塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接用高強(qiáng)螺栓在塔機(jī)工作過程中要承受頻繁的交變應(yīng)力以及露天作業(yè)的環(huán)境侵蝕等各種因素，尤其是每次塔機(jī)拆裝所施加的較大預(yù)緊力，使螺栓在使用中疲勞破壞加速，進(jìn)而產(chǎn)生周向疲勞裂紋。這些裂紋在循環(huán)應(yīng)力作用下會(huì)緩慢向縱深發(fā)展，當(dāng)超過其極限值時(shí)，會(huì)迅速擴(kuò)展而斷裂。
　　高強(qiáng)螺栓重復(fù)使用一般不應(yīng)超過2次，且拆卸后應(yīng)無任何損傷變形，否則就應(yīng)更換。但由于高強(qiáng)螺栓成本高、用量大，塔機(jī)拆運(yùn)次數(shù)頻繁，使用單位均多次重復(fù)使用，因而存在著安全隱患，只有加強(qiáng)對(duì)這些在用高強(qiáng)螺栓的檢測(cè)，才能消除隱患。
　　1、塔機(jī)高強(qiáng)螺栓疲勞裂紋事例
　　2005年11月，我們對(duì)某重工機(jī)械有限公司生產(chǎn)的一臺(tái)在用JT300-16塔式起重機(jī)的高強(qiáng)螺栓進(jìn)行了無損檢測(cè)，該塔機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)采用M60高強(qiáng)螺栓連接，塔身共10節(jié)，每節(jié)8個(gè)螺栓，共用高強(qiáng)螺栓80個(gè)。該塔機(jī)已經(jīng)使用3年，檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)有2個(gè)螺栓在螺紋根部出現(xiàn)疲勞裂紋，裂紋所處位置見圖1。裂紋細(xì)小、形狀較直，深度小于0.3mm，沿齒根周向延伸，長(zhǎng)約14mm。雖然裂紋很淺，由于尖端應(yīng)力極大而具有擴(kuò)展傾向，是非常危險(xiǎn)的缺陷。該高強(qiáng)螺栓材質(zhì)采用35CrMo，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，具有綜合機(jī)械性能，但抗疲勞能力卻有所下降。高強(qiáng)螺栓的熱處理是非常重要的，如果熱處理工藝不當(dāng)，在螺栓的顯微組織中存在較多的回火馬氏體或貝氏體，其抗裂能力就會(huì)顯著降低。

　　經(jīng)分析認(rèn)為，該螺栓可能是原始熱處理工藝控制不當(dāng)，如高溫回火溫度或回火時(shí)間沒有嚴(yán)格按工藝要求，使金相組織未達(dá)到要求，降低了抗裂能力，長(zhǎng)期的交變應(yīng)力導(dǎo)致疲勞而出現(xiàn)裂紋，如果繼續(xù)使用則會(huì)發(fā)展而斷裂。
　　2、疲勞裂紋易發(fā)部位
　　疲勞裂紋的產(chǎn)生是有一定規(guī)律性的，一般高強(qiáng)螺栓的疲勞裂紋易發(fā)生在圖1所示螺紋與桿體過渡段的一段范圍內(nèi)。裂紋形態(tài)為沿齒根圓周向內(nèi)部稍作傾斜延伸，初始裂紋基本發(fā)生在疲勞核心處，深度極淺、長(zhǎng)度很短，也有發(fā)生在嚙合面上的微裂紋。經(jīng)相當(dāng)周期的運(yùn)行以后，疲勞裂紋向內(nèi)部呈波紋狀作深度擴(kuò)展，嚙合面也會(huì)擴(kuò)展聚集，甚至造成齒面脫落。因此，對(duì)于高強(qiáng)螺栓檢測(cè)的重點(diǎn)應(yīng)放在圖1中的“掃查范圍”。
　　3、磁粉、著色和超聲檢測(cè)方法
　　對(duì)高強(qiáng)螺栓進(jìn)行無損檢測(cè)最常用的方法有磁粉檢測(cè)、著色檢測(cè)、超聲波檢測(cè)。
　　 (1)磁粉檢測(cè)。
　　將拆下的高強(qiáng)螺栓用溶劑洗滌干凈，特別注意齒根部及過渡段的清洗。將螺栓置于磁力探傷機(jī)縱向磁化線圈中，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)可用攜帶式儀器，采用繞電線法，進(jìn)行縱向磁化。
　　采用連續(xù)磁化、濕法，在噴灑磁懸液的同時(shí)，邊磁化邊仔細(xì)觀察表面磁痕，操作示意圖見圖2。當(dāng)線圈通以低電壓大電流后，產(chǎn)生縱向磁場(chǎng)，高強(qiáng)螺栓在縱向線圈磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，沿螺栓軸向形成閉合磁力線。遇裂紋后形成漏磁，產(chǎn)生磁力線外泄，施加磁粉后，漏磁吸引磁粉形成放大的磁痕顯示。

　　磁粉檢測(cè)對(duì)表面裂紋靈敏度很高，裂紋顯示直觀，操作容易，但因清洗工作量太大，影響檢測(cè)進(jìn)度，且表面銹蝕，黑痕不易清洗干凈，這些痕跡與磁粉顏色的對(duì)比不鮮明，影響對(duì)磁痕的觀察，容易造成漏檢，且齒尖漏磁吸附磁粉往往也會(huì)造成誤判。
　　(2)著色檢測(cè)法。該方法雖然直觀且易于操作，但對(duì)表面清潔工作以及表面粗糙度要求都很高，工藝過程較復(fù)雜，操作時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按程序完成作業(yè)，才能取得滿意結(jié)果。同時(shí)，著色法操作時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境、操作人員有污染，檢測(cè)費(fèi)用也高。當(dāng)必要時(shí)可替代磁力探傷方法。
　　(3）超聲波檢測(cè)法。
　　利用超聲波在缺陷上的返回信號(hào)，通過回波所在的位置、形態(tài)、大小及動(dòng)態(tài)波形來判斷裂紋。這種方法方便、快速、成本低，但超聲檢測(cè)用于高強(qiáng)螺栓存在一定難度，因?yàn)榱鸭y的缺陷反射波與螺紋形成的反射波加上底波、遲到波，會(huì)影響對(duì)缺陷的判斷，不像厚鋼板和規(guī)整的鍛件對(duì)缺陷的觀察那么直觀，對(duì)波形的判斷人為因素很大。通過實(shí)際檢測(cè)過程，采取與正常螺栓比較的方式，對(duì)異樣波進(jìn)行分析、判斷，再配合磁粉檢測(cè)方法互補(bǔ)，準(zhǔn)確率是很高的。
　　4、高強(qiáng)螺栓超聲檢測(cè)方法
　　4.1直探頭斜楔塊法
　　將直探頭藕合面上貼一塊透聲斜楔塊，如圖3所示，聲束通過透聲斜塊改變一定角度，因不超過第二臨界角，仍然是縱波。

　　檢測(cè)時(shí)探頭位置應(yīng)使主聲束與齒面基本垂直，造成聲束傾斜到達(dá)螺栓側(cè)面，調(diào)整探頭位置，使主聲束指向螺栓過渡段，并覆蓋全部“掃查范圍”區(qū)段（見圖1）。掃查時(shí)，將探頭保持相對(duì)位置沿端面移動(dòng)一周進(jìn)行探測(cè)。如聲束不能全部覆蓋危險(xiǎn)段，則探頭除做周向移動(dòng)外，還應(yīng)做徑向鋸齒移動(dòng)，以確保危險(xiǎn)段的全面掃查。圖4a為各齒反射波代號(hào)，圖4b為齒根完好的波形，波束掃查到7個(gè)齒面，d波為中心束所達(dá)之齒面返回信號(hào)，前面波形依次下降，而a、b、c波又相應(yīng)較e、f、g號(hào)波為高，此波形可借助水平展開仔細(xì)觀察。
　　圖4c為第e齒根的波形返回信號(hào)幅值升高，因裂紋較深，使f、g號(hào)齒因聲阻斷而消失。也有因裂紋深度不足以全部阻斷聲束，則f、g齒信號(hào)下降，下降幅度與裂紋深度相關(guān)。
　　該方法容易掌握，因改變了聲束指