В останні роки в проектуванні і монтажі металоконструкцій відбулися значні зміни. Крім застосування нових профілів прокату, сталей підвищеної міцності та вдосконалення розрахунку намітилася тенденція на збільшення обсягу металоконструкцій з монтажними з'єднаннями на болтах різних класів міцності, в тому числі і високоміцних.
Велика кількість зварних швів малої довжини стало серйозною перешкодою на шляху механізації та автоматизації зварювальних процесів на монтажі. Монтажні з'єднання на болтах дозволяють, в умовах монтажного майданчика, застосовувати в конструкціях важкозварювальних сталі високої міцності. З'єднання на болтах дозволяють вести роботи одночасно на великій кількості вузлів силами робочих невисокої кваліфікації. Ефективність застосування болтових з'єднань формується на стадії проектування і виготовлення монтажних вузлів. За оцінкою Держбуду СРСР орієнтовний обсяг можливого застосування металоконструкцій на болтах складає 60-65% від загального обсягу випущених промисловістю сталевих будівельних конструкцій. Однак через низьку технічної оснащеності ряду заводів металоконструкцій, низької якості проектування і ряду інших причин в Радянському Союзі лише 15-20% конструкцій випускається з болтовими монтажними з'єднаннями.
Конструкції об'єктів чорної металургії останніх років (крім листових), в основному, запроектовані з сполуками на високоміцних болтах.
При нагляді за монтажними з'єднаннями на високоміцних болтах слід особливу увагу звернути на сверхвисокопрочние болти, поставлені промисловістю в 1970-80 рр. з тимчасовим опором 120, 135 і 155 кг / мм. Такі болти встановлені в ряді конструкцій Череповецкого, Липецького металургійних комбінатів, Магнітки і інших. Ці болти через відсутність обмежень по верхній межі твердості мають підвищену здатність до ЗХР (сповільненого крихкому руйнуванню).
Найбільш небезпечний період - перші 1-3 роки після початку експлуатації. Болти "стріляють" без видимого додатки зовнішнього навантаження. У всіх конструкціях останніх років звернуто увагу на ЗХР.
Дослідження, проведені на ряді об'єктів після багаторічної їх експлуатації, показали, що падіння натягу болтів незначно. Але так як в процесі виконання монтажних робіт можлива недотяжка болтів, то в процесі експлуатації конструкцій потрібно вибіркова перевірка натягу встановлених болтів. Контроль монтажних з'єднань на болтах значно простіше, ніж зварних з'єднань, так як в зварних з'єднаннях велика ймовірність прихованих дефектів шва, ніж в болтових з'єднаннях. Основним способом контролю з'єднань на болтах приймається візуальний.
Ці Рекомендації дозволять службі експлуатації заводів Міністерства металургії СРСР забезпечити безаварійну експлуатацію піднаглядних будівель і споруд.
Коригування Рекомендацій виробляти через кожні п'ять років.
1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ
1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ
1.2. Рекомендації поширюються на виконання нагляду і технічної експлуатації металоконструкцій будівель і споруд підприємств чорної металургії з сполуками на високоміцних болтах, запроектованих за нормами СРСР, експлуатованих в районах з розрахунковою температурою до -65 ° С.
1.3. При прийманні конструкцій із з'єднаннями на високоміцних болтах в приймальній комісії обов'язково участь представника служби технічного нагляду з експлуатації будівель і споруд підприємства.
1.4. Відповідальність за технічний стан монтажних з'єднань на високоміцних болтах наказом по цеху покладається на інженерно-технічних працівників цеху, які повинні пройти відповідне теоретичне і практичне навчання, ознайомлені з правилами виконання з'єднань на високоміцних болтах і мати посвідчення (Додатки NN 7, 8).
1.5. Безпосередній огляд монтажних з'єднань і відновлення (ремонт) повинні проводити спеціально підготовлені фахівцями, які мають відповідні навички та посвідчення. У важкодоступних місцях на висоті огляди проводяться за участю фахівців-верхолазів.
1.6. Фахівці з експлуатації будівель і споруд, які беруть участь безпосередньо в огляді, повинні пройти відповідне навчання, мати посвідчення і допуск для перебування на висоті.
Кількість спеціалістів визначається з розрахунку 1 ІТП на 100 тис. Високоміцних болтів.
1.7. Особливістю фрикційних з'єднань на високоміцних болтах є те, що зусилля сприймаються не зрізом болтів і зминанням стінки, а силами тертя, що виникають між дотичними поверхнями, стягнутими високоміцним болтом. У зв'язку з цим величина натягу високоміцних болтів і якість підготовки фрикційних поверхонь з'єднувальних елементів є вирішальним і контролюється під час перевірки. Недостатнє натяг високоміцних болтів у фрикційних з'єднаннях може привести до "прослизанню" елементів, при цьому болти будуть працювати на зріз, елементи - на зминання. Крім того, можливе порушення геометричної форми за рахунок взаємного зсуву елементів - болти будуть вступати в роботу нерівномірно, так як різниця діаметрів отворів і болтів може досягати 6 мм відповідно до СНиП III-18-75 табл.4 і можливі випадки почергового руйнування болтів.
________________
* На території Російської Федерації документ не діє. Діють ГОСТ 23118-99 і СНіП 3.03.01-87. тут і далі по тексту. - Примітка виробника бази даних.
1.8. Проведеними дослідженнями встановлено, що визначальний вплив на надійність болтів роблять рівні їх механічних характеристик (тимчасовий опір розриву, відносне подовження і звуження, ударна в'язкість), які визначаються режимами термічної обробки.
Основний із зазначених характеристик є тимчасовий опір розриву, контрольоване по його верхньої межі. Надмірно міцні болти (з маркуванням 135 і 155), що володіють підвищеною твердістю, схильні до уповільненого крихкому руйнуванню і вимагають більш ретельного контролю і більш частого обстеження з'єднання.
2. МАТЕРІАЛИ, ВИРОБИ ТА УМОВИ ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ
Рис.1. Маркування болтів різних класів міцності, в тому числі - високоміцних
Рис.1. Маркування болтів різних класів міцності, в тому числі - високоміцних:
а. високоміцний болт Дружківського заводу
б. високоміцний болт Магнітогорського заводу
в, м високоміцний болт Щелковського заводу
д. високоміцний болт Воронезького заводу
е. болт класу міцності 10.9 Магнітогорського заводу
ж. болт класу міцності 8.8 автозаводу ім.Ліхачёва
з. болт класу міцності 5.8 Магнітогорського заводу
2.2. Згідно ГОСТ 22356-77. болти повинні мати клеймо заводу-виготовлювача, а також маркування, що показує тимчасове опір в кгс / мм, і умовне позначення номера плавки. Болти кліматичного виконання ХЛ додатково маркуються.
2.3. Для контролю механічних властивостей болтів, гайок і шайб на заводі-виробнику від кожної партії відбирають по 5 зразків для кожного виду випробувань.
Болти відчувають на розрив, на розтягнення зразків, визначення ударної в'язкості (ХЛ), розрив на косою шайбі, на визначення коефіцієнта закручування і на твердість.
2.4. Високоміцні болти, гайки і шайби поставляються партіями, що складаються з деталей одного умовного позначення, виготовлених зі сталі однієї плавки, оброблених за одним режимом. Маса партії болтів не повинна перевищувати 1000 кг, гайок і шайб - 500 кг.
2.5. Кожна партія метизів повинна бути забезпечена сертифікатом, в якому вказується:
- номер сертифіката; найменування підприємства-виробника; найменування, тип і розміри виробів; Марка сталі; номер партії; номер плавки; результати проведених випробувань; маса нетто.
2.6. Для конструкцій з розрахунковою температурою нижче мінус 40 ° С і до мінус 65 ° С слід застосовувати високоміцні болти виконання ХЛ. На голівці цих болтів є знак "ХЛ".
2.7. Клас міцності болтів нормальної міцності позначений двома числами. Перше число, помножене на 10, визначає величину мінімального тимчасового опору в кгс / мм, друге число, помножене на 10, визначає ставлення межі текучості до тимчасового опору у відсотках. Твір чисел визначає величину межі текучості. До цього типу належать болти з маркуванням 10.9; 8.8; 5.8 (рис.1).
Наприклад, клас міцності болта 5.8 вказує, що мінімальне тимчасовий опір металу, з якого виготовлений болт, так само 5x10 = 50 кгс / мм, а відношення межі текучості до тимчасового опору у відсотках одно 8x10 = 80%. Перше число маркування, помножене на друге, визначає межу плинності
2.8. Високоміцні болти мають маркування 110, що вказує мінімальне тимчасовий опір в кгс / мм матеріалу болта.
2.9. У разі відсутності болтів, зазначених в проекті, дозволяється заміна болтів класу міцності 5.8 на болти 8.8; 10.9 і високоміцні. Болти 8.8 можуть бути замінені на 10.9 і високоміцні. Болти 10.9 - на високоміцні. Зворотній заміна без відповідного перерахунку конструкцій забороняється.
3. НАГЛЯД ЗА СТАНОМ СОЕДИНЕНИЙ
3.1. Нагляд за станом з'єднань здійснюється цехової службою технічної експлуатації металоконструкцій промислових будівель за допомогою проведення поточних оглядів.
Обстеження вузлів на високоміцних болтах, як правило, проводиться спільно з обстеженням сталевих будівельних конструкцій в передбачені ОРД 00 000-89 терміни.
3.3. Контроль за станом високоміцних болтів і з'єднуються проводиться візуально і полягає в перевірці наявності болтів у вузлах, а також в вибірковій перевірці їх натягу і безпеки (відсутність тріщин, поривів), що з'єднуються. Перевіряються болти відповідно до табл.3 в кожному десятому вузлі (10% вузлів). При наступних перевірках перевіряються не перевірені раніше вузли.
Особливу увагу слід звернути на виявлення дефектів відповідно до табл.1.
Перелік можливих дефектів з'єднань на високоміцних болтах
________________
* Текст документа відповідає оригіналу. - Примітка виробника бази даних.
3.7. Контроль натягу болтів здійснюється по моменту закручування динамометричними ключами. Момент закручування, прикладений до гайки або голівці болта, повинен бути не менше величини, зазначеної в табл.2.
3.8. Результати перевірки з'єднань на високоміцних болтах заносять в журнал технічних оглядів з'єднань, при необхідності зовнішні поверхні стиків грунтують найбільш поширеним грунтом ГФ-020, ФЛ-03К або іншими, що не містять в своєму складі масла.
3.9. Роботи з усунення дефектів, пов'язаних з постановкою нових болтів, проводять відповідно до технологічного процесу складання з'єднань на високоміцних болтах (розділ 4).
3.10. При необхідності перевірки якості підготовки поверхонь або для визначення класу міцності болтів і вивчення робочих креслень слід керуватися документами (Додаток 3), що зберігаються на заводі з актом здачі конструкцій.
3.11. При перевірці монтажних з'єднань на болтах слід звертати особливу увагу на наступні вузли:
- вузли кріплення зв'язків по колонах (на наявність болтів); рис.5, 7 (вузли 1, 2, 3, 5);
- вузли кріплення підкранових балок (на наявність болтів і можливе послаблення їх натягу) рис.6, рис.7 (вузол 6);
- вузли ППФ (підкранових-підкроквяних ферм), кроквяних і підкроквяних ферм великих прольотів (наявність болтів і вибірковий контроль їх натягу) рис.1, 2;
- вузли балкових клітин (наявність болтів і вибірковий контроль їх натягу), рис.3;
- стик колон (наявність болтів і вибірковий контроль їх натягу), рис.4.
3.12. При необхідності встановлення причин появи дефектів і розробки заходів щодо їх усунення, а також для обстеження з'єднань можуть залучатися на договірних засадах фахівці науково-дослідних і проектних організацій.
4. ТЕХНОЛОГІЯ ВІДНОВЛЕННЯ СОЕДИНЕНИЙ
Відновлення з'єднань на високоміцних болтах і їх приймання слід проводити під керівництвом особи, призначеної відповідальним за виконання цього виду з'єднань наказом по організації, що виробляє ці роботи.
До виконання з'єднань на високоміцних болтах допускається персонал, який пройшов відповідну підготовку і має посвідчення про допуск до вказаних робіт.
Технологічний процес виконання з'єднань на високоміцних болтах при відновленні вузлів без їх повного розбирання включає наступні операції:
- підготовку високоміцних болтів, гайок і шайб;
- приймання і герметизацію з'єднань.
Отримані болти повинні мати маркування, що показує тимчасове опір в кгс / мм і клеймо підприємства-виготовлювача.
Кожна партія болтів повинна бути забезпечена сертифікатом, в якому повинно бути зазначено:
- умовне позначення виробу з умовним позначенням номера плавки і номера партії;
- результати проведених випробувань;
4.1. Підготовка високоміцних болтів, гайок і шайб
4.1.1. Технологічний процес підготовки металовиробів включає розконсервацію, очищення від бруду та іржі, прогонку різьблення отбракованних болтів і гайок, нанесення мастила.
4.1.2. Існують два способи обробки метизів. У гратчастої тарі (при малих обсягах - у відрі з пробитими дірками) укладаються металовироби; в чистій бочці кип'ятиться вода, по можливості, з миючим розчином або побутовим пральним порошком. Відро занурюється в воду і кип'ятити 10-15 хвилин. Після цього, коли вода зіллється, металовироби опускаються на 1-2 хвилини в ємність з сумішшю бензину (85%) і мінерального масла типу "автол" (15%), потім виймають. З нагрітих метизів бензин швидко випаровується, а масло в вигляді тонкої плівки залишається на поверхні. Такий спосіб забезпечує вирівнювання коефіцієнта закручування до 0,18.
4.1.3. Зниження коефіцієнта закручування до 0,12 і його стабілізація виробляються шляхом парафінування гайок. Після очищення метизів за вищевказаною технології в ванну з розплавленим парафіном опускаються тільки гайки (витримуються 10-15 хвилин), вийняти гайки і дати можливість стекти надлишків парафіну і охолодити до температури навколишнього середовища.
4.2. Збірка з'єднань на високоміцних болтах при необхідності повного розбирання з'єднань
При необхідності повного розбирання з'єднань слід зняти проектне навантаження за спеціально розробленим проектом і відновити вузол за такою технологією:
4.2.1. Технологічний процес складання з'єднань передбачає:
- огляд конструкцій і перевірку їх відповідності вимогам проекту і глави СНиП III-18-75 (в частині точності виготовлення конструкцій);
- суміщення отворів і фіксацію в проектному положенні елементів і деталей з'єднання за допомогою монтажних пробок (10% від числа отворів, але не менше 2 шт.);
- установку в вільні від пробок отвори високоміцних болтів;
- перевірку геометричних розмірів зібраних конструкцій;
- щільну стяжку пакета;
- натяг поставлених високоміцних болтів на зусилля, передбачене проектом;
- витяг пробок, постановку в звільнилися отвори високоміцних болтів і натяг їх до проектного зусилля.
4.2.2. Перепад товщини перекриваються накладками елементів, який визначається до постановки накладок за допомогою лінійки і щупа, не повинен перевищувати 0,5 мм.
4.2.3. При перепаді площин деталей, що з'єднуються від 0,5 до 3 мм для забезпечення плавного вигину накладки кромку виступає деталі необхідно згладити наждаковим каменем на відстані до 30 мм від обріза деталі, з ухилом не крутіше 1:10. При перепаді площин більше 3 мм слід застосовувати прокладки. Застосування прокладок має бути погоджено з проектною організацією.
4.2.4. Довжини застосовуваних болтів підбираються залежно від товщини пакета (Додаток 2).
4.2.5. При рассверловкі отворів в елементах з обробленими поверхнями не повинні застосовуватися охолоджуючі рідини, що містять масло.
4.2.6. Збірку з'єднань варто робити відразу на високоміцних болтах і пробках. Застосування інших болтів в якості складальних забороняється.
4.2.7. Кожен болт встановлюється в з'єднання з двома високоміцними шайбами (одна ставиться під головку болта, інша - під гайку).
4.2.8. Гайки, затягнуті на проектне зусилля, нічим додатково не закріплюються.
4.2.9. У момент установки високоміцних болтів гайки повинні вільно (від руки) навертаються по різьбі. В іншому випадку гайку чи болт слід замінити, а відбраковані болти і гайки відправити на повторну підготовку.