Болтовое соединение предназначено для обеспечения плотного прилегания двух или более соединяемых деталей. Чтобы выдержать нагрузку при движении, между соединенными деталями должна поддерживаться достаточная сила зажима, обеспечивающая их надежное соединение и нормальную работу.
Экспертиза болтового соединения– это исследования всех типов болтового соединения с целью установления их технического состояния, возможности эксплуатации в составе узла или соединения соприкасающихся поверхностей.
Соединения на высокопрочных болтах применяются, в ситуациях когда есть необходимость избежать монтажную сварку и при этом не уменьшить прочность этого соединения. Существует два вида болтовых соединений на высокопрочных болтах с контролируемым натяжением: фрикционные и фланцевые.
Фрикционные соединения – это соединения воспринимающие внешние усилия вследствие сопротивления сил трения, возникающих по контактным плоскостям соединяемых элементов от предварительного натяжения болтов.
Фланцевые соединения – это соединения воспринимающие внешние усилия вследствие сопротивления болтов растяжению; здесь несущая способность болтов используется наиболее полно.
Суть экспертизы болтового соединения заключается в анализе болтов примененных с целью стягивания конструкций их состояния, наличия зазоров, признаков недотянутого соединения, контроле натяжения , прочностных характеристик болтов, защиты от коррозии.
Порядок натяжения болтов должен исключать образование неплотностей в стягиваемых пакетах, контролируемых щупом толщиной 0,3 мм, а во фланцевых соединениях 0,1 мм. Гайки, затянутые до расчетного крутящего момента дополнительно ничем закреплять не следует. Натяжение болтов следует контролировать: при числе болтов в соединении до четырех – все болты, свыше четырех – 10 %, но не менее трех в каждом соединении. Фактический момент закручивания должен быть не менее расчетного значения, и не превышать его более чем на 15 % (в соответствии с СП 70.13330.2012) и 20 % (в соответствии с СП 46.13330.2012).
В процессе эксплуатации болтового соединения с приложением нагрузки болт растягивается в осевом направлении. Его витки переносят усилие на витки гайки, «сжимая» последнюю. Напряжения при этом распространяются неравномерно, и наиболее нагруженными оказываются первые витки соединения.
Схематично все восприятия нагрузок на болтовое соединение распределяются следующим образом:
- первый виток болта или гайки — 32-35%;
- второй виток — 20-24%;
- третий виток — 12-15%;
- четвертые витки — 10-12%
В процессе работы болтовые соединение по резьбе испытывает несколько видов нагрузки:
- растягивающие и сжимающие (осевые);
- сдвигающие;
- изгибающие;
- дополнительные (ударные, вибрационные, термические).
Изгибающие напряжения болтовых соединений для крепежа наиболее опасны поскольку могут возникнуть аварийные процессе узлов и их элементов. Конструкторы стремятся исключить возможность их появления еще на этапе проектирования.
Рекомендуемые значения всегда содержат максимум и минимум. Верхнее ограничение необходимо, чтобы избежать пластической деформации и разрушения болта в процессе сборки.
Этапы экспертизы болтовых соединений.
В предварительном этапе экспертизы болтовых соединений анализируются тип соединения, тип болтов, количество болтов, листы контроля натяжений, параметры натяжения указанные в проектной документации (КМ,КМД,КЖ). Составляется план обследования узлов конструкций (как правило выбираются произвольно до 10 узлов)
Контрольно-измерительный этап экспертизы заключается в непосредственном анализе болтового соединения конструкции. На данном этапе исследуются соединения соприкасающихся поверхностей с использованием оборудования. Натяжение контролируется динамометрическими ключами выборочно на узлах исследуемой конструкциями. Щупом 0,3 мм исследуются неплотности соединений. Толщиномером покрытий исследуются размер защитного покрытия конструкций. Исследуются признаки коррозии (её тип и глубина поражения конструкции).
Синтезирующий этап экспертизы болтовых соединений сопровождается анализом всех произведенных инструментальных и визуальных исследований.
По факту окончания всех проведенных работ составляется единое заключение экспертизы с обозначением всех проведенных работ, выполненных измерений и выводами по сформулированным вопросам.
Экспертиза болтовых соединений производится как на этапе сборки конструкции, так и в процессе эксплуатации.
Технологический процесс выполнения соединений на болтах с контролируемым натяжением предусматривает следующие операции:
– подготовку болтов, гаек и шайб ;
– подготовку контактных поверхностей ;
– сборку соединений ;
– натяжение болтов ;
– контроль выполнения соединений;
– герметизацию соединений и огрунтовку стыков;
– установку клейма бригадира и ответственного лица ;
– занесение результатов выполнения и контроля соединений в «Журнал выполнения монтажных соединений на болтах с контролируемым натяжением» (приложение А).
Сборка соединений
Технологический процесс сборки соединений предусматривает:
– осмотр конструкций и проверку соответствия геометрических размеров собираемых элементов требованиям КМ и КМД;
– совмещение отверстий и фиксацию в проектном положении элементов и деталей соединения с помощью монтажных оправок;
– постановку болтов в свободные от оправок отверстия;
– натяжение поставленных болтов на усилие, предусмотренное в рабочей документации;
– извлечение оправок, постановку в освободившиеся отверстия болтов и натяжение их на расчетное усилие.
При сборке соединений не допускается:
– установка болтов в отверстия, образованные ручной газовой резкой или сваркой;
– применение в качестве сборочных болтов не указанных в КМ (КМД) диаметров и классов прочности;
– повторное натяжение высокопрочных болтов на проектное усилие.
Каждый болт устанавливается в соединение с двумя круглыми шайбами (одна ставится под головку болта, другая – под гайку). Высокопрочные болты с увеличенным размером головки под ключ, при разности номинальных диаметров отверстий и болтов до 4 мм, допускается устанавливать с одной шайбой под вращаемым элементом (гайкой или головкой болта).
В срезных соединениях допускается установка под гайкой двух шайб. Под головкой болта шайбу допускается не устанавливать.
Значения осевых усилий натяжения болтов Р, принятые в соответствии с СП 16.13330 (пункты 6.7 и 14.3.6) , а также моменты закручивания болтов диаметром от 16 до 30 мм, рассчитанные по формуле (1), приведены в таблице 4.
Контроль выполнения, сдача-приемка и герметизация болтовых соединений
Качество выполнения болтовых соединений проверяют посредством проведения пооперационного контроля. При пооперационном контроле проверяется:
– подготовка контактных поверхностей;
– натяжение болтов;
– плотность стянутого пакета.
Контроль фактической величины осевого усилия натяжения болтов осуществляют динамометрическими ключами по величине момента закручивания .
Число болтов, подлежащих контролю осевого усилия (момента закручивания), должно составлять:
– при числе болтов в соединении до 5 штук – все болты;
– при числе болтов в соединении 6 штук и более – 15 % от числа болтов в со-
единении, но не менее 5 штук.
Плотность стяжки пакета контролируется щупом напротив затянутого болта в соответствии с требованиями.
Для заказа экспертизы болтового соединений необходимо предоставить:
- заявка или техническое задание;
- комплект чертежей КМ и КМД;
- данные о болтах и проектного усилия натяжения;
- образцы болтов по 5 шт. каждого;
- сведения о покрытии (ЛКП) соединений;
- журналы контроля;
По факту проведенных работ по экспертизе болтовых соединений устанавливаются пригодность к применению болтового соединения на исследуемой конструкции.
Типовые дефекты болтового соединения.
В ходе анализа любого типа болтового соединения на месте экспертом могут быть обнаружены разнообразные дефекты соединения к которым относятся:
- ослабление натяжения;
- разрушение поверхности болта в следствии коррозии;
- избыточное натяжение болта с деформацией соприкасающейся поверхности;
- отсутствие гайки, шайбы и других элементов;
Для увеличения коррозионной долговечности болтокомплектов необходимо использовать защитные покрытия. Коррозионная долговечность достигается или путем применения указанного покрытия, или в составе защиты от коррозии конструкции, в которой болтокомплекты используются.
Механическая прочность болтокомплекта обеспечивает экономически целесообразный срок службы в том случае, если болтокомплект соответствует требованиям стандартов и привилами монтажных работ.
Для заказа экспертизы болтовых соединений любой конструкции подготовьте задание или заявку и направьте на нашу электронную почту все материалы. Срок производства экспертизы составляет 20 рабочих дней по любым типам конструкций.