Высокопрочные шпильки М27 в Минске

Высокопрочные шпильки М27: конструкционные и эксплуатационные характеристики

Высокопрочные шпильки М27 — крепёжные изделия с метрической резьбой номинальным диаметром 27 мм, изготовляемые из легированных сталей с последующей термической обработкой до классов прочности 8.8, 10.9 и 12.9 по ГОСТ Р ИСО 898-1. В отличие от шпилек общего назначения класса 5.8, изделия данной группы применяются в узлах, где расчётные нагрузки носят знакопеременный или ударный характер: фланцевые соединения магистральных трубопроводов, анкерное крепление металлоконструкций, опорные узлы прокатного и энергетического оборудования.

Материалы и классы прочности

Для шпилек М27 регламентированы следующие сочетания «марка стали — класс прочности»:

• Сталь 35 — класс 8.8, предел прочности при растяжении не менее 800 МПа, предел текучести — 640 МПа.
• Сталь 40Х — класс 10.9, предел прочности — 1040 МПа, предел текучести — 940 МПа, твёрдость 32–39 HRC.
• Сталь 30ХГСА — класс 10.9, применяется при температурах до –60 C.
• Сталь 40ХН2МА — класс 12.9, предел прочности — 1220 МПа, предел текучести — 1100 МПа.
• Сталь 25Х1МФ — класс 10.9, для фланцевых соединений паропроводов с рабочим давлением до 25 МПа.

Термообработка включает закалку в масле с 850–870 C и высокий отпуск при 560–620 C. Для класса 12.9 обязателен контроль водородного охрупчивания: после гальванического цинкования выполняется обезводороживание при 200–220 C в течение не менее 4 часов.

Геометрические параметры и резьба

Резьба М27 выполняется по ГОСТ 24705 с шагом 3,0 мм (крупный) или 2,0 мм (мелкий). Поле допуска для шпилек класса 10.9 и 12.9 — 6g, что обеспечивает собираемость соединения при покрытии и предотвращает заклинивание в резьбовых отверстиях корпусных деталей. Длина шпильки варьируется от 80 до 1000 мм; для шпилек с двумя резьбовыми участками (тип А по DIN 938/939) длина ввинчиваемого конца составляет 1,25d, что для М27 равно 34 мм.

Условия эксплуатации и монтажа

Момент затяжки шпильки М27 класса 10.9 при коэффициенте трения 0,14 составляет 1100–1200 Нм, для класса 12.9 — 1450–1550 Нм. Контроль усилия выполняется динамометрическим ключом или гидравлическим натяжителем. При монтаже фланцевых соединений нефтегазового оборудования применяется метод последовательной затяжки крест-накрест в 3–4 прохода с промежуточным усилием 50 %, 80 % и 100 % от номинального.

Рабочий диапазон температур для шпилек из стали 40Х — от –40 C до +300 C; для стали 25Х1МФ — до +510 C при кратковременных перегревах до +565 C. При температурах выше +400 C наблюдается релаксация напряжений, требующая периодической подтяжки соединения.

Области применения

• Фланцевые соединения запорной арматуры на магистральных газопроводах Ду 300–1400.
• Анкерное крепление колонных аппаратов и теплообменников на нефтеперерабатывающих установках.
• Опорные узлы прокатных станов, крепление подушек валков.
• Крепление лопаток и корпусных деталей паровых турбин.
• Узлы металлоконструкций мостовых кранов и портальных перегружателей.
• Соединения гидроцилиндров и прессового оборудования усилием свыше 1000 тс.

Покрытия и защита от коррозии

Для эксплуатации в атмосферных условиях и агрессивных средах применяются цинкование (гальваническое или термодиффузионное), цинк-ламельное покрытие (Dacromet, Delta-Tone) с толщиной 8–12 мкм, а также молибден-дисульфидная смазка для снижения коэффициента трения до 0,08–0,10. Термодиффузионное цинкование обеспечивает покрытие 30–50 мкм и применимо для шпилек, работающих в морской атмосфере и на химических производствах.

Вопросы и ответы