工地上的扭矩扳手，很多是把刻度拧到某个数，然后「咔」一声就算完。问这个数是怎么来的，回答往往是「老师傅说的」或者「上一台设备就这么打」。可同样一颗 M16 螺栓，配橡胶垫和配缠绕垫，需要的扭矩能差一倍。

还有个更普遍的情况：法兰上的螺栓是镀锌的，表面那层锌让摩擦系数变了，按普通螺栓的经验值打，实际预紧力偏低，试压时不漏，运行一个采暖季开始渗。

先把结论说清：扭矩不是凭感觉定的，它由螺栓预紧力、螺纹直径和摩擦系数三个量算出来，公式是 T 等于 K 乘 F 乘 d。镀锌螺栓的 K 值比发黑螺栓高，同扭矩下预紧力小，所以要单独取值。

把这三个量拆开看，事情就清楚了。

一、公式里三个量，一个都不能拍脑袋

T 是拧紧扭矩，单位牛米。F 是目标预紧力，单位千牛。d 是螺纹公称直径，单位米。K 是扭矩系数，无量纲。

预紧力怎么定。工程上一般取螺栓屈服强度的百分之六十到七十，乘上螺栓的应力截面积。应力截面积不是按外径算的圆面积，而是按螺纹牙底的有效截面，M12 是 84.3 平方毫米，M16 是 157 平方毫米，M20 是 245 平方毫米，M24 是 353 平方毫米。

扭矩系数怎么定。它把螺纹副的摩擦和螺母支承面的摩擦合在一起，没有理论值，只能靠实测或者查表。常见的范围是：发黑无润滑零点二到零点二六，涂机油零点一八到零点二二，涂二硫化钼零点一三到零点一六，热镀锌零点二五到零点三。

注意热镀锌这一档。锌层比钢软，拧紧时会被挤压、剪切，接触面的状态一直在变，所以摩擦系数偏高，离散也大。同一批镀锌螺栓，K 值可能从零点二二跑到零点三，这就是为什么按普通螺栓的扭矩打，结果不可控。

算个例子。M20、8.8 级螺栓，应力截面积 245 平方毫米，屈服强度 640 兆帕，取七成，预紧力约 110 千牛。K 取零点二五，扭矩是 0.25 乘 110000 乘 0.02，等于 550 牛米。同样的螺栓，涂了二硫化钼，K 取零点一四，扭矩降到 308 牛米。差了将近一倍，预紧力却是一样的。

所以现场说「打多少牛米」，必须同时说清是什么螺栓、什么润滑状态、配什么垫片。三个条件缺一个，这个数就没有意义。

二、镀锌螺栓的两个特殊问题

第一个是摩擦系数离散。热镀锌层的厚度在几十微米，锌层在螺纹牙面上的分布不均匀，牙顶薄、牙底厚，拧紧时锌被挤走的量每次都不一样。结果是同样的扭矩，预紧力偏差能到百分之二十以上。

解决办法有两个。一是涂润滑剂，二硫化钼或者石墨，把金属与金属的直接摩擦变成润滑膜内部的剪切，K 值就稳定了。GB 50235 对露天、腐蚀环境、高温低温场合的螺栓，明确要求涂二硫化钼或者石墨。二是按批次做扭矩系数复验，抽几套实测，用实测值定扭矩。

第二个是氢脆。这个听起来专业，实际上跟选材直接相关。抗拉强度超过一千兆帕的高强度螺栓，在酸洗、电镀这些过程中会吸氢，氢原子钻进晶界，装配后受力，螺栓会在没有明显变形的情况下突然断裂，叫延迟断裂。

电镀锌的高强螺栓风险最高，所以这类产品要么做去氢处理，要么干脆不允许电镀。热镀锌的温度在四百五十度左右，本身相当于一次去氢，风险低一些，但酸洗前处理仍有吸氢可能。8.8 级以上的镀锌螺栓，采购时要问清楚是热镀锌还是电镀锌，有没有去氢处理。

还有一点，镀锌螺栓和不锈钢法兰配用，锌层磨损后露出钢基体，在潮湿环境里会和不锈钢形成电偶，螺栓先锈。这个组合要加绝缘垫圈，具体在 镀锌管接不锈钢，中间要加什么 里讲过界面处理的办法。

三、一张能用的扭矩参考表

下面的数按预紧力取屈服强度六成、K 值分两档估算，是给常规水系统法兰用的参考区间，不是绝对值。重要管道要按厂家资料或者实测扭矩系数修正。

M12、4.8 级，无润滑时约 45 到 60 牛米，涂润滑剂约 35 到 45 牛米。M12、8.8 级，无润滑约 85 到 110 牛米，涂润滑剂约 65 到 80 牛米。

M16、4.8 级，无润滑约 85 到 110 牛米，涂润滑剂约 65 到 80 牛米。M16、8.8 级，无润滑约 170 到 220 牛米，涂润滑剂约 130 到 160 牛米。

M20、8.8 级，无润滑约 330 到 430 牛米，涂润滑剂约 250 到 310 牛米。M24、8.8 级，无润滑约 570 到 740 牛米，涂润滑剂约 430 到 540 牛米。

这些数是按螺栓本身能承受的预紧力算的上限区间。实际取值还要往下压，因为垫片承受不了那么大的压应力。橡胶垫片的合理压应力是十到二十兆帕，缠绕垫可以到几十兆帕，石墨垫更高。管法兰的螺栓扭矩，很多时候是被垫片限制的，不是被螺栓限制的。

这一点在 镀锌管接法兰，焊完怎么补锌 里提到过法兰面的处理，密封面状态不好，再高的扭矩也封不住，只会把垫片压坏。顺序是先把面和垫片弄对，再谈扭矩。

四、拧的顺序比扭矩数字更要紧

八颗螺栓，一次拧到位，法兰会偏。因为第一颗拧紧时，其他七颗还是松的，法兰被拉向一侧，垫片一侧压死一侧没压到。等到拧对面那颗，法兰又被拉回来，垫片被反复揉搓，密封面就废了。

正确做法是分三遍，每遍都按对角线十字交叉的顺序。第一遍拧到目标扭矩的三成，第二遍到七成，第三遍到全值。四颗螺栓的法兰，顺序是一、三、二、四；八颗的按十字分成四组，每组两颗对面。

螺栓的朝向也要统一。螺母在同一侧，螺栓头在另一侧，外露螺纹两到三扣，露出太多说明螺栓选长了，受力时螺纹段的弹性变形大，预紧力容易松；露不出来说明选短了，螺纹没有全啮合，承载力不够。

垫圈每颗螺栓不超过一个。有人为了找平垫两三个，叠起来的垫圈之间会滑动，预紧力传不下去。法兰面上的斜口、焊瘤要先处理，不能靠垫圈找平。

拧完做标记。用记号笔在螺母和法兰上画一道对齐线，运行一个周期后检查有没有转动。这是最便宜的防松检查手段，比定期复紧省事。

五、扭矩扳手本身也得管

预置式扭矩扳手用久了会失准，弹簧疲劳、棘轮磨损，误差能到百分之十几。工地上常见的情况是，扳手买回来用三年没校准过，打出来的扭矩到底是多少，谁也说不清。

常规要求是每半年或者每使用五千次校准一次，误差控制在百分之四以内。校准用扭矩校验仪，有条件的项目自己配一台，没有的送计量所。重要法兰、高温高压管道，拧之前要现场校一遍。

使用习惯也有讲究。预置式扳手用完要把刻度退回零位，让弹簧松弛，长期压在设定值上会疲劳。拧的时候要连续均匀加力，听到咔声就停，不要来回晃。加力杆、套管延长手柄这些做法，会让实际扭矩偏离设定值，原则上不允许。

六、五个常见错法

第一个，用普通扳手凭手感。手感能到几十牛米的精度就不错了，M20 的螺栓要五百牛米，凭手感差一倍很正常。

第二个，螺纹涂黄油。黄油能降摩擦，但会让 K 值变得不可预测，而且黄油在高温下碳化，下次拆不开。要用就用二硫化钼或者石墨，专用于螺栓润滑。

第三个，螺栓重复使用。8.8 级以上的螺栓拧过几次之后，螺纹有塑性变形，预紧力达不到设计值。重要部位建议一次一换，普通水系统可以用两三次，但不能无限次用。

第四个，锈死了硬拧。镀锌螺栓在潮湿环境里也会锈，锈在螺纹里，硬拧会把螺栓拧断，或者把法兰面拉坏。正确做法是先喷渗透油，等半天，用钢丝刷清螺纹，再慢慢来回拧。还不行就割掉。

第五个，只看扭矩不看压紧痕迹。拆开法兰时看垫片压痕，压痕均匀说明扭矩和顺序都对；压痕一侧深一侧浅，说明对中不好或者顺序错；压痕过深、垫片变薄，说明扭矩过大。这个反馈比扭矩数字更真实。

螺栓、垫圈、垫片这三样东西经常一起采购，规格等级差一点，现场就得多跑一趟。把法兰规格、螺栓等级、表面处理、数量列清楚发到钢管动力，做紧固件和管件的厂家能一次配齐，也能问清是热镀锌还是电镀锌。

数据来源：来自公开网络。

钢管动力，关联公众号：钢标控。