机械装备失效分析小课堂——设计因素造成的失效诊断(3)

上海东方明珠塔最早设计时，所有的钢结构连接均采用12.9级高强度螺栓，但在建造过程中，就有螺栓陆续发生断裂，失效分析结果表明其为氢脆型断裂。由于螺栓的特殊结构和受力特点，氢脆是螺栓最主要的失效形式之一，螺栓的强度等级越高，发生氢脆型断裂的风险越大。

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尽管该批螺栓在生产过程中已对各个吸氢环节做了严格控制，但材料内部总会存在一定含量的氢，比较潮湿的空气也会在螺栓表面凝集成水滴，水中少量的H离子也会向应力集中严重的螺纹根部富集，导致局部氢浓度升高，结果发生氢脆型断裂。

设计依据此失效分析的结论，降低螺栓的强度等级之后，再也未出现断裂现象。

3.设计选材不当

主要表现在材料性能不足，状态不合适，或不相容材料互相接触，匹配零件的材料线涨系数相差太大等方面。

案例1：材料选择不当