（高清版）GBT 41157.2-2022 核電廠用緊固件 第2部分：碳鋼和合金鋼螺母

核電廠用緊固件第2部分：碳鋼和合金鋼螺母2022-03-09發(fā)布2022-10-01實(shí)施國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T41157.2—2022 I引言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 24代號 25技術(shù)要求 6試驗(yàn)方法 67標(biāo)志與包裝 附錄A(資料性)試驗(yàn)芯棒的螺紋尺寸 參考文獻(xiàn) I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T41157《核電廠用緊固件》的第2部分。GB/T41157已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：合金鋼螺栓、螺釘和螺柱；——第2部分：碳鋼和合金鋼螺母；——第3部分：不銹鋼螺栓、螺釘和螺柱；——第4部分：不銹鋼螺母；——第5部分：驗(yàn)收檢查。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國緊固件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC85)歸口。本文件起草單位：中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心、定西高強(qiáng)度緊固件股份有限公司、山東高強(qiáng)緊固件有限公司、上海群力緊固件制造有限公司、晉億實(shí)業(yè)股份有限公司、紹興山耐高壓緊固件有限公司、浙江迪特高強(qiáng)度螺栓有限公司、上海高強(qiáng)度螺栓廠有限公司、浙江海力股份有限公司、浙江國檢檢測技術(shù)股份有限公司、機(jī)械工業(yè)通用零部件產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心、核工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所、清華大學(xué)、中國核電工程有限公司、中廣核工程有限公司、中廣核研究院有限公司、中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院、上海核工程研究設(shè)計(jì)院有限公司、蘇州熱工研究院有限公司、溫州信德電力配件有限公司。本文件由全國緊固件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)解釋。Ⅱ緊固件在核電廠安全系統(tǒng)和設(shè)備中大量使用，承擔(dān)了承壓密封、部件連接和支承固定等功能，其質(zhì)量與性能對于核電廠安全系統(tǒng)和設(shè)備執(zhí)行核安全功能有著重要作用。然而，在核電廠建設(shè)和設(shè)備制造監(jiān)管過程中發(fā)現(xiàn)，核電緊固件的設(shè)計(jì)、采購、制造、安裝和驗(yàn)收等方面存在薄弱環(huán)節(jié)。GB/T41157《核電廠用緊固件》旨在規(guī)范核電廠用緊固件技術(shù)要求和試驗(yàn)方法，由以下5個(gè)部分組成：——第1部分：合金鋼螺栓、螺釘和螺柱；——第2部分：碳鋼和合金鋼螺母；——第3部分：不銹鋼螺栓、螺釘和螺柱；——第4部分：不銹鋼螺母；——第5部分：驗(yàn)收檢查。1核電廠用緊固件第2部分：碳鋼和合金鋼螺母本文件規(guī)定了壓水堆核電廠用1、2、3級碳鋼和合金鋼螺母(以下簡稱1、2、3級螺母)的技術(shù)要求、在室溫(10℃~35℃)下的試驗(yàn)方法和標(biāo)志與包裝。注1:產(chǎn)品尺寸按相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或圖紙規(guī)定。本文件適用于1、2、3級碳鋼和合金鋼螺母：a)由碳鋼或合金鋼制造的；b)符合GB/T192和GB/T196規(guī)定的普通螺紋；c)粗牙螺紋M5～M64,細(xì)牙螺紋M8×1～M64×4;d)符合GB/T193規(guī)定的直徑與螺距組合；e)符合GB/T197、GB/T9145規(guī)定的公差。本文件未規(guī)定以下性能要求：——有效力矩型螺母鎖緊性能(見GB/T3098.9);——扭矩-夾緊力性能(試驗(yàn)方法見GB/T16823.3);——可焊接性；——耐腐蝕性。其他堆型核電廠用1、2、3級碳鋼和合金鋼螺母也可參考使用本文件。注2:按本文件生產(chǎn)的緊固件適用的最高使用溫度為370℃。當(dāng)使用溫度超過370℃,建議使用者向有關(guān)方面專家咨詢。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T196普通螺紋基本尺寸GB/T197普通螺紋公差GB/T228.1金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法GB/T230.1金屬材料洛氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法GB/T231.1金屬材料布氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法GB/T3098.2緊固件機(jī)械性能螺母GB/T3103.1緊固件公差螺栓、螺釘、螺柱和螺母GB/T4340.1金屬材料維氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法GB/T5276緊固件螺栓、螺釘、螺柱及螺母尺寸代號和標(biāo)注GB/T6394金屬平均晶粒度測定方法GB/T11376金屬及其他無機(jī)覆蓋層金屬的磷化膜2GB/T16825.1靜力單軸試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)第1部分：拉力和(或)壓力試驗(yàn)機(jī)測力系統(tǒng)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)NB/T20003.4核電廠核島機(jī)械設(shè)備無損檢測第4部分：滲透檢測NB/T20003.5核電廠核島機(jī)械設(shè)備無損檢測第5部分：磁粉檢測NB/T20008.12壓水堆核電廠用其他材料第12部分：1、2、3級螺栓、螺母用鍛、軋棒3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。已完成所有加工工序的，且未進(jìn)行機(jī)械加工的緊固件，它可以有或無表面處理，也可以具有全承載能力或降低承載能力。來自同一爐號材料，經(jīng)相同制造工藝、同螺紋規(guī)格并經(jīng)同爐熱處理(間歇爐)或同一爐期熱處理(連續(xù)爐)的緊固件。4代號GB/T5276、GB/T197和GB/T3098.2給出的代號適用于本文件。5技術(shù)要求推薦的1、2、3級螺母用碳鋼和合金鋼材料牌號和化學(xué)成分見表1和表2。如需使用其他材料或化學(xué)成分有變化時(shí)，由供需協(xié)議。注：表1和表2中材料牌號的化學(xué)成分與相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)中材料牌號的化學(xué)成分不完全一致。表1碳鋼材料牌號和化學(xué)成分(熔煉分析和成品分析)牌號材料代碼類型化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))%CMnPSMoNiCr+Mo+Ni熔煉分析0.42~0.500.50~0.80成品分析0.40~0.520.46~0.843表2合金鋼材料牌號和化學(xué)成分(熔煉分析和成品分析)牌號材料代碼化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))%CMnPSMo42CrMo0.38～0.480.10～0.400.75～1.000.80～1.150.15～0.301、2、3級螺母應(yīng)以熱處理狀態(tài)交貨，熱處理制度按NB/T20008.12規(guī)定或由供需雙方協(xié)商確定。5.3機(jī)械性能1、2、3級螺母的保證應(yīng)力見表3。按第6章規(guī)定的方法，在室溫下，對1、2、3級螺母進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，保證載荷應(yīng)符合表4和表5的規(guī)定，硬度應(yīng)符合表6的規(guī)定，或符合供需協(xié)議規(guī)定。表3螺母保證應(yīng)力螺母材料公稱保證應(yīng)力Sp.公稱/MPaD≤16mm16mm<D≤39mm39mm<D≤64mm42CrMoD≤64mm表4粗牙螺紋保證載荷螺紋規(guī)格螺距mm螺紋的應(yīng)力截面As.公稱”mm2保證載荷F(S公稱×A,,公稱)N42CrMoM59940M6120.1M7128.92023024850M82562031480M104060049880M1284.35901072498M1428050098900M162M18M20210700M222605804表4粗牙螺紋保證載荷(續(xù))螺紋規(guī)格螺距螺紋的應(yīng)力截面As.公稱“mm2保證載荷F,(Sp,公稱×A,公稱)N42CrMoM243M273M30482460M33451100M364M394M42M45M485M525M56M60M646As.公稱=(π/4)×[(d?+d?)/2]2。表5細(xì)牙螺紋保證載荷螺紋規(guī)格螺距mm螺紋的應(yīng)力截面As.公稱mm2保證載荷Fp(S,公稱×As,公稱)N42CrMoM812744033710M1061.24284052630M10164.54515055470M1288.16167075770M1292.16447079200M1487500M16M182M18M2022218805表5細(xì)牙螺紋保證載荷(續(xù))螺紋規(guī)格螺距螺紋的應(yīng)力截面A,公稱“mm2保證載荷F(S公稱×A,公稱)N42CrMoM20M222M22M242M272426560M302403650M332494650M363M393M453M524M564M604M6440As.公稱=(π/4)×[(d?+d?)/2]2。表6螺母硬度推薦材料牌號布氏硬度洛氏硬度維氏硬度注：洛氏硬度和維氏硬度為按GB/T33362—2016進(jìn)行換算的值。5.4螺紋與公差螺紋的基本尺寸應(yīng)符合GB/T196對普通螺紋的規(guī)定，螺紋公差帶應(yīng)符合GB/T197的6H規(guī)定。如需其他螺紋公差，由供需協(xié)議。5.5尺寸及公差1、2、3級螺母的尺寸及公差應(yīng)符合相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或圖紙和GB/T3103.1產(chǎn)品等級A級或B級65.6表面缺陷1、2、3級螺母成品(緊固件成品)不應(yīng)有折疊、裂紋、切痕和影響使用的表面缺陷。5.7磁粉檢測或滲透檢測驗(yàn)收準(zhǔn)則對螺紋規(guī)格大于M24的緊固件產(chǎn)品，應(yīng)進(jìn)行100%表面磁粉檢測或滲透檢測。a)凡主要尺寸大于1.6mm的相關(guān)顯示均應(yīng)記錄。b)不準(zhǔn)許存在下列相關(guān)顯示痕跡：——非軸向的線性顯示；——大于25mm的軸向線性顯示。5.8表面處理磷化處理技術(shù)要求按GB/T11376中規(guī)定的錳系磷化處理要求。如需其他表面處理，由供需協(xié)議。注：對實(shí)測硬度大于32HRC以上(或?qū)崪y抗拉強(qiáng)度1000MPa以上)的1、2、3級螺母，需采取適當(dāng)?shù)拇胧?，以減少氫脆發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。1、2、3級螺母按6.5的規(guī)定進(jìn)行晶粒度檢查，晶粒度應(yīng)為5級或更細(xì)。注：若制造螺母的鍛、軋棒以熱處理狀態(tài)交貨，且在螺母制造過程中沒有進(jìn)行過任何熱處理，當(dāng)該批鍛、軋棒已按規(guī)定進(jìn)行了晶粒度檢查，則螺母可不再進(jìn)行晶粒度檢查。6試驗(yàn)方法6.1保證載荷試驗(yàn)保證載荷試驗(yàn)可測定：a)借助試驗(yàn)芯棒(見圖1和圖2)實(shí)施規(guī)定的保證載荷；b)檢查有無因保證載荷造成的螺母螺紋損傷。注：有效力矩型螺母的保證載荷試驗(yàn)，見GB/T3098.9規(guī)定的試驗(yàn)程序。拉力試驗(yàn)機(jī)應(yīng)符合GB/T16825.1的1級(或更高)。裝夾螺母時(shí)，應(yīng)避免斜拉，可使用自動(dòng)定心裝置。夾具和試驗(yàn)芯棒應(yīng)符合以下規(guī)定。a)夾具硬度：≥45HRC。c)夾具孔徑d?:按表7的規(guī)定。d)芯棒淬硬并回火：硬度45HRC～50HRC。7e)試驗(yàn)芯棒外螺紋精度：5h6g,但大徑公差應(yīng)控制在6g公差帶靠近下限1/4的范圍內(nèi)。試驗(yàn)芯棒的螺紋尺寸在附錄A的表A.1和表A.2中給出。“倒銳邊。圖1軸向拉力試驗(yàn)倒銳邊。圖2軸向壓縮試驗(yàn)8表7夾具孔徑單位為毫米公稱直徑D孔徑公稱直徑D孔徑公稱直徑D孔徑maxmaxmax試件應(yīng)為經(jīng)尺寸等驗(yàn)收合格的螺母。按圖1或圖2將螺母試件裝在試驗(yàn)芯棒上。按GB/T228.1實(shí)施軸向拉力試驗(yàn)或壓縮試驗(yàn)。試驗(yàn)機(jī)夾頭的分離速率，不應(yīng)超過3mm/min。對粗牙螺母施加表4規(guī)定的保證載荷，而對細(xì)牙螺母施加表5規(guī)定的保證載荷，并保持15s,然后卸載將螺母旋出。試驗(yàn)時(shí)，超過保證載荷值的情況，應(yīng)限制在最低程度。每個(gè)螺母試驗(yàn)后，應(yīng)檢查試驗(yàn)芯棒的螺紋。在試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)芯棒的螺紋如有損壞，則該次試驗(yàn)結(jié)果無效，并應(yīng)采用符合規(guī)定的芯棒重新進(jìn)行試驗(yàn)。應(yīng)檢查螺母有無斷裂或螺紋脫扣。應(yīng)能用手將螺母旋出，或借助扳手松開螺母，但不應(yīng)超過半扣。螺母承受表4或表5規(guī)定的保證載荷，無螺紋脫扣或螺母斷裂。螺母經(jīng)保證載荷試驗(yàn)后，應(yīng)能用手旋出(如有需要，借助扳手最多不超過半扣)。有爭議時(shí)，圖1拉力試驗(yàn)是仲裁方法。6.2硬度試驗(yàn)可采用布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度試驗(yàn)測定硬度。布氏硬度試驗(yàn)應(yīng)按GB/T231.1的規(guī)定，試驗(yàn)載荷等于30D2,單位為牛頓(N)。洛氏硬度試驗(yàn)應(yīng)按GB/T230.1的規(guī)定。9維氏硬度試驗(yàn)應(yīng)按GB/T4340.1的規(guī)定，試驗(yàn)用最小載荷為98N。注1:當(dāng)數(shù)量較少且對緊固件成品表面狀態(tài)要求較高時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)挠捕葯z測方法。注2:當(dāng)測試部位太小，不宜進(jìn)行布氏硬度測試時(shí)，進(jìn)行維氏硬度測試。使用經(jīng)尺寸等檢驗(yàn)合格的1、2、3級螺母進(jìn)行硬度試驗(yàn)。常規(guī)檢查，去除表面鍍層或涂層，并對試件適當(dāng)處理后，在螺母的一個(gè)支承面上實(shí)施硬度試驗(yàn)。取間隔為120°的三點(diǎn)硬度平均值作為螺母的硬度值。應(yīng)在通過螺母軸心線的縱向截面上實(shí)施硬度試驗(yàn)，在約1/2螺母高度并盡量靠近螺紋大徑處測定硬度，見圖3。取三點(diǎn)硬度平均值作為螺母的硬度值。標(biāo)引序號說明：1——測定硬度的位置。圖3在螺母高度之半處測定硬度對規(guī)定材料的螺母進(jìn)行硬度試驗(yàn)時(shí)，螺母硬度值應(yīng)符合表6的規(guī)定，且每批產(chǎn)品中所測得的硬度值偏差應(yīng)不大于30HBW。6.3表面缺陷檢查對1、2、3級螺母成品進(jìn)行目測檢查。6.4磁粉檢測或滲透檢測對螺紋規(guī)格大于M24的1、2、3級螺母，磁粉檢測試驗(yàn)方法按NB/T20003.5規(guī)定，滲透檢測試驗(yàn)方法按NB/T20003.4規(guī)定。應(yīng)從完成全部熱處理工序的緊固件上，采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ迫≡嚰源_保材料表面原始特征的復(fù)現(xiàn)與保持。通過螺紋軸心線截取縱向截面?？梢赃x擇適當(dāng)?shù)姆绞借偳对嚰?。磨拋時(shí)應(yīng)用水冷卻，防止試件因受熱而發(fā)生組織變化。試件的浸蝕應(yīng)使大部分晶界完全顯示出來。按GB/T6394規(guī)定對試件進(jìn)行晶粒度檢查。7標(biāo)志與包裝7.1標(biāo)志1、2、3級螺母應(yīng)標(biāo)志制造者識別標(biāo)志和表1、表2規(guī)定的材料代碼。對于六角螺母，最好在支承面或側(cè)面用凹字，或在倒角面用凸字標(biāo)志(見圖4),凸字標(biāo)志不應(yīng)超過螺母支承面；對法蘭面螺母，應(yīng)在法蘭上標(biāo)志。制造者識別標(biāo)志。圖4標(biāo)志代號示例包裝箱應(yīng)牢固、防潮，每箱質(zhì)量不應(yīng)超過40kg,包裝箱內(nèi)的分裝方法由制造者確定。(資料性)試驗(yàn)芯棒的螺紋尺寸試驗(yàn)芯棒的螺紋尺寸見表A.1和表A.2。表A.1保證載荷試驗(yàn)芯棒的螺紋尺寸粗牙螺紋單位為毫米螺紋規(guī)格D螺距芯棒(粗牙螺紋)芯棒的螺紋大徑(6g公差帶靠近下限四分之一的范圍內(nèi))芯棒的螺紋中徑maxminmaxminM54.8644.8264.4804.405M615.8395.7945.3505.260M716.8396.7946.3506.260M87.8137.7607.1887.093M109.7919.7329.0268.920M12M142M162M18M20M2221.70721.62320.37620.244M24323.67123.57722.05121.891M27326.67126.57725.05124.891M3029.62829.52227.72727.557M3332.62832.52230.72730.557M36435.58435.46533.40233.222M39438.58438.46536.40236.222M424.541.56241.43739.07738.887M454.544.56244.43742.07741.887M48547.53147.39944.75244.553M52551.53151.39948.75248.552M5655.50555.36552.42852.216表A.1保證載荷試驗(yàn)芯棒的螺紋尺寸粗牙螺紋(續(xù))單位為毫米螺紋規(guī)格D螺距芯棒(粗牙螺紋)芯棒的螺紋大徑(6g公差帶靠近下限四分之一的范圍內(nèi))芯棒的螺紋中徑maxminmaxminM60M646表A.2保證載荷試驗(yàn)芯棒的螺紋尺寸細(xì)牙螺紋單位為毫米螺紋規(guī)格D×P芯棒(細(xì)牙螺紋)芯棒的螺紋大徑(6g公差帶靠近下限四分之一的范圍內(nèi))芯棒的螺紋中徑minminM8×17.839