Высокопрочные болты

Приложение Д (справочное)

Сведения
о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам
Российской Федерации, использованным в настоящем стандарте в качестве нормативных
ссылок

Таблица Д.1

Обозначение ссылочного национального стандарта Российской Федерации	Обозначение и наименование ссылочного международного стандарта и условное обозначение степени его соответствия ссылочному национальному стандарту
	ИСО 10683:2000 Детали крепежные. Неэлектролитические цинковые покрытия (NEQ)
ГОСТ Р 52627-2006 (ИСО 898-1:1999)	ИСО 898-1:1999 Механические свойства крепежных изделий из углеродистой и легированной стали. Часть 1. Болты, винты и шпильки (MOD)
	ИСО 4775:1984 Гайки шестигранные для высокопрочных конструкционных болтовых соединений с широкими гранями. Класс точности В. Классы прочности 8 и 10 (NEQ) ИСО 7411:1984 Болты с шестигранной головкой для высокопрочных конструкционных болтовых соединений с широкими гранями (длины резьб в соответствии с ИСО 888). Класс точности С. Классы прочности 8.8 и 10.9 (NEQ) ИСО 7415:1984 Шайбы плоские для высокопрочных строительных болтов закаленные и отпущенные (NEQ) ИСО 3269:2000 Изделия крепежные. Приемочный контроль (NEQ)
ГОСТ Р 52645-2006 (ИСО 4775:1984)	ИСО 4775:1984 Гайки шестигранные для высокопрочных конструкционных болтовых соединений с широкими гранями. Класс точности В. Классы прочности 8 и 10 (MOD)
ГОСТ Р 52646-2006 (ИСО 7415:1984)	ИСО 7415:1984 Шайбы плоские для высокопрочных строительных болтов закаленные и отпущенные (MOD)
	ИСО 9717:1990 Покрытия конверсионные фосфатные по металлу. Методы определения характеристик (NEQ)
	ИСО 8992:2005 Изделия крепежные. Общие требования для болтов, винтов, шпилек, гаек (NEQ)
	ИСО 4759-1:2000 Допуски крепежных изделий. Часть 1. Болты, винты и гайки с диаметром резьбы от 1,6 до 150 мм и классов точности А, В и С (MOD)
	ИСО 6157-1:1998 Изделия крепежные. Несплошности поверхности. Часть I. Болты, винты и шпильки общего назначения (MOD)
ГОСТ 12414-94 (ИСО 4753-83)	ИСО 4753:1999 Изделия крепежные. Концы крепежных деталей с наружной метрической резьбой ИСО (NEQ)
	МЭК 721-3-4:1994 Классификация внешних условий. Часть 3. Классификация групп внешних параметров и их жесткостей. Стационарное применение в местах, не защищенных от погодных условий (MOD)
ГОСТ 16093-2004 (ИСО 965-1:1998, ИСО 965-3:1998)	ИСО 965-1:1998 Резьбы метрические ИСО общего назначения. Допуски. Часть 1: Общие положения и основные данные (MOD) ИСО 965-3:1998 Резьбы метрические ИСО общего назначения. Допуски. Часть 3. Предельные отклонения для конструкционных резьб (MOD)
	—
ГОСТ 24705-2004 (ИСО 724:1993)	ИСО 724:1993 Резьбы метрические ИСО общего назначения. Основные размеры (MOD)
	ИСО 3508:1976 Сбеги резьб, соответствующих ИСО 261 и ИСО 262 для крепежных изделий (NEQ) ИСО 4755:1983 Изделия крепежные. Резьбовые проточки для наружной метрической резьбы ИСО (NEQ)
Примечание — В настоящей таблице использованы следующие условные обозначения степени соответствия стандартов: — MOD — модифицированные стандарты; — NEQ — неэквивалентные стандарты.

Ключевые
слова: болты, болты высокопрочные, болты с шестигранной головкой, болты
с увеличенным размером под ключ, болты для металлических конструкций,
конструкция и размеры, технические требования, обозначения, маркировка

ПРИМЕЧАНИЕ ФГУП
«СТАНДАРТИНФОРМ»

В указанном разделе 2 «Нормативные
ссылки» к ГОСТ Р 52644-2006

ГОСТ
1759.0-87. В части маркировки на территории Российской Федерации действуют ГОСТ
Р 52627-2006 (ИСО 898-1:1999) Болты, винты и шпильки. Механические свойства
и методы испытаний и ГОСТ
Р 52628-2006 (ИСО 898-2:1992, ИСО 898-6:1994) Гайки. Механические свойства
и методы испытаний.

Виды и маркировка

Класс прочности болтов в России должен соответствовать официальному ГОСТ. Принято выделять 11 категорий такого крепежа. В высокопрочную группу входят только изделия не ниже класса 9,8. Первая цифра при умножении на 100 дает показатель наибольшей прочности. Умножение на 10 второй цифры позволяет установить соотносимый максимум прочности.

Высокопрочный болт должен быть рассчитан на эксплуатацию в суровом климате, если его маркируют буквами «ХЛ». Обозначение «У» говорит, что изделие выдержит среднюю степень охлаждения. Соединения с контролируемым натяжением должны заноситься в специальный журнал. Расчетное значение силы закручивания нельзя превышать более чем на 15%.

Возвращаясь к маркировке по ГОСТ 22353-77, стоит отметить такую структуру:

сначала буквенное обозначение производителя;
кратковременное сопротивление (в мегапаскалях), уменьшенное в 10 раз;
климатическое исполнение;
номер выполненной плавки.

Что касается ГОСТ 2006 года, то соответствующая ему маркировка указывает:

фирменное клеймо;
категорию прочности по актуальному стандарту;
климатическую категорию;
номер выполненной плавки;
буква S (характерная для изделий с увеличенным габаритом под ключ).

6 Особенности разных видов соединений на крепежных элементах высокой прочности

Фрикционное соединение при проектировании считают неподатливым. А продольное усилие (точнее – его распределение между отдельными элементами металлоконструкции) рассматривается, как равномерное. На основании этих фактов и рассчитывают фрикционное соединение. Расчет осуществляется по усилиям

Причем обязательно принимаются во внимание усилия между разными участками рассматриваемого элемента

Несущая способность такого соединения обязана составлять более 75 % способности детали, которая прикрепляется к конструкции

Важно! Несущая способность каждого элемента рассчитывается отдельно. При этом проводятся вычисления его прочности, выносливости и устойчивости, которые учитывают вес и другие параметры детали

Несущие высокопрочные болты применяются для сборки конструкций нескольких типов:

Постоянные и временные сооружения, расчет которых выполняется на подвижные либо динамические нагрузки.
Постоянные конструкции, рассчитанные исключительно на статические нагрузки.
Временные сооружения, проектируемые на нагрузки статического плана.

Болтоклеевые соединения производятся тогда, когда следует учитывать изгибающий момент и иные сдвигающие усилия (обычно под таковыми понимают поперечные и продольные силы). В таких конструкциях на контактные изделия наносится специальная клеевая пленка, которую обжимают ВПБ. В качестве клея обычно используют составы ЭД-20 и ЭД-16. Они включают в себя пластификатор, эпоксидную смолу, отвердитель и корунд в качестве специального наполнителя.

В чем отличие высокопрочного крепежа от обычного?

Главное отличие от метизов общего назначения заключается в особых физико-механических свойствах высокопрочного крепежа, которые дают ему возможность воспринимать более тяжелую нагрузку. К примеру, болт высокого класса прочности 12.9 разорвется при нагрузке 1200 Н/мм², а аналогичный по диаметру низкого класса 4.8 – при 420 Н/мм², то есть при нагрузке в 2.7 раза меньшей.

Высокопрочный винт ISO 7380-1 класса прочности 10.9

Помимо колоссальной стойкости к повышенным нагрузкам, крепеж высокого класса прочности дает еще целый ряд преимуществ:

Снижение металлоемкости изделий и конструкций, при одновременном сохранении надежности крепежных узлов. Это достигается путем использования меньших по размеру винтов, но рассчитанных на более высокие нагрузки.
Использование шпилек меньшего диаметра влечет за собой уменьшение диаметра монтажных отверстий и, как следствие, повышение прочности металлоконструкций, фланцевых соединений. Кроме того, замена обычных метизов на более прочные позволяет сократить количество точек крепления, снизив тем самым затраты на крепеж.
Возможность применения в различных климатических условиях. Высокопрочные болты северного исполнения могут эксплуатироваться в условиях сурового климата до -60°С (маркировка «ХЛ») или средних холодных температур до -40°С (маркировка «У»).
Способность воспринимать постоянные, переменные и особые нагрузки (подвижные, вибрационные, динамические, сейсмические).
Возможность применения в конструкциях, эксплуатируемых в слабо-, средне-, сильноагрессивных средах с использованием защитных металлических или лакокрасочных покрытий.
Создание сдвигоустойчивых соединений. В обычном болтовом соединении при нагрузке на сдвиг происходит смещение соединяемых элементов, равное величине зазора между шпилькой и стенкой отверстия. Высокопрочный болткомплект позволяет стянуть элементы с большим усилием, благодаря чему между ними возникает трение, исключающее сдвиг. Такое соединение называется фрикционным.

Преимущества перед сварочным соединением:

Соединения на болтах снижают трудоемкость монтажа, позволяют вести сборку силами рабочих невысокой квалификации, автоматизировать, механизировать сборочный процесс.
Применение высокопрочных болтовых соединений при монтаже металлоконструкций позволяет использовать элементы из трудносвариваемых сталей повышенной прочности.
Возможность визуального контроля целостности монтажного соединения на болтах, тогда как в сварных швах могут быть скрытые дефекты.

Преимущества перед заклепочным соединением:

Сегодня при возведении металлоконструкций на смену заклепкам пришли высокопрочные болткомплекты, которые более выносливы переменным нагрузкам за счет равномерного распределения напряжения по сечению болтового соединения. К тому же в отличие от заклепок они могут быть легко заменены в случае износа, дают возможность сборки/разборки конструкции, могут использоваться многократно, что облегчают ремонт оборудования.

Приложение В (справочное) Разделы ИСО 7411:1984, которые применены в настоящем стандарте с модификацией их содержания для учета особенностей национальной стандартизации

Приложение Г (справочное) Текст приложений А и В международного стандарта ИСО 7411:1984, не включенных в настоящий стандарт в связи с нецелесообразностью их применения в национальной стандартизации

Приложение Д (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам Российской Федерации, использованным в настоящем стандарте в качестве нормативных ссылок

Описание

На высокопрочные болты есть официальный действующий ГОСТ 52644-2006. В данном акте нормируются:

габариты болтов;
длина резьбы такого крепежа;
вариации конструктивных элементов и исполнений;
коэффициенты закручивания;
теоретическая масса каждого изделия.

На них распространяется еще и стандарт DIN 6914. По умолчанию это изделие имеет шестигранную головку под ключ. Оно предназначается для высоконапряженных стальных соединений. Диаметр крепежа может составлять от М12 до М36. Их размер колеблется от 3 до 24 см.

Такие болты могут использоваться в машиностроении, в двигателестроении. Они пригодятся еще и для участков, где действует сильная вибрация; их можно, наконец, использовать в строительных конструкциях различного рода. Большую роль, однако, играет правильно выбранное усилие затягивания. Слишком слабый нажим часто приводит к преждевременному разрушению соединения, слишком сильный — способен навредить крепежу или соединяемым конструкциям.

Точность болтов

Еще одним важным показателем можно назвать класс точности болтов. Это связано с тем, что при изготовлении могут применяться самые различные методы нарезания резьбы и обработки цилиндрической поверхности. Рассматривая показатель точности отметим нижеприведенные моменты:

С повышение точности получаемое резьбовое соединение служит намного дольше.
Предложение обладает более точной геометрической формой.
Между крепежным изделием и образованным отверстием нет пространства, которое может стать причиной расшатанности соединения.

Именно поэтому крепежные материалы, применяемые при изготовлении не ответственных механизмов, обладают средним показателем точности. Применение современного оборудования при точении позволяет получить крепежи с высоким показателем точности. В заключение отметим, что производством рассматриваемых материалов занимаются различные компании. Во многом качество получаемого изделия зависит от применяемого оборудования и технологии производства. Некоторые производители могут снизить качество крепежа для того, чтобы уменьшить его стоимость.

Высокие классы прочности и их расшифровка

Согласно международной классификации резьбовых метизов, к высокопрочным болтам, винтам, шпилькам относятся изделия, имеющие цифровую маркировку классов прочности 8.8, 9.8, 10.9, 12.9, а к сверхпрочным – 14.9. Это важнейшая из характеристик, которая обязательно учитывается в любом проекте. Чем выше эти значения, тем прочнее, выносливее, качественнее и соответственно дороже метиз.

Первая цифра

указывает на предельную нагрузку на растяжение, при которой крепеж разорвется. Эта величина называется пределом прочности на разрыв, определяется как одна сотая от номинального временного сопротивления, выражается в МПа или Н/мм².

Например, для болта 10.9 она равняется: 10 / 0,01 = 1000 МПа (Н/мм²).

Вторая цифра

говорит нам о напряжении, при котором крепеж необратимо деформируется при изгибе, а называется этот параметр – предел текучести. Определяется умножением первой цифры на вторую и на 10.

Например, для того же болта 10.9 он равен: 10х9х10 = 900 МПа (Н/мм²).

При расчете соединения для заданной нагрузки значение предела текучести умножают на коэффициент 1/2 или 1/3 для обеспечения 2-х или 3-кратного прочностного запаса.

Марки сталей и особенности изготовления крепежа высокой прочности

Крепежные изделия классов от 8.8 до 14.9, включая болты для автомобильной промышленности, производятся из конструкционных среднеуглеродистых сталей, легированных упрочняющими добавками. Эксплуатационные свойства крепежа определяются двумя факторами:

Самые популярные марки:

35, 40, 40Х Селект, 38ХА, 30ХГСА, 35ХГСА, 40ХН2МА, 38ХГНМ. Реже используют слаболегированные борсодержащие стали марок 12Г1Р, 20Г2Р, 30-35Г1Р. Стали, легированные бором, обладают благоприятным сочетанием прочностных и пластических свойств, но из-за некоторых технологических трудностей при их выплавке, их внедрение в метизное производство сдерживается.

Исходное сырье поступает на производство в виде стержней или проволоки. Болты формируют методом холодной штамповки под давлением на высадочных автоматах, затем на них наносят резьбу на накатных автоматах. Для придания готовым изделиям высоких прочностных характеристик, эксплуатационной надежности и устранения хрупкости их подвергают термическому упрочнению путем нагревания в закалочной печи и последующему отпуску (охлаждению).

Таблица 1. Марки сталей, рекомендованные для изготовления болтов, винтов, шпилек высоких классов прочности.

Класс прочности	8.8	10.9	12.9
Марка стали	Ст.35, Ст.35Х, Ст.38ХА, Ст.40Х, Ст.20Г2Р	Ст.35Х, Ст.38ХА, Ст.45Г, Ст.40Г2, СТ.40Х, Ст.40Х Селект Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСА	Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСА, Ст.40ХНМА
Граница прочности , МПа	800…830	1000…1040	1200…1220
Граница текучести , МПа	640…660	900…940	1080…1100
Твердость по Бринеллю , НВ	242…318	304…361	366…414

Технология крепления высокопрочных болтов

Одной из важных составляющих в технологии крепления является четкое фиксирование временного отрезка после подготовки и смазки резьбы до непосредственного использования крепежа. Этот срок не должен превышать 10 суток, что должно указываться в специальном журнале постановки высокопрочных болтов после их доставки от производителя. Если подготовка производилась самостоятельно, то данные также фиксируют, заполняя журнал. Пример порядка крепления болтового соединения:

Подготавливают всю конструкцию для стыковки и монтажа.
Подготавливают по стандартам необходимый крепеж.
Проводят установку и монтаж конструкции.
Затягивают болты.
Производят герметизацию стыков всего крепежа.
Осуществляют контроль качества сборки объекта.

Подготовка высокопрочных болтов гаек и шайб

Перед началом установки в конструкцию высокопрочные болты, гайки и шайбы подлежат подготовке. В нее входит:

Технологическая очистка от консервирующих заводских смазок, а также от пыли и грязи. Ее совершают в разогретом щелочном растворе при температуре 80-100°С, куда входят вода, моющие средства, кальцинированная и каустическая сода, жидкое стекло и тринатрий фосфат. Соотношение соблюдают строго по ГОСТу. Крепеж в спецтаре опускают на 20 минут в раствор, после чего 3-5 раз промывают в моющем растворе.
Сушку проводят в горячем виде в течение нескольких минут, с обдуванием сжатым воздухом.
Выполняют прогонку на токарном станке или гайковертами, проверку и смазывание резьбы.
Обязательную смазку резьбы крепежа проводят путем погружения его в раствор из спецбензина ГОСТ 2084 и минмасла ГОСТ 0799 в соотношении 9 к 1.
Комплектацию и хранение очищенных метизов осуществляют в закрытой таре. При комплектации на каждый болт надевается гайка и две шайбы.
Проводят контроль качества.

Промежуток времени от смазки резьбы до установки должен быть не более 10 суток.

Области применения

Некоторые области использования особо прочного крепежа уже названы. Но его можно использовать не только для металлоконструкций в строительстве и машиностроении, как часто думают. Эти изделия нужны также для сельскохозяйственной техники и для железнодорожных креплений. Главная особенность — пригодность для таких монтажных соединений, которые подвергаются очень большой нагрузке, и где поэтому нельзя применять стандартные способы фиксации. Подобный крепеж востребован даже в самом «тяжелом» строительстве — при сооружении мостов, туннелей, высоких башен и вышек.

Любые части высокопрочных болтов, разумеется, должны иметь повышенную надежность и механическую крепость. Все соединения, где использован такой крепеж, относят к сдвигоустойчивой категории. При использовании подобного крепежа рассверливать либо прочищать отверстия не потребуется. Ввинчивать высокопрочный болт можно не только в металл, но и в железобетон. Отдельно стоит сказать о болтах под шестигранник.

Есть еще изделия с уменьшенной высотой головки (а один их подвид рассчитан под маленькие ключи). Однако изделия с внутренним шестигранником хороши благодаря:

большему удобству;
повышенной прочности;
оптимальной надежности.

Применение болтов

Применение болтов напрямую зависит от их эксплуатационных характеристик, они используются в высоконагруженных конструкциях, в климатических зонах, характеризующихся значительными перепадами температуры, на химических производствах. Соединение, где применяется данный вид крепежа, отличается высокой устойчивостью на разрыв, а также к постоянным динамическим или статическим нагрузкам. Их заказывают для комплектации следующих механизмов: некоторые виды сельскохозяйственной техники, строительные и мостовые конструкции и ограждения, краны, железнодорожные составы и другие.

Для качественной затяжки болот высокой прочности, сопряженные с ним поверхности подвергают тщательной механической зачистке, для чего используют металлические щетки, пескоструйные агрегаты или огневое воздействие.

Усилие затяжки высокопрочных болтов

При установке БВП следует учитывать характер монтажного соединения: сдвигоустойчивое (фрикционное) или с несущими болтами. В первом случае соединение затягивается до требуемой (проектной) величины динамометрическими ключами для обеспечения сил трения между соединяемыми элементами. Момент затяжки – это усилие, приложенное к гайке или головке винта и создающее в теле метиза контролируемое усилие натяжения. Расчетные значения момента закручивания и усилия предварительной затяжки болтов сведены в специальные справочные таблицы.

Таблица 3. Нормы затяжки болтов (коэффициент трения 0,14)

Диаметр резьбы, мм	Шаг резьбы, Р	Площадь сечения As, мм	Усилие предварительной затяжки Q, кН	Крутящий момент Мкр, кН
8.8	10.9	12.9	8.8	10.9	12.9
М4	0,7	8,78	4,3	6,3	7,4	3,3	4,8	5,6
М5	0,8	14,2	7	10,3	12	6,5	9,5	11,2
М6	1	20,1	9,9	14,5	17	11,3	16,5	19,3
М8	1,25	36,6	8,1	26,6	31,1	27,3	40,1	46,9
М10	1,5	58	28,8	42,2	49,4	54	79	93
М12	1,75	84,3	41,9	61,5	72	93	137	160
М14	2	115	57,5	84,4	98,8	148	218	155
М16	2	157	78,8	115,7	135,4	230	338	395
М18	2,5	193	99	141	165	329	469	549
М20	2,5	245	127	181	212	464	661	773
М22	2,5	303	158	225	264	634	904	1057
М24	3	353	183	260	305	798	1136	1329
М27	3	459	240	342	400	1176	1674	1959
М30	3,5	561	292	416	487	1597	2274	2662
М33	3,5	694	363	517	605	2161	3078	3601
М36	4	817	427	608	711	2778	3957	4631
М39	4	976	512	729	853	3597	5123	5994

5 Как выполняется натяжение болтов?

Усилие при натяжении ВПБ может регулироваться несколькими способами. Мы приводим их ниже:

По числу ударов гайковерта.
По осевому натяжению крепежного изделия.
По углу поворота гайки.
По моменту закручивания.

Здесь нужно знать, что вне зависимости от варианта затяжки высокопрочного крепежа обязательно необходимо использовать стяжные болты. На начальном этапе натяжения головку ВПБ следует придерживать. Сам процесс выполняется от самого жесткого участка соединения либо от его середины. Для натяжения болта на определенное усилие пользуются динамометрическим ключом. Этот инструмент позволяет четко определять момент (коэффициент) затяжки соединения.

Порядок натяжения соединения динамометрическим ключом таков:

производится стягивание пакета стяжными изделиями;
все болты (в том числе и стяжные) затягиваются на заданное усилие;
пробки выбиваются, на их место монтируются ВПБ.

После этого установленный крепеж затягивается до отказа ключом. Болты М24 часто натягиваются посредством гайковерта, который тарируется по повороту гайки на определенный угол. Такой инструмент позволяет получить момент закручивания не ниже 1600 Нм. Тарировку приспособления для болтов М24 осуществляют перед началом выполнения работ. Описанный гайковерт может снабжаться сменными конусными головками. Они имеют повышенный вес. За счет этого удается снижать потери мощности от скручивания. Большой вес головок – это не единственная их особенность. Кроме того, их обязательно подвергают термообработке. Причем выполняется она так, чтобы сменные приспособления имели твердость по шкале HRC в пределах 35–45 единиц.

Натяжение выспокопрочных болтов

Болты М24 могут затягиваться не одним ключом, а сразу двумя. Такая методика дает возможность получать максимально точный момент закручивания. Используется она достаточно часто. В данном случае первым ключом (его называют малым) создают момент закручивания не более 200 Нм. После этого берут второй инструмент (большой). И уже этим ключом выполняют финальную затяжку. Он обеспечивает момент закручивания на уровне 1600 Нм. Натяжение высокопрочных болтов М20, М16, М30 и так далее (всех, кроме М24) осуществляют в большинстве случаев с ориентиром на осевое усилие. Операция выполняется электрическим либо пневматическим ключом. Его обязательно тарируют перед сборкой металлоконструкции.

4 Как крепить высокопрочные метизы – какова технология?

Операция состоит из пяти отдельных этапов. Они приведены далее:

Производится обработка поверхностей деталей и элементов, которые соприкасаются друг с другом.
Выполняется подготовка крепежа.
Осуществляется сборка соединений.
Делается затяжка (натяжение) ВПБ.
Соединения герметизируются.

Обработка соприкасающихся деталей по СНиП выполняется механическими либо стальными щетками, многопламенными ацетиленовыми горелками (огневая методика), металлическим или кварцевым песком (пневматический способ). Эта операция производится максимально тщательно, так как она изменяет коэффициент трения, а значит, от нее зависит, какая у соединения будет несущая способность. После обработки сборка конструкции должна выполняться в минимальные сроки. По истечению 72 часов выполнять соединение деталей запрещается. В подобных случаях соприкасающиеся поверхности СНиП требуют обрабатывать повторно, используя ранее применявшуюся методику.

Маркировка высокопрочных болтов

Под подготовкой болтов высокой прочности понимают их расконсервацию, прогонку резьбы метизов, которые отбраковываются, очистку изделий от коррозии и грязи. Удаление смазочного слоя (он наносится на все ВПБ, его задача – выравнивать коэффициент закручивания крепежных элементов) осуществляется посредством их кипячения. Для этих целей используется обычная вода. После кипячения болты окунаются в раствор автола (15 %) и неэтилированного бензина (85 %). Подготовленные описанным способом изделия нельзя хранить более 10 суток из-за того, что коэффициент закручивания болтов может увеличиться.

Процедура выполняется по следующей схеме:

Осмотр металлоконструкции.
Совмещение и фиксация монтажных отверстий (используются особые пробки) в положениях, указанных на чертежах.
Установка болтов в свободные отверстия.
Анализ параметров (геометрических) собранного сооружения.
Стяжка (максимально плотная) пакетов.
Затяжка ВПБ на оговоренное в проекте усилие.
Демонтаж пробок, монтаж на их место крепежных элементов, затяжка установленных болтов. Она, опять же таки, производится на заданное усилие.

Все высокопрочные болты монтируются в металлоконструкции с двумя шайбами (они также изготавливаются высокопрочными, в противном случае несущая способность соединения снижается). Одна из них предназначена под гайку, вторая – под головку крепежного изделия. СНиП запрещают размещать две шайбы (и более) под один пакет. При монтаже болтов высокой прочности гайки обязаны накручиваться на резьбу от руки (свободно). Другие варианты не допускаются. Если гайка наворачивается с трудом, ее следует заменить (как вариант – установка другого ВПБ).

3 Соединения на ВПБ – ключевые положения СниП III-18-75

Указанные Саннормы описывают правила производства металлических конструкций. В них рассматриваются все существующие соединения на высокопрочных болтах:

С несущими метизами. В них передача сдвигающих усилий осуществляется через смятие, срез и трение.
Фрикционное. В этом случае усилия передаются исключительно посредством трения.
Болтосварное, болтозаклепочное и болтоклеевое.
Фланцевое. Такие соединения на высокопрочных болтах используются в конструкциях, в которых крепеж работает только на изгиб (фланцы податливого типа) либо на растяжение (жесткие фланцы).

Отдельно отметим, что любое фрикционное соединение проектируется по спецнормативам. Они изложены в СНиП II-В.3-72. Прочие виды соединений разрабатываются по техусловиям конкретного производителя работ. Они могут быть разными. Все болтовые соединения имеют собственное обозначение на чертежах. Оно остается неизменным, начиная с 1968 года, когда был введен в действие Госстандарт 2.315.

Крепление высокопрочных болтов

Обозначение ВПБ при фрикционном соединении имеет вид обычного треугольника. В чертежах металлоконструкций, которые собираются при помощи ВПБ, указываются методы просверливания отверстий и их номинальные сечения, а также вид соединения. Эти данные присутствуют в первую очередь. Кроме того, в чертежах СНиП требуют указывать следующие характеристики:

марку сплава, из которого делаются болты (40Х Селект или другие стали), а также ГОСТ на изготовление последних;
осевое усилие и способ натяжения ВПБ;
коэффициент трения;
вариант обработки соприкасающихся деталей;
спецификацию болтов, шайб и гаек;
коэффициент сопротивления (временного) на разрыв крепежных элементов.

СНиП выдвигают специальные требования к отправочным частям металлоконструкций, которые соединяются рассматриваемыми в статье болтами. Они обычно собираются в предназначенных для этого приспособлениях (чаще всего в кондукторах), располагающих крепежными фиксаторами. Отверстия для монтажа метизов высверливаются под проектное сечение ВПБ (оно указывается на чертежах). Диаметры отверстий подбираются с учетом условий эксплуатации конструкции

Также в данном случае принимается во внимание коэффициент сдвигоустойчивости сооружений

5 Обеспечение затяжки болтов на заданное усилие

Для
обеспечения затяжки болтового соединения на заданное усилие изготовитель должен гарантировать стабильный уровень
качества поверхности резьбы, который характеризуется коэффициентом
закручивания, зависящим от согласованного с потребителем вида покрытия и
смазки, нанесенных на резьбу болта и/или гайки.

Болты
считают годными к применению, если диапазон значений коэффициента закручивания
резьбового соединения — болта и гайки составляет:

— для крепежных изделий с нормальным покрытием и смазкой в
соответствии с ГОСТ
Р 52643: 0,14 — 0,20;

— для крепежных изделий с произвольным покрытием: 0,11 — 0,20.

Порядок
и методика проведения испытаний по определению коэффициента закручивания
изложены в ГОСТ Р 52643.

2 Требования Госстандарта Р 52644–2006 – вес, длина, сечение ВПБ

ВПБ выпускаются с диаметром резьбы М16, М20, М24, М30, М36, М42, М48, классами прочности – 8.8, 9.8, 10.9, 12.9. Длина болтов варьируется в пределах 40–300 мм. Вес изделий зависит от их длины и диаметра. Он колеблется в достаточно широких пределах. Вес 1000 штук ВПБ М16 равняется 116–514 кг, М20 – 204–804 кг, М24 – 377–1210 кг. Масса болтов М30–М42 изменяется от 633 до 3830 кг. А вот вес 1000 ед. М48 равняется 2495–5002 кг. Изделия высокой прочности производятся со специальным покрытием либо без такового. Толщина дополнительно слоя регламентируется ГОСТ. Для метизов М16 она должна быть не выше 25 мкм, для М20 – 30, для М24 – 40, М30–М48 – не более 50 мкм.

Высокопрочные болты М 20

Теоретический вес 1000 единиц ВПБ, который мы указывали выше, рассчитывается для изделий без специального покрытия. Высокопрочные метизы обязаны изготавливаться с постоянным уровнем качества резьбовой поверхности. Это является гарантией требуемого обеспечения затяжки соединений, выполняемых посредством ВПБ. Уровень качества обуславливается показателем закручивания (так называемый коэффициент или момент затяжки). Его величина зависит от типа смазки и дополнительного покрытия болтов. Высокопрочные изделия с произвольным покрытием должны иметь коэффициент закручивания в пределах 0,11–0,2. Метизы со стандартной смазкой и покрытием – 0,14–0,2. Проверяют коэффициент закручивания по Госстандарту Р 52643.

ВПБ чаще всего выпускаются из сталей 40Х и 40Х Селект. Второй из указанных сплавов по своему химическому составу является максимально качественным. Он, по сути, представляет собой выборку из нескольких партий 40Х. Сплавы с маркировкой Селект имеют стабильные механические показатели. Достигаются они именно за счет проведения выборки. Болты из стали 40Х Селект используются для соединения конструкций высокой степени ответственности (эксплуатируемых в особых условиях, имеющих большой вес). В остальных случаях применяются ВПБ из обычных сплавов 40Х. Выборка стали 40Х Селект осуществляется непосредственно на литейном производстве.

Покрытие описываемых болтов бывает следующих видов:

электролитическое кадмиевое;
электролитическое цинковое;
горячее цинковое.