Активность применения разъемных соединений, созданных с использованием болтов, винтов и шпилек, обоснована неоспоримыми практическими приоритетами. Метизы и собранные с их помощью узлы отвечают требованиям стандартизации, позволяют реализовать обширный спектр технических решений разной степени сложности. Вариативность модификаций обеспечивает востребованность в сборке машин, силовых установок, в монтаже строительных конструкций, в фиксации такелажного и страховочного оборудования и многих других сферах. Изделия оперативно устанавливаются, при необходимости быстро заменяются, подходят для многократного использования.
Рост потребления метизных изделий сопряжен с повышением требований к продукции, механические характеристики которых подтверждаются посредством испытаний. Тестирование болтов, винтов, шпилек проводят в рамках приемо-сдаточных проверок, после усовершенствования конструкции и в ходе разработки новой модификации.
Виды и специфика тестирования болтов, винтов и шпилек
Испытания распространенных метизных изделий предопределяют имитацию стандартных усилий, воздействующих на крепеж соединительных узлов во время эксплуатации. Тесты проводят в производственных лабораториях с использованием специализированных машин. Для воссоздания эксплуатационных условий разработаны методики, большинство из которых излагает ГОСТ Р 52627 – аналог международного стандарта ISO 898-1:1999.
Основные виды исследований крепежных изделий:
- Испытания на растяжение. Методика приложения растягивающей нагрузки зависит от размера исследуемого крепежа. Изделия диаметром свыше 3 мм обрабатывают перед тестами: срезают резьбу на участке исследований. Прошедшие обработку образцы и метизы, у которых сечение стержня меньше, чем в зоне резьбы, растягивают до разрыва. У них определяют пределы текучести, прочности при разрушении, величину относительного удлинения и сужения после разрыва. Если предварительная обработка не указана в НД исследуемого крепежа, а также пределы разрыва меньше 500 кН, изделия не обрабатывают, определяют только предельную прочность.
- Тестирование на кручение. Способы изучения поведения болтов и винтов с воздействием кручением распространяются на метизы, которые невозможно тестировать растяжением. Это винты и болты, у которых диаметр резьбовой части равен или менее 3 мм. Аналогично исследуют короткие крепежные изделия с диаметром резьбы в интервале от 3 до 10 мм.
- Измерение твердости. Определение твердости производится на головках метизов, стержнях или торцевых срезах. Измеряют посредством вдавливания твердотельного наконечника в поверхность, с которой предварительно удалена гальваническая защитная оболочка. В приоритете тестирование на твердость по технологии Виккерса, но для полноценного контроля также проводят испытания по методикам Роквелла и Бринелля.
- Испытание пробным усилием. Способ разработан для исследования устойчивости к растяжению полноразмерных болтов и винтов. Образец растягивают 15 секунд, прикладывая усилие заданной величины, после чего измеряют остаточное удлинение.
- Исследование растяжения на косой шайбе. Методика применяется в тестировании полноразмерных винтов, болтов. Изучают поведение изделий при растяжении до разрыва с установленной в узел закаленной косой шайбой, размеры которой определяют по таблицам стандарта ГОСТ Р 52627.
- Определение сопротивляемости ударному изгибу. Исследованиям посредством ударов маятниковым копром подвергаются обработанные образцы с концентраторами, изготовленные из болтов с номинальным диаметром резьбовой части до 16 мм.
- Испытания ударом по головке метизов. На головки полноразмерного крепежа воздействуют ударами молотка, пока угол изгиба в зоне соединения стержня и головки не достигнет 90º. Изгиб осматривают на предмет появления трещин, используя приборы с восьмикратным увеличением.
- Арбитражное измерение твердости. Метод используется для определения частичного обезуглероживания. Сравниваются показатели твердости по Виккерсу в расположенных на изделии 3-х точках.
Для расчетов прочностных характеристик метизов, работающих при повышенных температурах, используются эмпирические показатели. Причина в том, что при эксплуатации в высокотемпературной среде в крепежных изделиях релаксация напряжений повышается, предел текучести уменьшается на 25 % и более после 100 ч работы при tº 300º С. Чтобы прогнозировать величину деформации резьбы и момент, после которого снижается усилие затяжки, используются условные пределы текучести, которые приведены в таблице приложения А ГОСТа Р 52627.
Машины для испытаний болтов, винтов, шпилек
Для тестирования резьбовых метиз с головками и без них с целью определения ключевых механических характеристик потребуются:
Эксперты-менеджеры из компании «ГОСТ» готовы обстоятельно проконсультировать, помочь в подборе оборудования и вспомогательных атрибутов для производственных, сертификационных, научно-исследовательских лабораторий.