Princíp, klasifikácia a požiadavky na kontrolu vysokopevnostných skrutiek pred a po inštalácii

Vysokopevnostné skrutky sú špeciálne spojovacie prvky bežne používané v inžinierstve oceľových konštrukcií s vysokou mechanickou pevnosťou. Na rozdiel od bežných skrutiek sú skrutky s vysokou pevnosťou určené len na jednorazové použitie. Väčšinou sa aplikujú na trvalé spoje oceľových konštrukcií a po demontáži je prísne zakázané ich opakované použitie. Tento dokument podrobne uvádza princíp, klasifikáciu a požiadavky na kontrolu vysokopevnostných skrutiek pred a po inštalácii.

Princíp činnosti vysokopevnostných skrutiek: Na utiahnutie matice sa používa špeciálny kľúč, aby sa vytvorila obrovská predpínacia sila na skrutku. Prenášaná maticou a podložkou sa medzi spojenými komponentmi vytvára rovnaká predkompresná sila. Pôsobením predkompresnej sily vzniká na styčnej ploche spájaných častí veľká statická trecia sila. Pokiaľ je vonkajšia axiálna sila menšia ako táto trecia sila, nedôjde k relatívnemu kĺzaniu komponentov a nedôjde k poškodeniu spojovacieho spoja. Toto je pracovný princíp vysokopevnostných skrutkových spojov.

Vysokopevnostné skrutkové spojenie má výhody jednoduchej konštrukcie, vynikajúceho mechanického výkonu, odpojiteľnosti pri údržbe a dobrej odolnosti proti únave, pričom má široké možnosti použitia. Spojenie sa spolieha na trenie medzi kontaktnými povrchmi spojených častí, aby sa zabránilo relatívnemu kĺzaniu. Pre zabezpečenie dostatočného trenia na kontaktnej ploche je potrebné zlepšiť upínaciu silu komponentov a zvýšiť koeficient trenia kontaktných plôch. Upínacia sila medzi komponentmi sa realizuje aplikáciou predpätia na skrutku, takže skrutka musí byť vyrobená z vysoko pevnej ocele, odtiaľ názovvysokopevnostný svorník.

Pri skrutkových spojoch s vysokou pevnosťou má koeficient trenia veľký vplyv na únosnosť. Skúšky ukazujú, že koeficient trenia je ovplyvnený najmä spôsobom povrchovej úpravy a materiálom súčiastky. Na zvýšenie koeficientu trenia sa bežne používajú konštrukčné metódy, ako je pieskovanie a čistenie oceľovou drôtenou kefou na ošetrenie kontaktných povrchov spojov.

Vysokopevnostné skrutky sa delia hlavne na dva typy: trecí typ a typ ložiska. Kritériom šmykového návrhu vysokopevnostných skrutiek trecieho typu je, že šmyková sila spôsobená návrhovým zaťažením nepresiahne maximálnu treciu silu na kontaktnej ploche. Pre ložiskové vysokopevné skrutky je kritériom návrhu zabezpečiť, aby nedošlo k porušeniu strihu strižných prvkov, ani k porušeniu šmykovej dosky skrutky.

Pri vysokopevnostných skrutkových spojoch pred a po inštalácii sa musia prísne dodržiavať nasledujúce požiadavky na kontrolu:

Po prvé, pred konštrukciou sa musí koeficient krútiaceho momentu zostáv veľkých šesťhranných skrutiek s vysokou pevnosťou opätovne skontrolovať podľa výrobnej šarže a ich priemerná hodnota a štandardná odchýlka musia spĺňať ustanovenia súčasnej národnej normy.Špecifikácia pre návrh, konštrukciu a akceptáciu vysokopevnostných skrutkových spojov oceľových konštrukcií. Predpínacia sila zostáv vysokopevnostných skrutiek v krute a šmyku sa tiež musí opätovne skontrolovať podľa výrobnej šarže, pričom jej priemerná hodnota a štandardná odchýlka spĺňajú rovnaké požiadavky špecifikácie.

Po druhé, v prípade oceľových konštrukcií zo skrutkovanej guľovej mriežky s bezpečnostným stupňom triedy I a rozpätím viac ako 40 metrov sa skúšky povrchovej tvrdosti vykonajú na spojovacích vysokopevnostných skrutkách.

Po tretie, tak výrobca oceľovej konštrukcie, ako aj inštalačná jednotka vykonajú skúšky protišmykového koeficientu na základe každej výrobnej série oceľových konštrukcií.

Po inštalácii sa vykoná kontrola krútiaceho momentu na zostavách skrutiek s vysokou pevnosťou, vrátane metódy krútiaceho momentu a metódy uhla natočenia. Opätovná kontrola krútiaceho momentu sa musí dokončiť 1 hodinu až 48 hodín po konečnom utiahnutí. Pre kontrolu kvality po konečnom utiahnutí: skrutky s vysokou pevnosťou v torznom šmyku možno skontrolovať vizuálne, aby sa potvrdilo, či je koniec slivkového kvetu správne odrezaný; veľké šesťhranné vysokopevnostné skrutky je možné kontrolovať jeden po druhom ľahkým poklepaním kladivom.

Okrem toho je potrebné venovať pozornosťpríliš utiahnuté skrutky. Prílišné utiahnutie spôsobí plastickú deformáciu skrutiek a ak sa včas nevymenia, môže dôjsť k oneskorenému zlomu. Preto všetky príliš utiahnuté skrutky zistené počas výstavby musia byť okamžite vymenené, aby sa predišlo bezpečnostným rizikám spôsobeným oneskoreným zlomom.

Záverom možno povedať, že vysokopevnostné skrutky hrajú zásadnú úlohu v inžinierstve oceľových konštrukcií. Všetky požiadavky na kontrolu pred a po inštalácii sú prísne a musia byť implementované v súlade so špecifikáciami, aby sa zaistila bezpečnosť a spoľahlivosť konštrukčných spojení.