использование высокопрочных болтов

Когда говорят про использование высокопрочных болтов, многие сразу думают о таблицах моментов затяжки и контролируемых параметрах. Это, конечно, основа, но в реальности на объекте всё сложнее. Частая ошибка — считать, что если болт класса 8.8 или 10.9, то он ?просто крепче?. На деле, сам по себе высокий класс прочности — это лишь половина дела. Вторая половина — это как раз то, что с ним происходит от момента распаковки до окончательной приемки узла. И здесь уже начинаются нюансы, о которых в учебниках пишут вскользь, а на практике они выливаются в проблемы.

От склада до стыка: где теряется контроль

Начну с банального — хранение. Привезли партию болтов М24 класса 10.9 от проверенного поставщика, скажем, упакованных в ящики. Казалось бы, бери и работай. Но если эти ящики стояли на сыром складе или их вскрыли за месяц до монтажа, на резьбе может появиться малозаметная рыжая пыль. Это уже начало коррозии. Затягивать такой болт с предписанным моментом — рисковать. Пластиковая деформация резьбы пойдет неравномерно, и добиться расчетного натяжения будет невозможно. Мы как-то на одном из объектов в Сибири с этим столкнулись — болты были вроде бы новые, но при контрольной затяжке динамометрическим ключом момент ?плыл?. Пришлось снимать всю партию и отправлять на проверку твердости и на наличие поверхностных дефектов. Потеря времени — неделя.

Ещё момент — совместимость с металлоконструкцией. Бывает, проектом предусмотрены болты для соединения элементов из стали С345. Но сама конструкция, её ответные части, могут быть оцинкованы. И вот здесь важно, чтобы покрытие было совместимо с технологией затяжки. Горячее цинкование, которое, к слову, применяет в своём производственном цикле ООО Хэнань Юнгуан Электротехнические Технологии (их сайт — hnyongguang.ru), даёт толстый слой. Если не предусмотреть это на этапе проектирования соединения, стандартный болт может просто не ?войти? в отверстие, рассчитанное под чистый металл. Придётся либо калибровать отверстия на месте (что нежелательно), либо сразу заказывать болты под конкретную толщину покрытия. Их компания как раз и производит, что логично при их полном цикле от металлоконструкций до крепежа.

Именно поэтому их подход, объединяющий производство металлоконструкций, цинкование и выпуск крепежа, видится правильным. Проблема совместимости материалов решается внутри одного технологического процесса. Не нужно гадать, подойдёт ли болт от одного поставщика к оцинкованной конструкции от другого. Это снижает риски на объекте.

Инструмент и ?чувство момента?: почему динамометрический ключ — не панацея

Все знают, что высокопрочные болты затягиваются с определенным моментом. Выдаётся таблица, выдается динамометрический ключ с сертификатом, и бригада приступает. Но здесь кроется ловушка для прораба, который сам не стоял с ключом в руках. Ключ щелкает — это не всегда значит, что достигнут нужный момент. Если резьба или торец гайки не были смазаны (а часто по проекту смазка запрещена, чтобы не менять коэффициент трения), то большая часть прилагаемого усилия уходит на преодоление трения, а не на создание натяжения в стержне болта. В итоге ключ сработал, а болт ?недотянут?. Узел недополучает несущей способности.

Отсюда практика — помимо динамометрического, использовать угловую затяжку. Сначала доводим моментом, потом доворачиваем на расчётный угол. Это компенсирует разброс в трении. Но и тут есть нюанс: для этого метода критически важна чистота и ровность контактных поверхностей. Заусенец на отверстии или капля застывшего грунта под шайбой сведут всю точность на нет. Приходится перед установкой болтового пакета буквально проходиться щёткой и скребком по каждой контактной плоскости. Мелочь? На бумаге — да. На морозе, при минус двадцати, когда график горит — это дополнительный час работы на узел, который всегда пытаются срезать.

Кстати, про инструмент. Хороший динамометрический ключ — вещь дорогая и хрупкая. Его нельзя бросать, использовать как ломик, и обязательно нужно периодически перепроверять. Видел, как на объектах их калибровку игнорируют месяцами. А потом удивляются, почему стык ?поёт? и люфтит после сдачи.

Контроль: бумажный и реальный

Акт на затяжку — священная корова приёмки. В нём столбцы: позиция болта, проектное значение момента, фактическое значение, подпись. Всё красиво. Но как этот ?фактический момент? получен? Если контролёр пришёл и выборочно проверил те же болты тем же ключом, что и моторист — это не контроль. Это фиксация системной ошибки, если ключ сбит. Нормальный контроль — это выборочная проверка другим, независимым, заведомо исправным инструментом. А ещё лучше — использование для выборочного контроля метода контроля по углу поворота гайки. Это дольше, но надёжнее.

Был у меня случай на монтаже эстакады. Приёмка велась формально, по бумагам всё было идеально. Через полгода в одном из сотен узлов лопнул болт. Расследование показало, что в этой партии был разброс по твёрдости. Часть болтов была на границе допуска, и в сочетании с микроскопическим перекосом в отверстии это дало усталостную трещину. С тех пор я настаиваю на выборочных испытаниях болтов из партии на твёрдость прямо на объекте, портативным прибором. Да, это не по ГОСТу для каждой единицы, но это даёт спокойствие. Производители, которые дорожат репутацией, как та же ООО Хэнань Юнгуан, часто сами предоставляют расширенные сертификаты с детализацией по партиям, что очень упрощает жизнь.

Их комплексный подход, включающий и софт для управления проектами, наводит на мысль, что подобный контроль качества мог бы быть встроен в их цифровые решения — чтобы от партии металла до конкретного болта в конкретном узле можно было отследить все параметры. Пока это скорее пожелание на будущее, но направление мысли верное.

Когда экономия приводит к перерасходу

Часто заказчик, пытаясь сэкономить, покупает высокопрочные болты у непроверенного поставщика, ?потому что по паспорту те же 10.9?. А потом оказывается, что для достижения нужного момента затяжки требуется усилие на 15-20% выше паспортного. Почему? Потому что некондиционный металл, не та термообработка. В итоге бригада либо не может дотянуть болт, либо, приложив сверхусилие, повреждает резьбу или срывает грани. Работы встают, болты надо срочно менять, а это простой крана, демонтаж. Экономия на цене метиза оборачивается многократными убытками.

Поэтому надёжнее работать с поставщиками, которые контролируют весь цикл. Если взять в пример ООО Хэнань Юнгуан, то их описание как предприятия, объединяющего производство металлоконструкций, цинкование и выпуск болтов, говорит о потенциально более высоком уровне контроля. Проблема совместимости и качества решается ?в одном котле?. Для ответственного объекта такая интеграция — плюс.

Ещё один вид ложной экономии — повторное использование. Иногда, после демонтажа временных конструкций, болты выглядят целыми. И их хочется пустить снова в постоянные соединения. Делать этого категорически нельзя. Болт, уже подвергавшийся пластической деформации при затяжке, меняет свои свойства. Его предел текучести уже не тот. Повторная затяжка не даст расчётного натяжения. Такие болты — только в мусор или на неответственные вспомогательные конструкции.

Мысли вслух о будущем монтажа

Сейчас много говорят об интеллектуальном монтаже и роботах. В описании ООО Хэнань Юнгуан Электротехнические Технологии упоминается создание интеллектуальных роботов для монтажа конструкций. Это интересно именно для использования высокопрочных болтов. Робот, оснащённый силомоментными датчиками и системой зрения, мог бы обеспечивать идеально повторяемую затяжку, фиксируя в реальном времени и момент, и угол. Он не устанет, не ?схалтурит? на сотом болте. Но здесь вопрос упирается в подготовку поверхностей и точность изготовления отверстий. Роботу нужна идеальная база. Значит, требования к качеству металлоконструкций и их оцинкованных поверхностей возрастут ещё больше. Это замкнутый круг качества, где все этапы должны быть на высоте.

Возможно, будущее как раз за такими интегрированными компаниями, где от чертежа до затянутого роботом болта все процессы оптимизированы друг под друга. Пока же, в текущих реалиях, успех использования высокопрочных болтов лежит в мелочах: в чистом складе, в исправном ключе, в лишней проверке и в недоверии к красивым бумагам без перекрёстной проверки. И, конечно, в выборе метиза, в происхождении которого ты уверен. Всё остальное — уже следствие.

Так что, возвращаясь к началу, использование высокопрочных болтов — это не столько протокол, сколько культура производства и монтажа. Культура, которая начинается с выбора поставщика и заканчивается щелчком динамометрического ключа в руках внимательного моториста. И пропустить нельзя ни одного звена.