Введение

Болтовые соединения являются одной из наиболее важных частей проекта стальной конструкции за рубежом.

В международных проектах обычно встречаются две системы:

• ASTM F3125/F3125M класса A325 в проектах, соответствующих американской практике крепления конструкционных болтов.

• Высокопрочные конструкционные болтовые соединения EN 14399 в проектах с использованием европейских стандартов.

На первый взгляд, оба представляют собой высокопрочные конструкционные болты.

Однако их не следует рассматривать просто как эквивалентные марки болтов.

Они относятся к разным системам стандартов с разными требованиями к:

• Болтовые сборки

• Механические свойства

• Размеры и резьба

• Предварительное натяжение

• Установка

• Тестирование

• Инспекция

• Документация

Поэтому выбор правильной системы следует начинать с проектных чертежей, спецификаций, применимых стандартов проектирования и требований инженера учета..

1. Что такое ASTM A325 и EN 14399?

ASTM F3125, класс A325

Обозначение A325 до сих пор широко используется в металлоконструкциях.

Однако бывшая отдельная спецификация ASTM A325 была объединена в ASTM F3125/F3125M , которая теперь охватывает несколько марок высокопрочных конструкционных болтов и сборок.

Марка А325 предназначена для соединений конструкций с использованием высокопрочных болтовых соединений.

Типичные области применения включают в себя:

• Промышленные стальные здания

• Склады

• Высотные стальные конструкции

• Мосты

• Стальные платформы

• Тяжелые структурные связи

• Инфраструктурные проекты

Болты с тяжелой шестигранной головкой ASTM F3125 класса A325 доступны в дюймовых размерах, а метрическая система класса A325M охватывает метрические размеры.

Для структурных соединений в американском стиле требования к установке и проверке обычно согласовываются со Спецификациями RCSC для структурных соединений с использованием высокопрочных болтов..

ЕН 14399

EN 14399 – это не просто болт одного класса.

Это серия европейских стандартов, охватывающих высокопрочные конструкционные болтовые соединения, пригодные для предварительного нагружения..

В серию включено несколько систем.

Система управления персоналом

EN 14399-3 распространяется на комплекты шестигранных болтов и гаек System HR..

В зависимости от конфигурации системы сборки HR могут использовать такие классы свойств, как:

• 8,8/8

• 10,9/10

Система приобретает необходимую пластичность главным образом за счет удлинения болта.

Система ВН

EN 14399-4 распространяется на комплекты шестигранных болтов и гаек системы HV..

Узлы HV обычно достигают пластичности за счет деформации резьбы.

HV не следует путать с болтом контроля натяжения или откручивающимся болтом.

Система HRC

Стандарт EN 14399-10 охватывает болтовые соединения системы HRC с калиброванным предварительным натягом..

В сборках HRC используется шлицевая или ломаная конструкция, и их обычно сравнивают с болтами контроля натяжения (TCB)..

Специальный монтажный ключ воздействует на шлицевую часть при затягивании гайки. Шлица срезается в конце процесса затяжки.

2. A325 и EN 14399: быстрое сравнение

.	ASTM F3125, класс A325	EN 14399.
Система стандартов	США ASTM/RCSC	Европейская система EN / Еврокод
Основное использование	Высокопрочные структурные соединения	Предварительно нагруженные конструктивные болтовые соединения
Типичные формы болтов	Тяжелый шестигранник; также существуют соответствующие системы контроля натяжения F3125.	HR, HV, HRC и сопутствующие сборки
Общие размеры	дюймовый класс A325; также доступен метрический класс A325M	В основном метрика M12–M36 в зависимости от системы.
Контроль предварительного натяжения	Методы установки, одобренные RCSC	Методы затяжки, соответствующие стандарту EN 1090-2.
Система резьбы	Дюймовая или метрическая система согласно указанному классу F3125.	метрика ISO
Контроль установки	Откручивание гаек, калиброванный ключ, откручивающиеся болты ТС, DTI и комбинированные методы	Крутящий момент, комбинированный, HRC, DTI и другие разрешенные методы в зависимости от спецификации
Основная основа отбора	Спецификация проекта и проект подключения в США	Требования проекта Еврокод/EN
Замена	Требуется рассмотрение технических характеристик и спецификаций.	Требуется рассмотрение инженерных разработок и спецификаций.

Важно: узлы ASTM класса A325 и EN 14399 не следует заменять друг другом только потому, что их номинальная прочность кажется одинаковой.

3. Как выбрать правильную систему конструкционных болтов

3.1 Начните со спецификации проекта

Первым вопросом не должно быть:

«Какой болт дешевле?»

Это должно быть:

«Какая система крепления предусмотрена для этого проекта?»

Проверять:

• Структурные чертежи

• Детали подключения

• Спецификация проекта

• Применимый код проектирования

• Тендерная документация

• Требования владельца

• Требования к инженеру записи

Если проект соответствует спецификациям структурных соединений, принятым в США, может потребоваться ASTM F3125, класс A325 или другой указанный класс F3125.

Для проектов Еврокода, в которых используются структурные болты с предварительным натягом, обычно указываются сборки EN 14399.

3.2 Не заменяйте болты, основываясь только на прочности.

Два болта могут иметь одинаковую прочность на разрыв, но при этом не быть взаимозаменяемыми.

Различия могут включать в себя:

• Геометрия резьбы

• Геометрия гайки

• Требования к стиральной машине

• Размерные допуски

• Механические свойства

• Испытание сборки болта

• Характеристики предварительной нагрузки

• Процедура затяжки

• Метод проверки

Поэтому любая предлагаемая замена должна быть рассмотрена ответственным инженером проекта перед закупкой или установкой.

4. Понимание предварительного натяжения болтов

Высокопрочные конструкционные болты могут устанавливаться как:

• Плотно затянутые соединения

• Предварительно напряженные соединения

• Соединения, критические для скольжения

Требуемое условие зависит от конструкции подключения и применимых спецификаций проекта.

Предварительное натяжение создает определенную силу зажима между соединенными стальными пластинами.

Эта сила зажима особенно важна в соединениях, где:

• Скольжение необходимо контролировать

• Усталость имеет большое значение

• Происходит реверс нагрузки

• Предварительное натяжение специально требуется конструкцией

5. Предварительное натяжение ASTM F3125, класс A325.

Для конструктивных соединений RCSC минимально необходимое предварительное натяжение указано в зависимости от группы болтов и номинального диаметра.

Для болтов группы 120, в которые входят сборки типа A325, типичные минимальные значения предварительного натяжения системы RCSC составляют приблизительно:

Номинальный диаметр болта	Минимальное предварительное натяжение
1/2 дюйма.	12 кипов
5/8 дюйма.	19 кипов
3/4 дюйма.	28 кипов
7/8 дюйма.	39 кипов
1 дюйм.	51 кип
1-1/8 дюйма.	64 кипа
1-1/4 дюйма.	81 кип
1–3/8 дюйма.	97 кипов
1-1/2 дюйма.	118 кипов

Эти значения относятся к заданному минимальному предварительному натяжению болтов, а не к универсальному моменту установки.

Фактическая процедура установки должна соответствовать утвержденному методу предварительного натяжения и требованиям проекта.

6. EN 14399 Претензия

Узлы EN 14399, предназначенные для предварительного натяга, разработаны на основе определенной концепции предварительного натяга.

Обычно упоминаемое соотношение минимальной предварительной нагрузки:

Fp,C = 0,7 × fub × As

Где:

• Fp,C = заданная предварительная нагрузка

• fub = предел прочности болта на растяжение

• As = площадь растягивающего напряжения болта

Фактическая процедура установки зависит от:

• Система EN 14399

• Класс недвижимости

• К-класс

• Метод затяжки

• Требования исполнения EN 1090-2

• Спецификация проекта

По этой причине преднатяг болта не следует преобразовывать в момент установки с использованием общего коэффициента без проверки фактического болтового соединения.

7. Почему универсальная таблица моментов затяжки болтов может вводить в заблуждение

Часто используемое инженерное приближение:

Т = К × Д × F

Где:

• T = момент затяжки

• K = коэффициент гайки или коэффициент крутящего момента

• D = номинальный диаметр болта

• F = целевое натяжение болта

Это уравнение полезно для понимания взаимосвязи между крутящим моментом и натяжением болта.

Однако его не следует автоматически использовать в качестве универсального правила установки на месте..

Соотношение крутящего момента и напряжения может значительно различаться из-за:

• Состояние резьбы

• Смазка

• Покрытие

• Загрязнение поверхности

• Состояние гайки

• Состояние шайбы

• Партия болтов

• Монтажное оборудование

Одно лишь изменение смазки может существенно изменить величину натяжения болта, создаваемого тем же крутящим моментом.

По этой причине процедуры установки проекта должны основываться на утвержденном стандартном методе и проверенных болтовых соединениях, а не на общей интернет-таблице крутящих моментов.

8. Методы предварительного натяжения ASTM/RCSC

Спецификация RCSC признает несколько методов предварительного натяжения высокопрочных конструкционных болтов.

Метод 1: поворот гайки

Болты предварительно доводят до необходимого состояния затяжки.

Затем головка гайки или болта поворачивается на заданную дополнительную величину в зависимости от:

• Длина болта

• Геометрия соединения

• Ориентация поверхности

Маркировка совпадения может использоваться для проверки вращения.

Важным преимуществом метода поворота гайки является то, что окончательное предварительное натяжение контролируется в первую очередь удлинением болта, а не полностью зависит от крутящего момента.

Метод 2: Калиброванный ключ

Для создания необходимого предварительного натяжения используется калиброванный монтажный ключ.

Тем не менее, требуемый момент затяжки должен быть установлен путем предварительной проверки фактических болтов и условий установки.

Важные переменные включают в себя:

• Партия болтов

• Ореховая партия

• Смазка

• Состояние поверхности

• Состояние инструмента

Использование гаечного ключа и процедура установки должны контролироваться в соответствии с применимыми спецификациями.

Метод 3: Откручивающиеся болты для контроля натяжения

Специальные болты для контроля натяжения имеют шлицевой конец.

Монтажный инструмент затягивает гайку, прижимаясь к шлицу.

При достижении расчетного состояния установки шлиц откручивается.

Эти системы обеспечивают удобную визуальную индикацию завершения операции установки.

Метод 4: Индикаторы прямого напряжения

Индикаторы прямого натяжения, или DTI, представляют собой специально разработанные шайбы или устройства, указывающие нагрузку.

Их деформация указывает на натяжение болтов во время установки.

DTI могут быть полезны там, где требуется прямая проверка состояния зажима.

Метод 5: Комбинированный метод

Комбинированный метод использует начальный этап контролируемой затяжки, за которым следует заданное вращение.

Точная процедура должна соответствовать соответствующим требованиям проекта RCSC.

9. EN 14399/EN 1090-2 Методы затяжки.

В европейских болтовых системах с предварительным натяжением используются процедуры затяжки, соответствующие стандарту EN 1090-2 и соответствующей сборке EN 14399.

Общие методы включают в себя:

Метод крутящего момента

Установка с контролем крутящего момента требует подходящего болтового соединения и определенных калибровочных характеристик.

сборки Класс К важен при выборе способа установки.

Например, установка с учетом крутящего момента обычно требует более строгого контроля соотношения крутящего момента и предварительной нагрузки.

Комбинированный метод

Комбинированный метод использует как крутящий момент, так и контролируемое вращение.

Обычно оно включает в себя:

1. Плотное затягивание

2. Предварительная затяжка

3. Окончательное контролируемое вращение

Маркировка совпадений может помочь при проверке.

Метод HRC

Болты HRC устанавливаются с помощью специального инструмента в виде срезного ключа.

Шлиц на конце болта срезается во время окончательной затяжки.

Систему HRC не следует путать с системой высокого напряжения EN 14399.

Метод индикатора прямого натяжения

Индикаторы прямого натяжения также могут быть встроены в сборки EN 14399 HR или HV, если это разрешено.

Они обеспечивают прямую индикацию преднатяга болта.

10. Что такое K-класс в стандарте EN 14399?

Европейская система классифицирует определенные болтовые соединения в соответствии с их характеристиками затяжки.

Общие обозначения включают:

• К0

• К1

• К2

Требуемый класс К зависит от выбранного метода затяжки.

Например, методы с контролем крутящего момента обычно требуют более жестко контролируемых характеристик крутящего момента/преднагрузки, чем методы, которые в меньшей степени зависят от крутящего момента.

Вот почему метод установки следует определять вместе с фактическим комплектом болтов EN 14399, а не после того, как болты уже доставлены на площадку.

11. Проверка перед установкой

Проверка перед монтажом является важной частью контроля качества высокопрочных болтов.

Для структурных болтов американского образца проверка может помочь подтвердить:

• Пригодность всей болтовой сборки

• Состояние смазки

• Умение достигать требуемого притязания

• Правильная работа стяжного оборудования

• Пригодность выбранного способа установки

Это следует выполнить до установки проверенных партий болтов в постоянную конструкцию, где это необходимо.

12. Проверка структурных болтов

Проверка должна быть сосредоточена на том, правильно ли соблюдалась утвержденная процедура установки.

Способ зависит от выбранной системы крепления.

Проверка поворота гайки

Типичные объекты проверки включают в себя:

• Подтверждение герметичного состояния

• Знаки совпадения

• Требуемый поворот гайки или головки

• Последовательность установки

Проверка калиброванного ключа

Типичные объекты проверки включают в себя:

• Проверка перед установкой

• Калибровка ключа

• Правильная партия болтов

• Процедура установки

• Настройки инструмента

• Последовательность затяжки

Простая «проверка крутящего момента» после установки не должна автоматически рассматриваться как доказательство фактического предварительного натяжения болтов.

Проверка болтов контроля натяжения

Типичные проверки включают в себя:

• Правильная сборка болта

• Правильная плотная затяжка

• Состояние шлица перед окончательной затяжкой

• Завершение предписанной процедуры установки

• Визуальное подтверждение скручивания шлицев, где это применимо

Проверка индикатора прямого натяжения

Осмотр подтверждает, что индикатор достиг требуемого состояния в соответствии с указанной процедурой установки.

13. Можно ли использовать ультразвуковой контроль?

Ультразвуковое измерение удлинения болтов можно использовать в специализированных приложениях для оценки натяжения болтов.

Это может быть рассмотрено для:

• Критические структуры

• Специальное промышленное оборудование

• Программы исследований или проверок

• Проекты с особыми требованиями владельца

Однако ультразвуковые измерения не следует автоматически считать стандартным методом приемки для каждого соединения по ASTM F3125 или EN 14399.

Его использование должно быть определено спецификацией проекта, процедурой испытаний и ответственным инженером.

14. Распространенные ошибки в зарубежных сталелитейных проектах

Ошибка 1: Смешение систем болтов ASTM и EN

Не выбирайте болты только по сравнению с номинальной прочностью на разрыв.

Сборки A325 и EN 14399 относятся к разным системам.

Ошибка 2: относиться к HV как к откручивающемуся болту

HV — это система шестигранных болтов EN 14399.

Европейская система со срезным шлицом – HRC..

Ошибка 3: использование общей таблицы крутящих моментов

Фиксированное значение крутящего момента может привести к очень разному натяжению болтов в зависимости от смазки и условий сборки.

Вместо этого используйте утвержденную процедуру установки.

Ошибка 4: Повторная смазка болтов без повторной оценки

Смазка влияет на трение.

Замена смазки может изменить крутящий момент, необходимый для создания того же преднатяга.

Поэтому любую замену смазки следует контролировать в соответствии с соответствующей процедурой установки.

Ошибка 5: смешивание компонентов болта, гайки и шайбы

Высокопрочные болты следует рассматривать как сборку..

Болты, гайки и шайбы должны соответствовать указанным системным и проектным требованиям.

Ошибка 6: Игнорирование документации

Для международных проектов качественная документация может быть так же важна, как и сам болт.

Типичная документация может включать:

• Сертификаты материалов

• Идентификация продукта

• Отслеживание партии

• Записи проверки перед установкой

• Записи о калибровке инструмента

• Протоколы проверки установки

15. Руководство по быстрому выбору

Требования к проекту	Рекомендуемый подход
Структурные болты, соответствующие требованиям США	Проверьте класс ASTM F3125 и требования RCSC.
Предварительно загруженное соединение Еврокода	Проверьте применимую сборку EN 14399 и EN 1090-2.
Требуется тяжелый болт с шестигранной головкой	A325 тяжелый шестигранник или EN HR/HV, как указано.
Требуется установка контроля натяжения	Используйте указанную сборку ASTM TC или систему HRC EN 14399.
Соединение, критичное к скольжению	Подтвердите необходимое предварительное натяжение, поверхность облицовки и процедуру установки.
Прибрежная среда	Подтвердить совместимость покрытия и требования к коррозии.
Оцинкованные болты	Проверьте смазку, совместимость сборки и процедуру установки.
Предлагается стандартная замена	Получите инженерное одобрение перед закупкой

16. Информация, которую необходимо подтвердить перед заказом конструкционных болтов

Прежде чем разместить заказ на проект стальной конструкции за рубежом, подтвердите:

1. Стандарт проектирования

Система ASTM/AISC/RCSC или Еврокод/EN?

2. Тип подключения

• Плотно прилегающий

• Предварительно напряженный

• Критическое скольжение

3. Спецификация болта

• ASTM F3125, класс A325

• Другой класс ASTM F3125

• EN 14399 ЧР

• EN 14399 ВВ

• EN 14399 HRC

• Другая указанная система

4. Размер болта

Подтверждать:

• Диаметр

• Длина

• Длина резьбы

• Требования к стиральной машине

5. Обработка поверхности

Примеры могут включать в себя:

• Простой

• оцинкованный

• Утвержденное защитное покрытие

• Защита от коррозии в зависимости от проекта

6. Способ установки

Подтвердите перед отправкой:

• Поворот гайки

• Калиброванный ключ

• Контроль напряжения

• ДТИ

• Комбинированный метод

• Другая утвержденная процедура

7. Требования к проверке

Определите, какие записи и тесты должны быть предоставлены:

• Владелец

• Инженер

• Инспектор

• EPC-подрядчик

• Местные власти

Заключение

Выбор конструкционных болтов для зарубежного стального проекта – это не просто вопрос сравнения прочности болтов.

Правильный процесс:

Стандарт проекта → Проектирование соединений → Болт в сборе → Метод предварительного натяжения → Проверка установки → Проверка → Документация

Для проектов в США требования ASTM F3125 Grade A325 и RCSC . обычно встречаются

Для европейских проектов болтовые соединения EN 14399 вместе с требованиями к исполнению EN 1090-2 образуют ключевую основу для структурных соединений с предварительным натягом.

Самое главное, что системы болтовых соединений ASTM и EN не следует смешивать или заменять исключительно на основе номинальной прочности.

Для международных проектов стальных конструкций выбор болтов всегда должен согласовываться с утвержденными чертежами, техническими спецификациями и ответственным инженером-строителем.

ZSJH STEEL — Производство металлоконструкций для зарубежных проектов

ZSJH STEEL поддерживает индивидуальные проекты стальных конструкций, предоставляя услуги, охватывающие:

Координация проектирования → Детальная разработка → Изготовление металлоконструкций → Проверка качества → Упаковка → Экспорт → Руководство по установке

Если у вас есть структурные чертежи или требования к болтовым соединениям для зарубежного проекта, пришлите нам спецификации вашего проекта для технического рассмотрения и расчета стоимости.

Отправьте свои чертежи и требования к подключению