РЕКОМЕНДАЦИИ
по надзору и технической
эксплуатации монтажных
соединений на высокопрочных болтах стальных
строительных конструкций зданий и сооружений
Министерства металлургии СССР
Главный инженер института С.К. Каневский
Начальник отдела ОАЭС В.Н. Лазутин
Зам. начальника тех. отдела В.П. Велихов
Основания Все суставы конструкции должны быть спроектированы таким образом, чтобы они могли достичь того же. Природа механического проектирования 1 Примеры механического проектирования 4 Знания, необходимые для механического проектирования 7. Целью данной спецификации является установление требований к материалам и кольцам.
Металлические сверла Созданы для обеспечения контролируемой точности и скорости Длина штока Длина канала Диаметр шнека Общая длина Угол наконечника Длина бит Общая длина. Он внедряет в систему кабельных лотков инновационные и прибыльные продукты, которые облегчают самые сложные установки.
Ст. научн. сотр. ОАЭС, к.т.н. А.Н. Бенгерт
Москва, 1989 г.
В последние годы в проектировании и монтаже металлоконструкций произошли значительные изменения. Помимо применения новых профилей проката, сталей повышенной прочности и совершенствования расчёта наметилась тенденция на увеличение объёма металлоконструкций с монтажными соединениями на болтах различных классов прочности, в том числе и высокопрочных.
Однако любая процедура сборки может подвергаться некоторой степени неопределенности: неравномерность, высокая шероховатость или различные моменты затяжки могут отрицательно влиять на нулевой сигнал, ползучесть, гистерезис или долгосрочную стабильность.
В принципе, пользователь несет ответственность за соблюдение правильных количеств процесса при установке и соблюдении применимых правил техники безопасности. Эти рекомендации не заменяют обучение и не принимают определенную квалификацию пользователя! Датчики всегда имеют несущую часть и зону освобождения силы. Среди них есть эластичная область, где измерения силы и момента выполняются на основе относительного удлинения при нагрузке. Во многих случаях необходимые моменты для затягивания и ослабления винтовых соединений в точках силового разряда больше, чем способность переносить упругую область датчика.
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 объём возможного применения металлоконструкций на болтах составляет 60 - 65 % от общего объема 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.
Пример: Для датчика крутящего момента с номинальной нагрузкой 2 Нм затяните болты крепления фланца, затянув прибл. 4 Нм. Если крутящий момент затяжки прикладывается к эластичной зоне датчика, а если сила нажатия вызвана крутящим моментом ключа, то датчик может в конечном итоге быть поврежден.
Наша рекомендация: Не распределяйте силы и моменты, необходимые для затягивания и ослабления винтов через датчик, но направляйте их на неподвижные детали. Размер, если применимо. номинальный диаметр резьбовых соединений на датчике должен быть рассчитан на основе ожидаемых параметров процесса. Могут использоваться только винты этих номинальных размеров! Уменьшение до меньших номинальных диаметров, таких как резьбовые втулки, может быть опасным по соображениям безопасности и может привести к неопределенности измерений.
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).
Если не указано иное, класс прочности всегда должен использоваться. Более высокие прочные болты также невыгодны из-за их долговременной прочности. Для болтов меньшей прочности требуемая сила предварительного напряжения не может быть достигнута. Для винтового подключения датчиков требуется определенная прочность класса, который не должен быть ниже, но не выше.
Для датчиков из нержавеющей стали используйте стальные винты, чтобы алюминиевые нити были менее жесткими, чем стальные винты, которые можно вытащить из них. В этом случае необходимо соблюдать инструкции изготовителя и, как правило, использовать винты с классом максимальной прочности 8!
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 недотя жка 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.
Длина винтов должна быть выбрана в соответствии с ожидаемой нагрузкой и используемым материалом. Рекомендуемая глубина завинчивания должна быть соблюдена. В частности, убедитесь, что глухие отверстия для резьбы датчика, соединительной конструкции и длины винтов выполнены так, что винты не достигают нижней части резьбы, так как в этом случае требуемая сила предварительного напряжения не может быть гарантирована.
Гибкие соединительные болты имеют большее упругое изменение длины при той же преднапрягающей силе, что и при использовании жестких винтов. В результате эластичности дополнительная нагрузка менее выражена из-за динамических пропорций смещения болтов. Поэтому гибкие соединительные болты рекомендуется для динамических нагрузок. Однако статические нагрузки не дают никаких преимуществ.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Перечень возможных дефектов соединений на высокопрочных болтах
|
Наименование дефекта |
Способ устранения |
||
|
неаварийного |
аварийного * При использовании гибких соединительных винтов необходимо убедиться, что эти винты - если они имеют одинаковый номинальный диаметр - достигают более низкого момента затяжки. Во избежание деформации компонентов во время фланцевых резьбовых соединений мы рекомендуем следующую процедуру для затяжки болтов. Затяните винты, если возможно, поперек, выберите самое большое и правильное расстояние между двумя последовательными винтами.
|
||
|
Отсутствуют болты менее 10 % в соединении |
Отсутствуют более 10 % болтов в соединении |
Установить новые болты, провести затяжку на проектное усилие контрольным ключом |
|
|
Менее 10 % болтов не затянуто на проектное усилие Нитки и опорные поверхности винтовых головок должны быть свободны от всех примесей, чтобы достичь оптимальных коэффициентов трения и максимальной силы предварительного напряжения. Лакированные поверхности и слои, которые не переносят силы под головки винта, должны быть удалены. Например, длина резьбы винта может быть отлита медной пастой для дальнейшего улучшения фрикционных свойств нитей. Однако поверхности, на которые он наносится на датчики силы и опорные поверхности винтовых головок, не должны смазываться, чтобы предотвратить процессы скольжения гистерезиса! |
Более 10 % болтов не затянуто на проектное усилие |
Произвести дозатяжку болтов контрольным ключом |
|
|
При контроле натяжения болты с гайками проворачиваются |
Установить новые болты. Провести затяжку болтов на проектное усилие контрольным ключом Процесс затягивания с определенным крутящим моментомДля случаев нормальной нагрузки процесс затяжки с определенным крутящим моментом является наиболее экономичным и трудоемким процессом, который можно выполнить простым способом с помощью динамометрического ключа. В этом случае из-за контролируемого момента создается смещение сборки, которое реализуется в зависимости от заданных коэффициентов трения между винтовой поверхностью головки винта и резьбовыми боковыми сторонами резьбы. Процесс затяжки и урожайностьПредварительная нагрузка болтов имеет скорость рассеяния около ± 15% в соответствии с коэффициентом трения. Винты загружаются до ок. 75% от минимального предела текучести материала болта. Чтобы лучше использовать болты в смысле предварительного напряжения и минимизировать диффузию во время крутящего момента, или для получения преимуществ прочной прочности при динамическом напряжении, можно использовать процесс затяжки по отношению к пределу текучести. В этой процедуре винты используются только после начала потока в пластиковой области, что видно из соотношения крутящего момента по отношению к углу поворота. |
||
|
Щуп 0,3 мм проходит в зазор между соединяемыми элементами |
Проверить натяжение болтов в узле. Произвести натяжение болтов до проектного усилия. Стыки окрасить по контуру |
||
|
Обнаружены трещины в теле менее 10 % болтов, гаек или шайб в соединении |
Обнаружены трещины в теле более 10 % болтов, гаек или шайб в соединении |
Заменить поврежденные болты, гайки или шайбы. Произвести натяжение болтов на проектное усилие контрольным ключом |
|
|
Обнаружена трещина в соединяемых конструкциях |
Выполнить усиление либо замену элемента в соответствии с решением авторов проекта |
||
* - Аварийный характер дефекта определен условно, окончательное решение по характеру влияния дефекта на несущую способность и целостность конструкций определяется автором проекта.
Узлы балочных клеток (наличие болтов и выборочный контроль их натяжения), рис. ;
Стык колонн (наличие болтов и выборочный контроль их натяжения), рис. .
ЗАТЯНУТЬ БОЛТ ДО УПОРА КЛЮЧОМ С РУКОЯТКОЙ ДЛИНОЙ 0,3 м. ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ МОМЕНТ ~ 20 кг · м.
НАНЕСТИ РИСКИ НА ВЫСТУПАЮЩУЮ ЧАСТЬ БОЛТА И ГАЙКУ. УСТАНОВИТЬ КЛЮЧ С РУКОЯТКОЙ ДЛИНОЙ 1,8 м В ИСХОДНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ.
ПЛАВНО ПОВЕРНУТЬ ГАЙКУ КЛЮЧОМ НА 180º, КОНТРОЛИРУЯ УГОЛ ПОВОРОТА ПО ПЕРЕМЕЩЕНИЮ РИСКИ НА ГАЙКЕ.
Рис. 4 Натяжение болтов по углу поворота гайки
. ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ МОНТАЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ НА ЗАКЛЕПКАХ, ОСОБЕННОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ БОЛТОЗАКЛЁПОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Дата
Схема узла с расположением высокопрочных болтов (номер чертежа КМД и наименование (марка) узла)
Кол-во проверенных болтов, шт.
Показание крутящего момента, кг · м
Дефекты высокопрочных болтов
Метод устранения дефектов
Примечание, Ф. И. О., подпись проверяющего
Отметка об устранении дефекта
Приложение 2
Длины болтов в зависимости от толщины стягиваемого пакета
|
Динамометрический ключ КТР-3 (контрольный) Примечание Рычаг поз. № 1 допускается изготавливать из стали марок: 09Г2С; 10Г2С1Д; 13хСНД; 14Г2. Все позиции приведены в таблице . Сварочно-сборочный чертеж Сертификация
|
При монтаже конструкций на болтовых соединениях , применяются болты обычной прочности и высокопрочные.
Болты обычной прочности изготавливают трех видов - грубой, нормальной и повышенной точности. Отличия характеризуются лишь качеством изготовления, прочность материала остается неизменной. Это позволяет использовать все подвиды болтов обычной прочности взаимозаменяемо.
Высокопрочные болты используются в соединениях характеризующихся сдвигоустойчивостью, а так же в соединениях с несущими болтами.
Рассчет болтового соединения
Рассчет болтового соединения заключается в подборе оптимального количества болтов заданного диаметра, или в определении диаметра болта а также толщины стягиваемых болтом элементов. В сдвигоустойчивых соединениях болты рассчитываются на растягивающее усилие, необходимое для стягивания пакета и обеспечения достаточной величины силы трения между пластинами пакета. Эта сила трения препятствует смещению пластин, и болт работает только на растяжение.
Рассчет болтового соединения с несущими болтами предполагает работу тела болта на срез при смещении пластин, а так же работу кромок пластин на смятие. Исходя из расчета болтов на срез определя количество и диаметр болтов. Рассчитывая пластины пакета на смятие, определяется толщина пластин пакета.
Подготовка и затяжка болтовых соединений
Перед устройством болтовых соединений, скрепляемые детали подготавливают. Очищают от пыли, грязи, ржавчины, льда. Шлифуют кромки отверстий и пластин от заусенцев, чтобы пластины примыкали плотно по всей площади.
После контроля и зачистки деталей болтового соединения, производят совмещение отверстий под болты и их фиксацию. Для более точного совмещения отверстий используется проходная оправка. Это специальный стержень диаметром на 0,2 мм меньше диаметра болтового отверстия, выполненный с одной стороны в виде конуса. Проходную оправку вставляют в отверстие и забивают кувалдой. После этого совмещенное отверстие фиксируют пробкой - гладким стальным стержнем.
Затяжка болтовых соединений должна обеспечить плотность пакета. Это достигается соблюдением последовательности затяжки болтов по проекту. В большинстве случаев, болты в соединении затягивают от центра к краям. В этом случае, пластины в поцессе затяжки могут перемещаться к краям относительно друг друга. Этим достигается плотность пакета пластин.
При , неизбежна разбежка между отверстиями в смежных пластинах. Поэтому, в таких конструкциях отверстия выполняются меньшего диаметра. После совмещения отверстий, они рассверливаются по месту под необходимый диаметр болтов.
Затяжку болтов выполняют специальными торировочными ключами. Они позволяют контролировать момент затяжки болтовых соединений . Ключи с трещотками устроены таким образом, что при достижении усилия момента затяжки определенного значения, срабатывает трещотка и перетяжка невозможна. В то же время, монтажник знает о том что болт затянут как нужно.
Другой тип - ключи с индикаторами. Они имеют прибор со шкалой, показывающий величину момента затяжки болта или позволяющий рассчитать эту величину на основе его показаний.
Контроль болтовых соединений
Надежность сдвигоустойчивых соединений зависит от качества затяжки болтов. Поэтому перед приемкой конструкций производится контроль болтовых соединений. Проверяется момент затяжки у 1/4 части всех болтов в узле. Если количество болтов в соединении менее 6 штук, проверяются все болты.
Если при проверке обнаружен хотя бы один болт недотянутый на 1/5 требуемого усилия - контролю подлежат все болты соединения. Недотянутые болты затягивают. После затяжки и контроля, головки болтов окрашивают.
- при монтаже.
