建设部发布的JG/T5057.40-1995预紧力和预紧扭矩值(摩擦系数μ≥0.14)是老一辈科学家根据物理学家爱因斯坦研究物理力学得出的科学依据,运用了数学家华罗庚、物理学家钱三强、钱学森、钱伟长等老前辈研究的成果。我们按照使用还会错吗?近50年国内没有出一个科学家,也只能按建设部发布的JG/T5057.40-1995预紧力和预紧扭矩值(摩擦系数μ≥0.14)来预防螺栓螺母松动的科学依据。
再举个例子,德标DIN933,DIN934,国标GB5782,GB5783,GB897,GB898,GB901等,包括英标、美标,表面镀达克罗,热镀锌,也要按国标GB/T1228标准增加滑度降低摩擦系数来扭矩紧固吗?要搞清楚增加滑度必须增加摩擦系数,而不是降低摩擦系数。学过力学都懂这些道理的。表面越滑越要增加扭矩值(摩擦系数)才能预防螺栓螺母松动。
(三)钢铁材料不管什么级别8.8级或10.9级,用直径再粗如M64或M72直径的螺栓,只要螺栓松动后,受摩擦压挤,在振动状态下工作时受横向剪切力作用,迟断是必然的,早晚只不过是时间问题,一般延迟3个月到2年是必断的。大型风机法兰盘直径增大到6米或10米更要求平稳,螺栓直径规格增粗到M64来连接塔筒法兰盘,如果扭矩值低于0.14,螺栓螺母还是会松动的。只有螺栓螺母不松动,才会没有摩擦和压挤,横向才不会产生剪切,螺栓30年不会断。只有按扭矩值(摩擦系数μ≥0.14)紧固技术要求安装,螺栓螺母才不会松动,风机才不会倾斜,也就不会倒塌了。防止螺栓松动靠科学扭矩最低值(摩擦系数μ≥0.14),通俗一点讲,螺栓10.9级中的抗拉强度应大等于1040MPa到1220MPa,低于1040 MPa属于抗拉强度不合格。扭矩值也是一样,μ<0.14属于没有紧固牢,会发生螺栓螺母松动。没有一个国家对高强度螺栓8.8级和10.9级的扭矩值的要求是低于0.14的。再举个例子,数学里的π是3.14,计算卫星轨道圆周率π是3.141592654……,小数点越多,计算出来的卫星轨道越精确,这是一样的道理。但不能用π=3.13去求圆的面积和周长,这是小学三年级学生都知道的。只不过近40年没有人去研究螺栓扭矩问题而已。但风机地脚螺栓和风机法兰盘连接螺栓扭矩紧固时必须一步到位,因为风机是每秒钟都在振动,如果螺栓螺母松动,风机随时会倒塌的。
当在预紧力屈服强度70%,扭矩值(摩擦系数μ≥0.14)时螺栓扭断或滑丝、屈服、螺栓跟转多属于螺栓质量问题,而不是超扭造成的,必须更换螺栓,绝对不能降低扭矩值或扭矩紧固力。
预紧力是屈服强度70%,这是全世界的共识,放余量30%是有科学道理的。美国、日本对8.8级、10.9级有时采用屈服强度的75%-80%作预紧力。一般用在桥梁上的预紧力也在范围之内的。如果预紧力定为屈服强度的45%-50%,当扭矩紧固时螺栓会团团转,这时安装人员多知道是不允许的。但安装人员认为大直径M48以上螺栓扭矩值低一点没有关系,这就大错特错了。
扭矩值低紧固在静态连接处不会出事故的,比如钢结构房梁上,固定在钢架上、货架上。中石化管道连接螺栓等静态部位扭矩值低有好处,维修时折断螺栓比较方便。而在桥梁上特别是风机法兰盘连接螺栓螺母必须要按摩擦系数μ≥0.14,否则会松动,风机倒塌。去年以来倒塌几十台要引起老总们的关心和重视了。
附件:要使风机不倒塌必须改变理念
风机高强度上使用的10.9级连接副扭矩系数值按国标GB/T1228-84要求用滑度控制摩擦系数在0.11-0.15范围内,还是按国标JG/T5057.40(中华人民共和国建设部发布:“建筑机械与设备高强度紧固技术条件JG/T5057.40-1995:预紧力和预紧扭矩值摩擦系数μ=0.14” )要求扭矩值紧固呢?
这理念必须要搞懂搞清楚。使用在风机连接副上后果是不可想象的。近两年倒塌了几十台风机已经说明高强度10.9级连接副扭矩值到底按GB/T1228-84(摩擦系数0.11或更低点0.08)还是按建设部发布的国标JG/T5057.40-1995扭矩值摩擦系数μ≥0.14存在很大的争议和分歧。物理学力学博士能解答这个问题。可以查一下国外资料,对比一下就清楚了。
摩擦系数kt值,美国铁路工程师学会规定kt=0.2,西德1974年规定螺栓涂二硫化钼时kt=0.15-0.16,涂少量油时kt=0.2-0.21(涂油增加滑度时摩擦系数要比涂二硫化钼时大),日本国铁桥梁所规定kt=0.15-0.19。如此看来,国标GB/T1228-84规定的摩擦系数μ=0.11是否太低了吧。如果按GB/T1228-84测试时在摩擦系数为0.22-0.23时扭断,这时测试中心出的报告为不合格,怎么办?必须对这批摩擦系数0.23扭断做拉伸检测GB3098.1机械性能,也就是讲GB3098.1是检测螺栓的机械性能的标准。机械性能合格,GB/T1228有滑度或没有滑度无所谓了。因为安装时是根据预紧力和预紧扭矩值摩擦系数μ≥0.14,紧固时螺栓没有扭断,没有屈服,没有滑丝,能讲这批GB/T1228-84螺栓不合格吗?以上例子说明再清楚不过了。
国标GB/T1228-84扭矩摩擦系数最低值0.11,从1984年执行到现在已有27年了,从事这项检测工作的人也按这个标准干了27年了,要想改变理念扭矩最低值摩擦系数μ≥0.14很难,尽管有建设部发布的国标JG/T5057.40对建筑机械设备扭矩紧固力的要求和有国外扭矩摩擦系数μ≥0.15-0.21的扭矩紧固力要求。想改变GB/T1228最低值是扭矩摩擦系数μ=0.11是不可能了,只有从以后中型风机1.5MW-5MW倒塌几百台中再去思考最低扭矩值了。