Классы прочности болтов по ГОСТу: особенности и маркировка
Содержание
Подъемный кран упал и раздавил мужчину. Рухнул мост с автомобилями. Внезапно перевернулся КамАЗ… Неутешительные новости о трагедиях появляются регулярно. Причины разные: халатность, невнимательность, безответственность. А еще одна из причин – проблемы с болтовыми соединениями. Казалось бы, такая мелочь! А ведь на болтах в буквальном смысле держится все: они несут вибрационные, весовые и динамические нагрузки. В этой статье мы поговорим о том, какие типы болтов бывают, как узнать класс прочности болта и как читается маркировка.
Типы болтов
У этих метизов есть несколько классификаций по разным параметрам. Например, в зависимости от формы головки они бывают универсальные (с шестигранной головкой), анкерные, рым-болты и др. По форме стержня крепеж тоже различается: резьба наносится на весь стержень или занимает только часть. Сама резьба в соответствии с ГОСТ 27017-86 может быть метрической, шурупной, самонарезающей или конической.
В зависимости от назначения болты делятся на несколько видов: лемешные для сельскохозяйственной техники; мебельные, с гладкой ровной головкой, которая не выступает на поверхности мебели; дорожные для монтажа ограждений и фиксации металлических, деревянных или пластиковых конструкций; машиностроительные для соединения запчастей транспортных средств, обладают особой прочностью и стойкостью к изменениям от воздействия агрессивной внешней среды; фундаментные служат для крепления оборудования к фундаменту, имеют специальную форму головки; путевые соединяют части рельс.
Обратите внимание! Не существует универсальных болтов, которые подойдут для любой задачи. Для каждой нужно выбирать крепеж в соответствии с его классом прочности. Именно класс прочности болта влияет на безопасность конструкций, разрушение которых может привести к гибели людей.
Класс прочности – это наиболее важная характеристика для крепежа. Определяет устойчивость болтов к механическим воздействиям и показывает предел прочности на разрыв. Остановимся на ней подробнее.
Классы прочности
В ГОСТ 1759.4-87 (ИСО 898/1-78) можно найти обозначение класса прочности болтов. Характеристика зависит от множества факторов, например, от стали, из которой выполнен болт, и от того, была ли термообработка материала. Приведем список классов прочности и их основные параметры.
Классы от 3.6 до 6.8
Материал: углеродистая сталь
Возможные добавки: нет
Термическая обработка: нет
Класс 8.8
Материал: углеродистая сталь
Возможные добавки: бор, марганец, хром
Термическая обработка: закалка и отпуск при температуре 425 °С
Класс 9.8
Материал: углеродистая сталь
Возможные добавки: бор, марганец, хром
Термическая обработка: закалка и отпуск при температуре 425 °С
Класс 10.9
Материал: углеродистая или легированная сталь
Возможные добавки: бор, марганец, хром
Термическая обработка: закалка и отпуск при температуре 340 или 425 °С
Класс 12.9
Материал: легированная сталь
Возможные добавки: нет
Термическая обработка: закалка и отпуск при температуре 380 °С
Чем легированная сталь отличается от углеродистой? Тем, что в ней содержится молибден, титан, вольфрам или другие добавки. Они улучшают эксплуатационные характеристики, увеличивают твердость, плотность и термостойкость материала.
Часто болты покрывают другим материалом для улучшения их свойств:
- цинком – для болтов, которые используются в промышленности, толщина покрытия доходит до 25 мкм;
- никелем – декоративное покрытие болтов для мебели, не влияет на прочность;
- фосфатами или оксидами – так можно создать защитный слой, который сделает крепеж более долговечным;
- цинк-ламельным покрытием – увеличивает срок службы болта вдвое.
Что такое термическая обработка стали и зачем она нужна? Это технологический процесс изменения структуры материала, в результате которого повышается предел выносливости стали, увеличивается прочность и износостойкость самого крепежа.
Обратите внимание! Классы прочности могут маркироваться как с точкой, например 3.6, так и без нее, например 36.
Механические свойства
Чтобы правильно подобрать крепеж, нужно не только ориентироваться на класс прочности, но и знать, какие характеристики за ним скрываются. От этого зависит назначение метиза. Например, болты низкой прочности класса до 6.6 подойдут для монтажа козырька надо крыльцом. Класс прочности высокопрочных болтов – от 6.6 до 12.9. Их используют при строительстве кранов, мостов, зданий, транспорта, железнодорожных путей. Это же значение определяет, может ли на крепеж прилагаться несущая силовая нагрузка.
В таблице ниже мы приведем класс прочности болтов. Расшифровка терминов до таблицы поможет вам сориентироваться в свойствах крепежа по ГОСТ 1759.4-87 (ИСО 898/1-78).
- Временное сопротивление – это предел прочности болта, максимальная сила, которая может быть к нему приложена. При достижении критического параметра крепеж разрушится. Это действует для любого вида механической силы: сжатия, изгиба, скручивания, растяжения.
- Твердость по Виккерсу – это отношение нагрузки вдавливания четырехгранной алмазной пирамиды противоположным углом к площади поверхности того предмета, на который воздействует сила. Простыми словами, это значение определяет, насколько устойчив болт к деформации от удара/соприкосновения с другим предметом.
- Предел текучести – это максимальная рабочая нагрузка на болт. Если будет достигнута, начнется необратимая деформация без увеличения нагрузки (можно сказать, саморазрушение). При расчетах нагрузки следует выбирать болты, которые превышают необходимые требования вдвое.
Механические свойства болтов в зависимости от класса прочности
| Класс прочности | Временное сопротивление, МПа | Твердость по Виккерсу, HV | Предел текучести, МПа |
| 3.6 | 300 – 330 | 95 – 250 | 180 – 190 |
| 4.6 | 400 – 400 | 120 – 250 | 240 |
| 4.8 | 400 – 420 | 130 – 250 | 320 – 340 |
| 5.6 | 500 | 155 – 250 | 300 |
| 5.8 | 500 – 520 | 160 – 250 | 400 – 420 |
| 6.6 | 600 | 190 – 250 | 360 – 480 |
| 6.8 | 600 | 190 – 250 | 640 |
| 8.8 | 800 – 830 | 250 – 335 | 640 – 660 |
| 9.8 | 900 | 290 – 360 | 720 |
| 10.9 | 1000 – 1040 | 320 – 380 | 900 – 940 |
| 12.9 | 1200 – 1220 | 385 – 435 | 1080 – 1100 |
Зная класс прочности, можно рассчитать среднее временное сопротивление самостоятельно. Для этого умножьте первую цифру класса прочности на 100. Например, для болта 6.6 это значение будет 600. Также можно рассчитать предел текучести, умножив временное сопротивление на вторую цифру класса прочности и поделив полученный результат на 10. Для того же болта 6.6 это будет выглядеть так: 600×6÷10 = 360.
Маркировка
В соответствии с ГОСТ 1759.0-87 (СТ СЭВ 4203-83) на каждый болт ставится знак класса прочности и клеймо изготовителя. В зависимости от размера болта их наносят на торцевую или боковую поверхность головки. Также производитель может указать дополнительные характеристики крепежа. Пример показан на рисунке.
1 (буква D) – клеймо или товарный знак изготовителя.
2 (11.14) – числовое значение указывает на номер плавки.
3 (10.9) – класс прочности шестигранных болтов. Если не указан, значит, он меньше 6.
4 (S) – болт имеет шестигранную головку, которая превышает стандартный размер.
5 (ХЛ) – климатическое исполнение: ХЛ – для холодного климата до -65 °С; У – для умеренного климата до -40 °С.
Обратите внимание! В статье приводится маркировка болтов по ГОСТ. Существуют международные стандарты, например DIN или ISO. Не стоит пугаться, если на крепеж нанесены другие обозначения.
Надеемся, наша шпаргалка и таблица классов прочности болтов поможет вам с выбором. Подобрать крепеж можно на этой странице. Если остались вопросы, звоните нашему менеджеру – он вас проконсультирует.
Источник
Трубы обсадные
Отечественной промышленностью изготавливаются обсадные трубы разных конструкций
Обсадными трубами называют высокопрочные трубы большого диаметра — Ø 114 — 508 мм.
Назначение обсадных труб:
- крепление стенок скважины после бурения,
- перекрытие и изоляция друг от друга нефтеносных, газоносных, водоносных пластов и пропластков.
Обсадные трубы и муфты к ним изготавливают из марок сталей группы прочности С, Д, К, Е, М, Р с нормальной удлиненной резьбой.
Трубы поставляются длиной 9,5 — 13 м.
Каждый поставляемый комплект труб снабжают сертификатом, удостоверяющим качество труб и стандарта.
На каждой трубе на расстоянии 0,4 — 0,6 м от ее конца, свободного от муфты выбивают клеймо, на котором указаны:
- Условный диаметр, мм
- Группа прочности стали
- Длина резьбы
- Толщина стенки, мм
- Товарный знак завода изготовителя
- Месяц и год выпуска
Трубы групп прочности сталей К, Е, Л, М, Р подвергаются термообработке.
Резьба муфт должна быть оцинкована.
Герметичность соединений труб обеспечивается коническими уплотнительными поверхностями, расположенными со стороны торца трубы.
В соединении предусмотрен контакт по внутренним упорным торцам, фиксирующий заданный натяг при закреплении соединения.
Отечественной промышленностью изготавливаются обсадные трубы следующих конструкций:
- муфтовые с короткой и удлиненной конической резьбой треугольного профиля (ГОСТ 632-80);
- муфтовые с конической резьбой треугольного профиля и упрочненными концами за счет редуцирования (ТУ 14-3-1076-82);
- муфтовые с конической резьбой трапецеидального профиля (тип ОТТМ по ГОСТ 632-80);
- муфтовые с конической резьбой трапецеидального профиля и коническими уплотнительными поясками на концах за резьбой со стороны меньших диаметров (тип ОТТГ по ГОСТ 632-80);
- типа ОТТМ с уплотнительным противозадирным покрытием резьбы муфт (ТУ 14-3-1417-86);
- по ГОСТ 632-80 с узлом уплотнения из полимерного материала (ТУ 14-3-1667-89);
- муфтовые с упорной конической резьбой трапецеидального профиля «Батресс» (ТУ 14-3-1678- 89);
- муфтовые электросварные с упорной конической резьбой «Батресс» (ТУ 14-3-1599-88);
- муфтовые электросварные с упорной конической резьбой «Батресс» с узлом уплотнения из полимерного материала (ТУ 14-3-1732-90);
- безмуфтовые толстостенные с резьбой типа ОТТМ высокопрочные (ТУ 39-0147016-28-92);
- муфтовые типа ОТТМ с повышенным сопротивлением смятию (ТУ 39-0147014-20-91).
Изготовители:
- Таганрогский металлургический завод (ТМЗ)
347928 г. Таганрог Ростовской обл., ул. Заводская, 1
тел. 5-03-02 телетайп 298202, телеграф «Прокат»
- Выксунский металлургический завод (ВМЗ)
607030 г. Выкса-7 Нижегородской обл.,
тел. 9-30-97 телетайп 151332, телеграф «Восход»
- Северский трубный завод (СевТЗ)
624090 г. Полевской Свердловской обл.
тел. 21-01 телетайп 348873, телеграф «Луч»
- Синарский трубный завод (СинТЗ)
623401 г. Каменск-Уральский Свердловской обл.
тел. 6-32-73 телетайп 348416, телеграф «Утро»
- Челябинский трубопрокатный завод (ЧТПЗ)
454129 г. Челябинск, ул. Машиностроителей, 27
тел. 55-74-32 телетайп 124113, телеграф «Герб»
- Волжский трубный завод (ВТЗ)
404119 г. Волжский Волгоградской обл.
тел. 4-43-57 телетайп 310122, телеграф «Волжский трубный»
- Нижнеднепровский трубопрокатный завод (НДТЗ)
320060 г. Днепропетровск-60, ул. Столетова, 21
тел. 20-73-03 телетайп 143217,
телеграф «Днепропетровск-81, Либкнехт»
- Никопольский Южнотрубный завод (ЮТЗ)
322901 Украина, г. Никополь, пр. Ленина, 56
тел. 28-33-08 телетайп 349326, телеграф «Луна»
- Азербайджанский трубопрокатный завод (АзТЗ)
373200 г. Сумгаит, Азербайджан
тел. 3-99-11 телетайп 142110, телеграф Азтрубзавод «Полад»
- Руставский металлургический завод (РМЗ)
383040 Грузия, г. Рустави, ул. Гагарина, 12
тел. 19-20-10 телетайп 327275, телеграф «Сталь»
Трубы обсадные изготавливаются из сталей групп прочности Д, К, Е, Л и М, механические свойства которых приведены в табл. 88.
Трубы, обсадные муфтовые (ГОСТ 632-80) имеют короткую и удлиненную коническую резьбу треугольного профиля конусностью 1:16 с шагом 3,175 мм и углом профиля 60? (рисунок).
Посадка резьбы осуществляется по боковым сторонам профиля. Герметичность соединения создается уплотнением в зазорах резьбовой смазки при свинчивании механическим способом.
Соединения с удлиненной резьбой (У) обладают большей герметичностью и сопротивляемостью растягивающим нагрузкам.
Изготовители: 1. АзТЗ — трубы размерами 114, 127 и 146 мм;
Геометрические параметры труб приведены в табл. 89.
Примечание. Длина труб L ==9500. 13000 мм; допускается в партии труб длиной 8000. 9500 мм — до 20% и длиной 5000. 8000 мм- до 10%.
Трубы обсадные муфтовые с конической резьбой треугольного профиля и упрочненными концами за счет редуцирования ТУ 14-3-1076-82) (рисунок).
Отличительной особенностью резьбового соединения является выполнение резьбового участка от торца трубы до основной плоскости коническим с постоянной толщиной стенки и конусностью, равной конусности резьбы (см. рисунок).
Изготовитель: НДТЗ — трубы размерами 245, 273, 299 и 324 мм групп прочности Д, Е и К
Геометрические параметры труб приведены в табл. 89.
Трубы обсадные с конической резьбой трапецеидального профиля, тип ОТТМ (ГОСТ 632-80) (рисунок). Соединение с трапецеидальной резьбой обеспечивает хорошую свинчиваемость без перекосов и заеданий, уменьшается число оборотов при свинчивании.
Изготовители:1. АзТЗ — трубы размером 146 мм;
Геометрические параметры труб приведены в табл. 90.
Примечание. Длина труб L = 9500. 13000 мм; допускается в партии труб длиной 8000. 9500 мм до 20% и длиной 5000. 8000 мм — до 10%.
Трубы обсадные с конической резьбой трапецеидального профиля и коническими уплотнительными поясками типа ОТТГ (ГОСТ 632-80) (рисунок), обеспечивают высокую герметичность соединения и предназначены для крепления скважин с пластовым давлением 60. 100 МПа (см. рис.).
Резьбовая часть соединения труб ОТТГ соответствует соединению труб ОТТМ.
Герметичность соединения обеспечивается коническими уплотнительными поясками, расположенными за резьбой со стороны меньших диаметров.
Величины разрушающих нагрузок труб ОТТГ равны разрушающим нагрузкам труб ОТТМ.
Изготовители: 1. ТМЗ — трубы размером 168 мм;
Геометрические параметры труб приведены в табл. 91.
Примечание. Длина труб L = 9500. 13000 мм; допускается в партии труб длиной 8000. 9500 мм до 20% и длиной 5000. 8000 мм — до 10%.
Трубы обсадные типа ОТТМ с уплотнительным антизадирным покрытием резьбы муфт ТУ 14-3-1417-86) (рисунок). Отличительной особенностью этих труб является нанесение на резьбу муфт противозадирного уплотнительного покрытия толщиной 29. 30 и 30. 50 мкм.
Покрытие обеспечивает улучшение свинчиваемости резьбового соединения, снижение на 10. 20% крутящего момента при сборке, исключение заедания в резьбе при сборке труб в заводских условиях и на скважине.
При толщине покрытия 30. 50 мкм происходит заполнение цинком имеющихся в резьбовом соединении конструктивных и технологических зазоров, что обеспечивает высокую герметичность соединения.
Наличие покрытия повышенной толщины на резьбе муфт исключает трение пары «сталь по стали», вследствие чего возможно свинчивание — развинчивание соединения не менее 2 раз без нарушения его прочности и герметичности.
Изготовители: 1. НДТЗ — трубы размерами 146, 245, 299 и 324 мм;
2. СевТЗ — 219 и 245 мм.
Геометрические параметры труб приведены в табл. 90.
Трубы обсадные по ГОСТ 631-80 с узлом уплотнения из полимерного материала (ТУ 14-3-1667-89) (рисунок). Отличительной особенностью резьбового соединения является наличие в муфтах специальных проточек для размещения уплотнительных колец из полимерного материала.
Размеры и месторасположение проточек обеспечивают неизменность эксплуатационных характеристик труб при высокой герметичности соединения (табл. 92).
Остальные геометрические параметры труб должны соответствовать приведенным в табл. 89.
Изготовители:1. ТМЗ — трубы размерами 140, 146 и 168 мм;
2. СинТЗ — 146 мм;
3. СевТЗ — 219 и 245 мм.
Трубы всех групп прочности изготавливаются в соответствии с ГОСТ 632-80.
Трубы обсадные с упорной конической резьбой трапецеидального профиля «Батресс» ТУ 14-3-1678-89) (рисунок) обеспечивают высокую герметичность соединения и повышенную прочность при действии растягивающих нагрузок по сравнению с резьбой треугольного профиля.
Эксплуатационные характеристики труб с резьбой «Батресс» аналогичны трубам ОТТМ по ГОСТ 632-80.
Резьбы «Батресс» и ОТТМ не взаимозаменяемы из-за различной длины.
Изготовитель: СевТЗ — трубы размерами 219 и 245 мм.
Геометрические параметры обсадных труб с резьбой «Батресс» приведены в табл. 93.
Остальные геометрические параметры труб должны соответствовать приведенным в табл. 90.
Трубы обсадные электросварные с упорной конической резьбой «Батресс» (ТУ 14-3-1599-88) (рисунок) характеризуются повышенной точностью по наружному диаметру и толщине стенки (см. рис.).
Прочность резьбового соединения по отношению к прочности по основному телу трубы составляет 0,9 и находится на уровне прочности горячекатаных труб ОТТМ. Сварное соединение равнопрочно с телом трубы.
Изготовитель: ВМЗ — трубы размерами 146, 168 и 245 мм.
Геометрические параметры труб приведены в табл. 94.
Примечание. Длина труб L = 11000?200 мм.
Трубы обсадные электросварные с резьбой «Батресс» с узлом уплотнения из полимерного материала ТУ 14-3-1732-90) (рисунок) предназначены для крепления газлифтных и газоконденсатных скважин в диапазоне температур -60. +250 ?С (см. рис., табл. 95).
Размеры и местоположение проточек для размещения уплотнительных колец обеспечивают высокую герметичность соединения.
Эксплуатационные характеристики труб аналогичны трубам по ТУ 14-3-1667-89.
Изготовитель: ВМЗ — трубы размерами 146, 168 и 245 мм.
Остальные геометрические параметры труб должны соответствовать приведенным в табл. 94.
Трубы обсадные типа ОТТМ безмуфтовые толстостенные с резьбой, высокопрочные ТУ 39-0147016-28-92) (рисунок) предназначены для крепления скважин с высоким внешним сминающим давлением.
Отличительной особенностью соединения является введение в конструкцию резьбы ОТТМ дополнительного уплотнения «А» на торце ниппельного конца и «Б» на торце муфтового конца, обеспечивающего высокую герметичность труб (см. рис.).
Изготовитель: СевТЗ — трубы размером 245 мм групп прочности Л, М и Р.
Геометрические параметры безмуфтовых тол-стостенных обсадных труб приведены ниже.
Критическое сминающее давление для труб групп прочности Л — 110 МПа, М — 125 МПа.
Расчетное гидравлическое давление для труб групп прочности Л — 102,6 МПа, М — 118,7 МПа, Р — 145,7 МПа.
Трубы обсадные с повышенным сопротивлением смятию ТУ 39-0147014-20-91 (рисунок), которое достигается за счет уменьшения овальности труб при их изготовлении, имеют характеристики по критическому давлению выше примерно на 8% по сравнению с трубами, изготавливаемыми по ГОСТ 632-80 (см. рис.).
Изготовитель:СевТЗ — трубы размером 245 мм толщиной стенки 7,9; 8,9;
10,0; 11,1; 12,0 мм и 219 мм толщиной стенки 7,7; 8,9; 10,2;
11,4; 12,7 мм групп прочности Д, Е, Л и М.
Трубы, изготавливаемые по ТУ 39-0147014-23-91, имеют характеристики по критическому давлению выше на 15. 20% по сравнению с трубами, изготавливаемыми по ГОСТ 632-80.
Изготовитель: ВМЗ — трубы размерами 146 мм толщиной стенки 7,0; 7,7 мм;
168 мм толщиной стенки 7,3; 8,0; 8,9 мм; 245 мм толщиной
стенки 7,9; 8,9 мм группы прочности Дс категорий I и II.
Остальные геометрические параметры труб должны соответствовать приведенным в табл. 89 и 94.
Источник
