螺栓断裂，往往始于一个被忽略的参数

  一台风电设备在正常运行中突然停机——排查发现，塔筒连接处的一颗螺栓竟从螺纹根部齐刷刷断裂。材质报告齐全，强度等级达标，安装扭矩也按规范执行，问题究竟出在哪?类似场景在铁路、桥梁、特种设备等领域并不罕见。表面合规的背后，往往隐藏着一个被长期忽视的隐患：氢。

  螺栓氢脆失效原理：氢如何瓦解金属强度

  螺栓(通常指抗拉强度≥10.9级)因其优异的承载能力被广泛应用于关键连接部位。但正因其强度特性，对氢脆极为敏感。所谓氢脆，是指在制造或服役过程中，氢原子渗入钢基体，在应力集中区域聚集，诱发微裂纹并逐步扩展，导致无预警的脆性断裂。

  这种失效具有延迟性和突发性——螺栓可能在安装后数小时、数天甚至数月才断裂，且断口常呈脆性特征，无明显塑性变形。更棘手的是，常规的拉伸、硬度或扭矩测试无法检出氢脆风险，必须依赖专项分析手段。

  根据行业实践，在大量螺栓早期断裂的失效分析中，氢致开裂(HIC)或应力导向氢致开裂(SOHIC)是高频原因。而这些现象的根源，往往追溯到两个被忽略的关键参数。

  氢脆风险源头：扩散氢含量与残余应力

  1、扩散氢含量

  氢主要来源于电镀、酸洗、磷化等表面处理工艺，也可能来自潮湿环境或阴极保护系统。若处理后未及时进行去氢烘烤(如200℃保温数小时)，氢会滞留在金属内部。扩散氢含量虽看不见，却直接决定氢脆敏感性。

  2、装配或焊接残余应力

  螺栓在拧紧过程中本身已承受高预紧力，若结构存在焊接残余应力或几何不匹配导致附加弯矩，会与工作载荷叠加，在局部形成高应力区。这一区域正是氢原子聚集并引发裂纹的“温床”。

  遗憾的是，当前多数采购与施工验收流程只关注抗拉强度、保证载荷、扭矩系数等宏观指标，却未将氢脆风险控制纳入质量体系。

  如何提前识别氢脆风险?检测是关键防线

  预防螺栓氢脆断裂，需从材料、工艺到检测全链条管控：

  优先选用低氢或无氢表面处理工艺;

  表面处理后严格执行去氢处理;

  对用于高风险环境(如海洋、化工、高压)的螺栓，开展抗氢致开裂试验(如HIC、SSC测试，参考NACE TM0284、GB/T

8650等标准);

  必要时结合金相分析、断口扫描和残余应力检测，综合评估服役可靠性。

  一次系统的氢脆风险评估，远比事后停机、更换、事故调查的成本更低，也更安全。

  专业第三方检测：让氢脆隐患无所遁形

  氢脆问题的复杂性，决定了其检测必须由具备专业资质和技术能力的机构完成。江苏天鼎检测科技有限公司作为通过CNAS认可和CMA认证的第三方检测机构，可提供覆盖螺栓全生命周期的检测服务，包括：

  抗氢致开裂(HIC/SSC/SOHIC)试验，依据相关国际及国家标准;

  断口分析与金相检验，识别脆性断裂特征与微观组织异常;

  力学性能测试(拉伸、冲击、硬度、保证载荷等);

  化学成分与非金属夹杂物分析，排查材料本征缺陷。

  更重要的是，天鼎检测不仅告诉客户“是否断裂”，还能通过综合分析指出“为何断裂”，为工艺优化和选型改进提供技术依据。

  在精密装备制造领域，一颗螺栓的安全，从来不只是“拧紧”那么简单。那个被忽略的参数——氢，可能正在无声地侵蚀结构的可靠性。与其等待断裂发生，不如在交付前多看一眼微观世界。因为真正的可靠，经得起显微镜的审视，也扛得住时间的考验。