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高强螺栓扭矩系数质量控制论文

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1螺栓连接副摩擦面的摩擦系数变化对扭矩系数的影响

螺栓连接副摩擦面的摩擦系数发生变化主要是由于气候发生变化和螺栓连接副表面状况发生改变造成的,进而影响高强螺栓扭矩系数。

1.1气候条件变化对高强螺栓扭矩系数的影响高强螺栓的施拧属于户外高空作业,在施拧过程中不过避免的会遇到季节的更替和各种天气变化。这些变化主要造成高栓施拧环境中的温度和湿度的变化。所以讨论温度和湿度变化对高强螺栓扭矩系数的影响非常必要。对此,我们选用同一批螺栓做了温度变化对高强螺栓扭矩系数影响的试验。试验结果见下表2。由表2可知,扭矩系数K值随着温度的降低而逐渐增大。

1.2螺栓连接副表面状况改变对扭矩系数的影响螺栓连接副表面状况发生改变主要有表面油干、表面锈蚀和沾染灰尘等情况,这些都将影响其摩擦系数,进行造成其扭矩系数的变化。对此,我们选用同一批螺栓对这三种情况分别做了试验。其试验结果如下表3。由表3可知,与表面正常高强螺栓相比,表面状况发生变化的螺栓扭矩系数K值都变大,并且其离散性也变大。

2高强螺栓施拧质量控制

高强螺栓的施拧采用扭矩法施工。为了保证其预拉力在设计范围内,必须要知道其扭矩系数,由T=P×K×d得到终拧扭矩,然后将电动扳手调到合适的档位进行施拧。所以高强螺栓的施拧质量控制主要就是控制其扭矩系数的稳定性,并且根据扭矩系数的变化及时调整其终拧扭矩。从以上论述可知,影响高强螺栓扭矩系数的因素很多。结合其在各种因素下的变化规律,我们就可以有针对性的对其施拧质量进行控制。

2.1高强螺栓的验收在高强螺栓使用之前,必须根据GB/T1228~1231-2006的要求对其进行连接副扭矩系数、螺栓楔负载、螺母保载、螺母垫圈硬度等试验。合格后才能发放使用。其中扭矩系数应符合合同要求,控制在0.12~0.14范围内。

2.2高强螺栓的储存管理高强螺栓从运输到安装这一段时间内,应该妥善保管,采取有效措施避免螺纹损伤和螺栓表面状况改变等情况出现。

2.3高强螺栓的安装(1)穿放螺栓前,需将栓孔的尘土、浮锈清除干净。凡表面状况发生变化的高强度螺栓,均不允许使用。(2)高强度螺栓安装时应注意垫圈的正反向,螺栓头一侧及螺母一侧应各置一个垫圈,垫圈有内倒角的一面应分别朝向螺栓头和螺母支承面。

2.4电动扳手的标定及施拧电动扳手标定前应当根据所要施拧的高强螺栓的扭矩系数确定其施拧的终拧扭矩,然后根据上桥±3%,下桥±5%的原则对电动扳手进行标定。标定电动扳手时,应保持高栓室内门窗通风使试验室环境尽量与高栓施拧环境相同,以确保高栓施拧质量。在高栓施拧过程中,会不可避免的有早晚温差大的情况出现。由前面的论述可知,螺栓扭矩系数随温度的升高而降低,由T=P×K×d可知,在一天中,随着温度的升高,扭矩系数K将减小,轴力P将增大,超出其设定值,这样早上电扳标定时,应标定为负误差,以保证轴力达到要求。对此我们做了跟踪试验,对于一批终拧扭矩定为850N.m、检查扭矩范围为719~868N.m的M24螺栓,因温差很大,早上上桥扭矩标定为-2.4%,中午温度正高时把电扳拿回到试验室重新标定,并且对此套扳手所拧螺栓进行检查,得到数据记录如下(此试验上桥标定时温度为11℃,下桥标定时温度为19℃,桥面太阳直射温度为25℃)。由表4可知,在此种情况下,电扳标定为负误差时,螺栓终拧检查为合格。在冬季施工时,试验室内温度必定比桥上温度高。由前在论述可知,螺栓扭矩系数随温度的降低而升高,由T=P×K×d可知,桥上K值增大,轴力P将减小,达不到其设定值,这时应将电扳标定为正误差,以保证轴力达到要求。对此我们同样做了跟踪试验,对于一批终拧扭矩定为1650N.m、检查扭矩范围为1368~1672N.m的M30螺栓,早上上桥扭矩标定为+2.7%,下桥时把桥上螺栓拿到试验室及时对此套扳手进行标定,并且对此套扳手所拧螺栓进行检查,得到数据记录如下(此试验上桥标定时温度为7℃,下桥标定时温度为8℃,桥面温度为1℃)。由表5可知,在此种情况下,电扳标定为负误差时,螺栓终拧检查为合格。温度与湿度对扭矩系数影响很大,当温度与湿度变化较大时,可根据当天上桥的高强度螺栓,在扭、轴仪上标定电动扳手时所得的扭矩系数平均值,调整终拧扭矩。雨天不得对高强螺栓进行施拧。要合理进行施工组织安排,特别是夏季和冬季要根据气候特点合理安排作息时间同时配专职人员指导施工。比如因夏季温差过大,太阳直射下桥面温度能达到60℃,此时螺栓扭矩系数变化过大,不利于施拧质量控制,所以在夏季要尽可能避免避开高温时间段进行高强度螺栓施拧。

2.5高强螺栓施拧质量检查在高强螺栓施拧过程中,必须对其预紧、初拧、终拧及终拧扭矩进行检查。以保证其轴力在设计要求范围内。在终拧扭矩检查前,应在试验室对其紧扣比进行试验,确定其紧扣比,进而确定其检查扭矩。对于超拧螺栓应当更换,对于欠拧螺栓应当进行补拧。

3结论

高强螺栓扭矩系数在其螺纹受损、表面油干、表面锈蚀、表面沾灰情况下均变大。当温度变化时,温度升高,扭矩系数降低,温度降低,扭矩系数升高。高强螺栓扭矩系数直接影响螺栓的施拧质量,所以在螺栓进厂、存储、安装、施拧和检查的整个过程中,均要采取各种措施以确保其扭矩系数的稳定性,以保证螺栓的轴力在设计范围内。

作者:邱圆圆单位:中铁大桥局集团第四工程有限公司

高强螺栓扭矩系数质量控制论文责任编辑:杨雪    阅读:人次