Монтаж металлоконструкций. Требования к болтокомплектам – коэффициент закручивания, натяжение в соединении, коррозионная стойкость
Для возведения металлоконструкций используются метизы различных типоразмеров и конфигурации. Конструкционные материалы для их изготовления подбираются с учетом особенностей условий работы оборудования.
Широкое распространение получает нержавейка – сталь с высоким содержанием легирующих компонентов, обеспечивающих отсутствие склонности к коррозионному разрушению.
Для особо ответственных металлоконструкций используются метизы из углеродистой стали, так как она отличается высокой прочностью. Но коррозионной стойкостью такой материал не обладает.
Кроме того, нержавеющая сталь характеризуется низким пределом текучести, витки резьбы склонны к схватыванию при приложении даже небольшой нагрузки, что делает соединения трудноразборными.
Чтобы монтаж болтокомплектов проходил штатно, а эксплуатация была надежной и долговременной, необходимо обеспечение нескольких условий.
Во-первых, крепеж должен быть устойчивым к коррозионному разрушению, особенно в агрессивном климате (например, при возведении конструкций на морском побережье).
Во-вторых, в соединении должно быть обеспечено оптимальное натяжение. Это значит, что болт немного растягивается, но не превышен предел его упругой деформации.
То есть соединение находится под постоянным напряжением, сохраняет изначальное усилие затяжки, не раскручивается под воздействием динамических нагрузок и не разрушается при тепловом расширении металла.
Чтобы оптимальное натяжение было обеспечено, необходимо соблюдение требований к коэффициенту закручивания и моменту затяжки деталей.
Момент затяжки выставляется на динамометрическом ключе, которым обязательно пользуются специалисты по монтажу при сборке ответственных металлоконструкций. Значения усилия затяжки прописываются в конструкторской документации.
Коэффициент закручивания болтов снижается и стабилизируется только при использовании смазочных материалов.
Если коэффициент трения соответствует требованиям, монтаж производится с необходимым усилием, то натяжение в болтокомплекте становится оптимальным.
На рынке существует большое количество материалов, обеспечивающих защиту от коррозии. Популярностью пользуются цинковые покрытия – цинк-ламельные покрытия, а также полученные методом горячего и термодиффузионного цинкования.
Они показывают отличную способность препятствовать коррозионному разрушению обработанного металла, однако никак не влияют на коэффициент закручивания.
Резьбовые смазки обеспечивают штатный демонтаж резьбовых соединений, снижая трение и разделяя поверхности, однако они не отличаются продолжительным сроком службы и высокими антикоррозионными свойствами, достаточными для долговременной эксплуатации крепежа, особенно в агрессивной среде.
При этом нанесение резьбовых смазок на тонны крепежа в условиях монтажной площадки довольно затруднительно.
Поэтому оптимальным комплексным решением для крепежа металлоконструкций является применение антифрикционных покрытий, обладающих высокими смазочными и защитными свойствами.
Они наносятся на заводе-изготовителе крепежа при серийном изготовлении деталей, после чего метизы с покрытием транспортируются на монтажную площадку и не требуют дополнительной обработки перед сборкой.
Покрытия крепежа от зарубежных и российских производителей – Xylan и MODENGY. Сравнение свойств
Нанесение антифрикционных покрытий для крепежа распространено при сборке мостов, нефтяных вышек и многих других металлоконструкций, требующих особо длительного ресурса и надежности эксплуатации.
Обеспечивая резьбовым соединениям высокую коррозионную стойкость и оптимальное натяжение, покрытия крепежа способны многократно повысить срок службы болтокомплектов.
Широко используются как зарубежные, так и российские покрытия. Однако особую актуальность в настоящее время получают вторые.
Среди импортных покрытий особое место занимают материалы торговой марки Xylan (США). Это линейка фторполимерных покрытий с высокими антикоррозионными свойствами, низким коэффициентом трения, длительным ресурсом.
Они масштабно применяются в нефтедобывающей промышленности не только для крепежа, но и для других узлов трения.
Популярностью пользуются и российские покрытия для крепежа MODENGY. С 2018 года они эффективно повышают ресурс оборудования шельфовых платформ.
Копания-производитель «Моденжи» подбирает смазочно-защитные покрытия для крепежа из своей линейки или разрабатывает новые виды материалов в соответствии с конкретными требованиями.
Покрытия обеих торговых марок показывают отличных результаты в реальных условиях эксплуатации в морском климате, а также сравнимые показатели в процессе лабораторных испытаний.
Так, по международному стандарту ASTM G99 проводились триботехнические испытания нескольких марок покрытий Xylan и MODENGY. Результаты представлены на графике.
Покрытия демонстрируют сходные данные по коэффициенту трения в одинаковых условиях. Также покрытия обладают схожими характеристиками по коррозионной стойкости – они обеспечивают эффективную механическую (барьерную) защиту деталей.
Зачастую антифрикционные покрытия наносятся на базовые слои цинк-ламельных и других подложек. Таким способом удается, например, повысить коррозионную стойкость крепежа и обеспечить высокий уровень защиты даже при повреждении верхнего слоя в процессе монтажа.
Применение антифрикционных покрытий для крепежа – один из самых эффективных и современных методов повышение ресурса и безопасности эксплуатации металлоконструкций.