<< назад
Научно-производственный центр мостов (НПЦ-мостов, г.Санкт-Петербург)
Разъяснение порядка проведения испытаний высокопрочных болтов для металлоконструкций
06.04.2007
В процессе обсуждения причин непризнания ОАО «ММК-Метиз» результатов испытаний болтов этого завода, выполненных в НПЦ мостов, выявлено неправильное истолкование заводом положений п. 6.2 ГОСТ 1759.4-87 о размере гайки для испытаний целых болтов на растяжение.
В п. 6.2 ГОСТ 1759.4-87 требования к гайке изложены следующим образом: «При проведении испытания длина нагруженной резьбовой части должна быть равна одному диаметру резьбы… Гайка, применяемая при испытании, должна быть высотой не менее 0,8 диаметра резьбы». Первое предложение данной формулировки указывает на то, что расстояние между опорной поверхностью гайки и сгоном резьбы болта должно быть равно одному диаметру резьбы (размер l = 22 мм на рисунке 1 в приложении). Высота самой гайки определяется вторым предложением (размер h на рисунке 1 в приложении).
В соответствии с пояснениями представителей ЦЗЛ ОАО «ММК-Метиз» испытания на заводе проводят с использованием специально изготовленной гайки длиной, равной диаметру резьбы, с полем допуска, строго соответствующему классу точности 6h, и более высокой твердостью, чем твердость болта и серийной гайки. На заводе первое предложение п. 6.2 ГОСТ 1759.4-87 относят к высоте гайки. В связи с этим непонятно, какое расстояние от опорной поверхности гайки до сбега резьбы на заводе принимают при испытаниях.
Испытания в НПЦ мостов выполняют с использованием серийно выпускаемых этим же заводом гаек, высота которых составляет 0,86 диаметра резьбы, при расстоянии от опорной поверхности гайки до сбега резьбы равном одному диаметру резьбы (см. рис. 2 в приложении).
Сравнение методик показывает следующее.
1. Увеличение высоты испытательной гайки от 0,86 до 1,0 диаметра резьбы повышает прочность резьбового соединения на срез, поскольку она прямо пропорциональна длине свинчивания (Справочник машиностроителя, т.4, стр 531, М, 1956).
2. Повышение точности профиля резьбы испытательной гайки за счет уменьшения межрезьбового зазора приводит к повышению прочности резьбового соединения на срез за счет развития сопрягаемых поверхностей резьбы гайки и болта, поскольку она прямо пропорциональна коэффициенту полноты резьбы болта (Справочник машиностроителя, т.4, стр 531, М, 1956).
3. Более высокая твердость испытательной гайки приводит к деформации первых наиболее нагруженных витков, более равномерному распределению нагрузки между витками по высоте гайки, и повышению прочности болтового соединения, что подтверждается исследованиями прочности резьбовых соединений с полем допуска 6g и 8g (отчет НИИ мостов, 2003 г., авторы к.т.н. Агеев В.С., к.т.н. Хусид Р.Г., Шурыгина М.П.).
Вышеприведенные факторы ведут к повышению прочности резьбового соединения на срез на величину, которую возможно оценить лишь статистическим анализом экспериментальных данных из-за множественности факторов влияния. В определенной степени, эти факторы могут компенсировать ослабление резьбы, вызванное обезуглероживанием поверхности профиля.
Таким образом, условия испытания в ОАО «ММК-Метиз» более мягкие в сравнении с условиями натяжения болтов в реальных конструкциях, что объясняет противоречие между положительными результатами заводских испытаний и имеющими место случаями повреждениями резьбы и хрупких разрушений болтов при сборке конструкций на монтаже (см. рис. 3 в приложении).
Методика испытаний целых болтов на растяжение, применяемая в НПЦ мостов, соответствует ГОСТ 1759.4-87, является традиционной для всех ведущих научно-исследовательских институтов, работающих в области мостостроения, поскольку наиболее близко отражает натурные условия натяжения высокопрочных болтов.
Рис. 1 Схема испытаний болтов на растяжение
Рис. 2 Разрушение болта срезом резьбы при испытании на растяжение
Рис. 3 Хрупкое разрушение болта в соединении из-за не проведенного отпуска (твердость болта 475-488 НВ)
в начало текста
