艺，确保屈服强度≥90%抗拉强度，减少氢脆风险。
螺纹滚压成型替代切削加工，提升表面硬度与疲劳强度。
安装阶段：
使用液压扳手+超声波伸长量测量双重控制预紧力。
对振动部件采用预涂胶+开口销双重防松。
维护阶段：
建立螺栓力矩衰减曲线，对关键部位每500小时复紧一次。
采用内窥镜检测螺纹腐蚀，对腐蚀速率＞0.1mm/年的部位提前更换。
通过上述系统化防控，可显著降低六角螺栓故障率，延长设备使用寿命。
