Усилие затяжки высокопрочных болтов таблица
В большинстве случаев для ответственных резьбовых соединений предусмотрен такой параметр как момент затяжки болтов. Это означает, что каждый конкретный болт или гайка, должны быть затянуты в определённом узле с точно измеренным усилием, для того чтобы можно было гарантировать надёжность его дальнейшей эксплуатации. Определение момента затяжки болтов возможно расчётным путём (что делается при разработке и проектировании оборудования и техники).
Для того, чтобы рядовые пользователи имели возможность без расчета момента затяжки болтов, избежать проблемы "свёрнутой" резьбы (особенно когда дело касается автомобилей, где принято затягивать каждый винт с предельно возможной силой) и, с другой стороны, не допускать самопроизвольного откручивания крепежа применяются динамометрические ключи. С использованием динамометрического ключа момент затяжки болтов головки измеряется с высокой точностью и даёт возможность самостоятельного качественного выполнения работ.
Этот инструмент по своей конструкции может быть измерительным или контрольно-измерительным.
Таблица 1. Практические моменты затяжек болтов из углеродистой стали
СОГЛАСОВАНО
Начальник отдела ремонтных служб министерства металлургии СССР
«22» февраля 1990 г.
УТВЕРЖДАЮ
Директор ЦНИИпроектсталь-конструкция им. Мельникова Госстроя СССР
«31» октября 1989 г.
по надзору и технической эксплуатации монтажных соединений на высокопрочных болтах стальных строительных конструкций зданий и сооружений Министерства металлургии СССР
Главный инженер института
Начальник отдела ОАЭС
Зам. начальника тех. отдела
Ст. научн. сотр. ОДЭС, к.т.н.
С.К. Каневский
В.Н. Лазутин
В.П. Велихов
А.Н. Бенгерт
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2. МАТЕРИАЛЫ, ИЗДЕЛИЯ И УСЛОВИЯ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
3. НАДЗОР ЗА СОСТОЯНИЕМ СОЕДИНЕНИЙ
4. ТЕХНОЛОГИЯ восстановления СОеДинеНИЙ
4.1. Подготовка высокопрочных болтов, гаек и шайб
4.2. Сборка соединений на высокопрочных болтах при необходимости полной разборки соединений
4.3. Натяжение высокопрочных болтов, с регулированием усилий по моменту закручивания
4.4. Тарировка динамометрических ключей
4.5. Приемка и герметизация соединений при условии их полной разборки
4.6. Натяжение болтов по углу поворота гайки
5. технология ВОССТАНОВЛЕНИЯ МОНтажныХ СОеДиНЕнИЙ металлоконструкций, ВыполнеНныХ НА ЗАклепкАХ. ОСОБЕННОСТИ выполнЕНИЯ БОлТОЗаклепочныХ СОединЕНИЙ
Приложение 1 Журнал осмотров соединений металлоконструкций на высокопрочных болтах
Приложение 2 Длины болтов в зависимости от толщины стягиваемого пакета
Приложение 3 ПЕРЕЧЕНЬ ДОКУМЕНТОВ, Предъявляемых ПРИ СДАЧЕ СМОнтиРОВАНыХ МЕТАллОконсТРУКЦИЙ С СОединенияМИ НА выСОКоПРоЧныХ БОлТАХ (ПРОмЕжУТОЧНАЯ ПРИЕМКА)
Приложение 4 пРЕЧЕНЬ техническоЙ ДОКУМЕНТАЦИИ ЭКСПлУАТАЦИОнНОГО ПЕРИОДА.
Приложение 5 ПЕРЕЧЕНЬ материалов, ИНСТРУМЕНТОВ И ПРИСПОСОБЛЕНИЙ, НЕОБХОДИМЫХ ПРИ ПРОВЕРКЕ СОСТОЯНИЙ МОНТАЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ВЫСОКОПРОЧНЫХ БОЛТАХ
Приложение 6 Рабочие чертежи ключа КТР-3
Приложение 7 ОБРАЗЕЦ УДОСТОВЕРЕНИЯ
Приложение № 8 ПРИМЕРНАЯ 40-часовая ПРОГРАММА ОБУЧЕНИЯ
Приложение 9 Применение высокопрочных болтов в типовых конструкциях производственных зданий
Приложения 10 Инструмент для очистки поверхностей фрикционных соединений. Инструмент для натяжения высокопрочных болтов. Контрольный инструмент для тарировки гайковертов и определения коэффициента закручивания высокопрочных болтов.
Приложение 11 ЗАВОды-ИЗГОТОВИТЕЛИ ВЫСОКОПРОЧНЫХ БОЛТОВ
В последние годы в проектировании и монтаже металлоконструкций произошли значительные изменения. Помимо применения новых профилей проката, сталей повышенной прочности и совершенствования расчета наметилась тенденция на увеличение объёма металлоконструкций с монтажными соединениями на болтах различных классов прочности, в том числе и высокопрочных.
Большое количество сварных швов малой длины стало серьёзным препятствием на пути механизации и автоматизации, сварочных процессов на монтаже. Монтажные соединения на болтах позволяют, в условиях монтажной площадки, применять в конструкциях трудносвариваемые стали высокой прочности. Соединения на болтах позволяют вести работы одновременно на большом количестве узлов силами рабочих невысокой квалификации. Эффективность применения болтовых соединений формируется на стадии проектирования и изготовления монтажных узлов. По оценке Госстроя СССР ориентировочный объем возможного применения металлоконструкций на болтах составляет 60-65 % от общего объёма выпускаемых промышленностью стальных строительных конструкций. Однако из-за низкой технической оснащенности ряда заводов металлоконструкций, низкого качества проектирования, и ряда других причин в Советском Союзе лишь 15-20 % конструкций выпускается с болтовыми монтажными соединениями.
Конструкции объектов черной металлургии последних лет (кроме листовых), в основном, запроектированы с соединениями на высокопрочных болтах.
При надзоре за монтажными соединениями на высокопрочных болтах следует особое внимание обратить на сверхвысокопрочные болты, поставленные промышленностью в 1970-80 гг. с временным сопротивлением 120, 135 и 155 кг/мм 2 . Такие болты установлены в ряде конструкций Череповецкого, Липецкого металлургических комбинатов, Магнитки и других. Эти болты из-за отсутствия ограничений по верхнему пределу твердости имеют повышенную способность к ЗХР (замедленному хрупкому разрушению).
Наиболее опасный период — первые 1-3 года после начала эксплуатации. Болты "стреляют" без видимого приложения внешней нагрузки. Во всех конструкциях последних лет обращено внимание на ЗХР.
Исследования, проведенные на ряде объектов после многолетней их эксплуатации, показали, что падение натяжения болтов незначительно. Но так как в процессе выполнения монтажных работ возможна недотяжка болтов, то в процессе эксплуатации конструкций требуется выборочная проверка натяжения установленных болтов. Контроль монтажных соединений на болтах значительно проще, чем сварных соединений, так как в сварных соединениях большая вероятность скрытых дефектов шва, чем в болтовых соединениях. Основным способом контроля соединений на болтах принимается визуальный.
Настоящие Рекомендации позволят службе эксплуатации заводов Министерства металлургии СССР обеспечить безаварийную эксплуатацию поднадзорных зданий и сооружений.
Корректировку Рекомендаций производить через каждые пять лет.
1.1. Настоящие Рекомендации разработаны в соответствии с приказом III 759 от 9.Х II.1988 г, по Минчермету СССР и договором № П47-6882, заключенным между ЦНИИпроектстальконструкцией им. Мельникова Госстроя СССР и Череповецким меткомбинатом Минчермета СССР 19 апреля 1989 г. и являются развитием раздела 7 отраслевого руководящего документа ОРД 00 00089 "Техническая эксплуатация стальных конструкций производственных зданий".
1.2. Рекомендации распространяются на выполнение надзора и технической эксплуатации металлоконструкций зданий и сооружений предприятий чёрной металлургии с соединениями на высокопрочных болтах, запроектированных по нормам СССР, эксплуатируемых в районах с расчётной температурой до -65°С.
1.3. При приёмке конструкций с соединениями на высокопрочных болтах в приёмочной комиссии обязательно участие представителя службы технического надзора по эксплуатации зданий и сооружений предприятия.
1.4. Ответственность за техническое состояние монтажных соединений на высокопрочных болтах приказом по цеху возлагается на инженерно-технических работников цеха, которые должны пройти соответствующее теоретическое и практическое обучение, ознакомлены с правилами выполнения соединений на высокопрочных болтах и иметь удостоверение ( Приложения №№ 7; 8).
1.5. Непосредственный осмотр монтажных соединений и восстановление (ремонт) должны производиться специально подготовленными специалистами, имеющими соответствующие навыки и удостоверение. В труднодоступных местах на высоте осмотры производятся с участием специалистов-верхолазов.
1.6. Специалисты по эксплуатации зданий и сооружений, участвующие непосредственно в освидетельствовании, должны пройти соответствующее обучение, иметь удостоверение и допуск для пребывания на высоте.
Количество специалистов определяется из расчёта 1 ИТР на 100 тыс. высокопрочных болтов.
1.7. Особенностью фрикционных соединений на высокопрочных болтах является то, что усилия воспринимаются не срезом болтов и смятием стенки, а силами трения, возникающими между соприкасающимися поверхностями, стянутыми высокопрочным болтом. В связи с этим величина натяжения высокопрочных болтов и качество подготовки фрикционных поверхностей соединяемых элементов является решающим и контролируется во время проверки. Недостаточное натяжение высокопрочных болтов во фрикционных соединениях может привести к "проскальзыванию" элементов, при этом болты будут работать на срез, элементы — на смятие. Кроме того, возможно нарушение геометрической формы за счет взаимного смещения элементов — болты будут вступать в работу неравномерно, так как разница диаметров отверстий и болтов может достигать 6 мм в соответствии со СНиП III-18-75 табл. 4 и возможны случаи поочередного разрушения болтов.
1.8. Проведенными исследованиями установлено, что определяющее влияние на надежность болтов оказывают уровни их механических характеристик (временное сопротивление разрыву, относительное удлинение и сужение, ударная вязкость), определяемые режимами термической обработки.
Основной из указанных характеристик является временное сопротивление разрыву, контролируемое по его верхнему пределу. Чрезмерно прочные болты (с маркировкой 135 и 155), обладающие повышенной твердостью, склонны к замедленному хрупкому разрушению и требуют более тщательного контроля и более частого обследования соединения.
2.1. Для соединений элементов стальных строительных конструкций применяют высокопрочные болты, гайки и шайбы, изготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ 22353-77 ÷ 22356-77 или ТУ 14-4-1345-85 и болты нормальной прочности по ГОСТ 1759-70 (рис. 1).
2.2. Согласно ГОСТ 22356-77, болты должны иметь клеймо завода-изготовителя, а также маркировку, доказывающую временное сопротивление в кгс/мм², и условное обозначение номера плавки. Болты климатического исполнения ХЛ дополнительно маркируются.
2.3. Для контроля механических свойств болтов, гаек и шайб на заводе-изготовителе от каждой партии отбирают по 5 образцов для каждого вида испытаний.
Болты испытывают на разрыв, на растяжение образцов, определение ударной вязкости (ХЛ), разрыв на косой шайбе, на определение коэффициента закручивания и на твердость.
2.4. Высокопрочные болты, гайки и шайбы поставляются партиями, состоящими из деталей одного условного обозначения, изготовленных из стали одной плавки, обработанных по одному режиму. Масса партии болтов не должна превышать 1000 кг, гаек и шайб — 500 кг,
2.5. Каждая партия метизов должна быть снабжена сертификатом, в котором указывается:
— номер сертификата; наименование предприятия-изготовителя; наименование, тип и размеры изделий; марка стали; номер партии; номер плавки; результаты проведенных испытаний; масса нетто.
2.6. Для конструкций с расчетной температурой ниже минус 40°С и до минус 65°С следует применять высокопрочные болты исполнения ХЛ На головке, этих болтов имеется знак "ХЛ".
Рис. 1 Маркировка болтов различных классов прочности, в том числе — высокопрочных.
а. Высокопрочный болт Дружковского завода
б. Высокопрочный болт Магнитогорского завода
в.г. Высокопрочный болт Щёлковского завода
д. Высокопрочный болт Воронежского завода
г. Болт класса прочности 10,9 Магнитогорского завода
ж. Болт класса прочности 8,8 Автозавода им. Лихачева
з. Болт класса прочности 5,8 Магнитогорского завода
2.7. Класс прочности болтов нормальной прочности обозначен двумя числами. Первое число, умноженное на 10, определяет величину минимального временного сопротивления в кгс/мм 2 , второе число, умноженное на 10, определяет отношение предела текучести к временному сопротивлению в процентах. Произведение чисел определяет величину предала текучести. К этому типу относятся болты с маркировкой 10,9; 8,8; 5.8 (рис. 1).
Например, класс прочности болта 5.8 указывает, что минимальное временное сопротивление металла σв, из которого изготовлен болт, равно 5×10 = 50 кгс/мм 2 , а отношение предела текучести σт к временному сопротивлению σв в процентах равно 8×10 = 80 %. Первое число маркировки, умноженное на второе, определяет предел текучести
2.8. Высокопрочные болты имеют маркировку 110, что указывает минимальное временное сопротивление в кгс/мм 2 материала болта.
2.9. В случае отсутствия болтов, указанных в проекте, разрешается замена болтов класса прочности 5.8 на болты 8.8; 10.9 и высокопрочные. Болты 8.8 могут быть заменены на 10.9 и высокопрочные. Болты 10.9 — на высокопрочные. Обратная замена без соответствующего пересчёта конструкций запрещается.
3.1. Надзор за состоянием соединений осуществляется цеховой службой технической эксплуатации металлоконструкций промзданий посредством проведения текущих осмотров.
3.2. Текущие осмотры соединений проводятся выборочно один раз в шесть месяцев в пролётах конверторных, мартеновских и других цехов, конструкции которых подвержены динамическим воздействиям. В остальных цехах, отделениях и пролетах не реже одного раза в год.
Обследование узлов на высокопрочных болтах, как правило, проводится совместно с обследованием стальных строительных конструкций, в предусмотренные ОРД 00 000-89 сроки.
3.3. Контроль за состоянием высокопрочных болтов и соединяемых элементов производится визуально и заключается в проверке наличия болтов в узлах, а также в выборочной проверке их натяжения и сохранности (отсутствии трещин, порывов) соединяемых элементов. Проверяются болты в соответствии с табл. 3 в каждом десятом узле (10 % узлов). При последующих проверках проверяются не проверенные ранее узлы.
Особое внимание следует обратить на выявление дефектов в соответствии с табл. 1.
3.4. В случае обнаружения дефектов аварийного характера, когда в соединении ослаблено более 10 % болтов, обнаружены дефекты или отсутствуют более 10 % болтов, обнаружены трещины или порывы в соединяемых конструкциях, немедленно должны быть приняты меры по их устранению.
3.5. В первые два-три года эксплуатации зданий или сооружений проводится выборочная инструментальная проверка в соответствии с разделом 4, с целью выявления возможных дефектов, допущенных при производстве монтажных работ.
Перечень возможных дефектов соединений на высокопрочных болтах
6.1. Для обеспечения необходимой прочности соединения высокопрочным болтам должно быть придано натяжение, указанное для болтов из стали марки 40Х в табл. 3.
Усилия натяжения болтов
Номинальный диаметр болтов, мм
Натяжение болтов, тс
6.2. Натяжение высокопрочных болтов достигается путем приложения к гайкам их крутящего момента М, определяемого по формуле
где N — усилие натяжения болта, определяемое согласно п. 6.1, тс; d — номинальный диаметр болта, мм;
К— коэффициент закручивания, принимаемый равным 0,17. Величины крутящих моментов, вычисленные по формуле (1) для расчетных усилий натяжения болтов, приведены в табл. 4.
Натяжение болтов и значение соответствующих крутящих моментов
Диаметр болтов, мм
Расчетное натяжение болтов, тс
Необходимый (расчетный) крутящий момент, кгс-м
6.3. Натяжение высокопрочных болтов до расчетных усилий может производиться с помощью ручных динамометрических ключей, с помощью пневматических гайковертов либо поворотом гайки на определенный угол по специальным инструкциям.
6.4. Последовательность постановки и затягивания болтов устанавливают при разработке технологии ремонтных работ. Затяжку болтов в пределах стыка или прикрепления производят от середины соединения к краям.
После натяжения последнего болта ранее затянутые болты соединения должны быть проверены и при необходимости подтянуты на заданную величину крутящего момента.
Результаты натяжения болтов заносят в журнал постановки болтов (табл. 5).
6.5. Затяжку высокопрочных болтов рекомендуется осуществлять в два приема: вначале пневматическими гайковертами на 0,5—0,8 величины расчетного натяжения, затем динамометрическими ключами до расчетного натяжения с контролем величины крутящего момента.
Затяжку болтов динамометрическими ключами следует производить плавно, без рывков. Крутящий момент регистрируется во время движения ключа в направлении натяжения.
6.6. Каждый затянутый на нормативное усилие болт должен быть отмечен краской.
6.7. Затягивание высокопрочных болтов должно производиться ключами, имеющими устройство для контроля крутящего момента с точностью до 5%.
Отсчет по ключу величины крутящего момента, необходимого для завинчивания гайки болта, должен производиться в момент поворота гайки.
6.8. Ключи должны быть пронумерованы, и перед началом работы должна быть проведена контрольная тарировка.
Результаты тарировки ключей заносят в журнал постановки болтов (табл. 5).
Журнал постановки высокопрочных болтов
№п/п
Наименование и марка узла прикрепления
Дата
Количество поставленных болтов и их диаметр
Приложенный крутящий момент
Фамилия бригадира и рабочих, затягивающих болты
Должность и подпись производившего контроль
Тарировка ключей записывается в журнал поперек граф с указанием даты тарировки, номера ключа, величины тарируемого крутящего момента и соответствующего ему показания динамометра. Запись подписывает производивший тарировку.
Отправить ответ