浅析起重机上高强度螺栓的检验
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摘要：高强度螺栓连接在现在的起重机中已经使用的非常广泛，这种连接往往都是在起重机的主要受力部位，关系着起重机的安全运行，但是高强度螺栓标准的种类较多，而且多为建筑行业标准。相关的机械设计手册中的相关内容也各有不同。这就给检验检测时候对高强度螺栓连接这一项目带来了一定的操作难度。
关键词：起重机 高强度螺栓 预紧力 螺栓连接
《起重机械监督检验规程》明确的规定：金属结构的连接焊缝无明显可见的焊接缺陷。螺栓或铆钉联接不得松动，不应有缺件、损坏等缺陷。高强度螺栓连接应有足够的预紧力矩。但是在检验方法介绍中却很简单：外观检查，必要时可用探伤仪检查焊缝质量或用力矩扳手检查高强度螺栓的联接状况。
虽然国内早已有相关技术标准对高强度螺栓的施工有所规定，但标准的种类较多。相关的机械设计手册中的相关内容也各有不同。这就给检验检测时候对高强度螺栓连接这一项目带来了一定的操作难度。结合相关标准，对高强度螺栓的检验，做一些分析。
1、 对高强度螺栓连接副的质量要求
要选用正规厂家，经检验合格的螺栓、螺母和垫圈。根据GB/T 1231-1991 《钢结构用高强度大六角头螺栓,大六角螺母,垫圈技术条件》规定，制造厂应以批为单位提供产品质量检验报告书，内容如下：
a，规格、数量；
b，性能等级；
c，材料、炉号、化学成分；
d，试件拉力试验和冲击韧性试验数据；
e，机械性能试验数据；
f，连接副扭矩系数平均值、标准偏差、测试环境温度、
g，出厂日期和批号。
螺栓应在头部顶面制出性能等级和制造厂凸形标志，标志中第一部分数字（“•”前）表示公称抗拉强度的1/100，第二部分数字（“•”后）表示公称屈服强度与公称抗拉强度比值的10倍。
在使用中，特别要注意对于有裂纹、伤痕、毛刺、弯曲、铁锈、螺纹磨损、被水或雨水淋湿过或有缺陷的高强度螺栓，不能使用。对于已经使用过拆下的高强度螺栓和螺母，由于扭矩系数有变动，不可再使用。另外不同厂家和不同批号的高强度螺栓在扭矩系数不详情况下不可混合使用。
此外，除了螺栓、螺母需要符合国家相关标准外，在日常检验中发现很多单位对于垫圈的选择不明确，甚至有的采用普通平垫。高强度螺栓的垫圈应符合GB/T 1231-1991 《钢结构用高强度大六角头螺栓,大六角螺母,垫圈技术条件》规定，材料和硬度达到国标的要求。表1为标准规定的螺栓、螺母、垫圈的性能等级和推荐材料。
2、连接处结构件的接触面
主梁接头处和连接板的的接合面要做预处理，要严格的保证接触面的清洁，不允许有灰尘、锈和油漆等。为了保证其摩擦系数达到设计要求，可以进行抛丸或喷砂等除锈处理。不能防锈漆。
根据GB/T 3811 《起重机设计规范》规定，每一个高强度螺栓的许用承载力按下式计算：
………………………（1）
式中：━━ 每个高强度螺栓的许用承载力，N；
━━ 传力的摩擦面数目；
━━ 摩擦系数；
━━ 高强度螺栓的预拉力，N。
可以看出，式中 和 都是固定值，要提高高强度螺栓的许用承载力，就是看摩擦系数 。表2列出了连接处结构件的接触面不同的处理方法相对应的不同的摩擦系数 。
可以看出喷砂等处理可以提高连接处结构件的接触面的摩擦系数，进而提高高强度螺栓的许用承载力。
3、高强度螺栓的预紧力矩
螺栓联接在装配时都必须拧紧，并施加预紧力。预紧的目的在于增加联接的可靠性和紧密性，特别是在起重机上承受着频繁的工作载荷，这种螺栓的预紧力必须调整得更高，以保证在其内力作用下不会出现结合面分离或打滑，这两种都会由于螺栓联接的自动卸开或疲劳失效而引起破坏．所以预紧力的施加对螺栓联接质量至关重要。
《起重机械监督检验规程》也有明确的规定：高强度螺栓连接应有足够的预紧力矩。但是对于预紧力矩到底是多少，检验时并不清楚。根据JGJ 82-91 《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》规定，高强度螺栓的施工扭矩按下式计算确定：
…………（2）
式中：━━ 施工扭矩，N•M；
━━ 高强度螺栓连接副扭矩系数的平均值，扭矩系数由高强度螺栓制造商提供或经过试验的方法获得；
━━ 高强度螺栓施工预拉力，查表可获得，KN；
━━ 高强度螺栓螺杆直径，mm。
合理的预紧力不仅可提高螺栓的防松能力，还可以增加螺栓的疲劳寿命和被联接件的可靠性，对于预紧力矩的检验，也是日常检验中的薄弱环节，检验方法并不明确。根据JGJ 82-91 《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》规定，高强度螺栓检查方法有：
用小锤（0.3kg）敲击法对高强度螺栓进行普查，以防漏拧。
2、对每个节点螺栓数的10％，但不少于一个进行扭矩检查。检查时先在螺杆端面和螺母上画一直线，然后将螺母拧松约60°，再用扭矩扳手重新拧紧，使两线重合，测得此时的扭矩应在0.9 ～1.1 范围内。 按式（2）计算。如发现有不符合规定的，应再扩大检查10%，如仍有不合格者则整个节点的高强度螺栓应重新拧紧。对于起重机上高强度螺栓的检验，我认为可以参照以上两条进行。
4、连接的其他要求
高强度螺栓的拧紧次序应该是在拧紧螺栓的过程中使连接板有自由延伸或应变的可能，一般应从螺栓群中央顺序向外拧紧。
一般高强度螺栓连接副终拧后，螺栓丝扣外露应为2～3扣。
对于起重机上螺栓布置的极限尺寸，GB/T 3811 《起重机设计规范》亦有明确规定，表3列出的即为螺栓布置的极限尺寸。
5、总结
高强度螺栓连接是起重机中重要的连接方式，对于起重机的安全运行至关重要。这就要求施工单位对高强度螺栓安装特别慎重。在检验检测中，需要细致注意，特别是对高强度螺栓连接副的质量、结合面的处理，以及预紧力拒等安装方法上要更加注意，避免发生重大的安全事故。
参考文献：
1.GB/T 1228-1991 钢结构用高强度大六角头螺栓
2. JGJ 82-91 钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程
3.GB/T 1231-1991钢结构用高强度大六角头螺栓,大六角螺母,垫圈技术条件
4.GB/T 3632-1995钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副
5. GB/T 3633-1995钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件
6. 郭学陶主编 .机械设计. 航空工业出版社， 1992年
7. 起重机械技术检验. 学苑出版社 2001
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