关键词：锅炉钢结构；连接节点；高强度螺栓；
引言
随着国家经济的快速增长，对大型电站锅炉的需求越来越多,而大型电站锅炉钢结构的连接节点几乎全部采用高强度螺栓连接，高强度螺栓已经成为锅炉钢结构中不可缺少的，非常重要的一部分。本文介绍了锅炉钢结构中常用的几种高强度螺栓,并详细叙述了在锅炉钢结构高强度螺栓的长度设计，储运保管和现场安装，验算等内容。
一、锅炉钢结构用高强螺栓连接副的分类
1.1. 按受力状态分为：摩擦型和承压型。
实际上是设计计算方法上有区别， 摩擦型高强螺栓以板层间出现滑动作为承载能力极限状态；承压型高强螺栓以板层间出现滑动作为正常使用极限状态，而以连接破坏作为承载能力极限状态。摩擦型高强螺栓并不能充分发挥螺栓的潜能。在实际应用中，对十分重要的结构或承受动力荷载的结构，尤其是荷载引起反向应力时，应该用摩擦型高强螺拴，此时可把未发挥的螺栓潜能作为安全储备。除此以外的地方应采用承压型高强螺栓连接以降低造价。
1.2. 按施工工艺分为：扭剪型高强螺栓和大六角高强螺栓。
大六角高强螺栓属于普通螺丝的高强度级，而扭剪型高强螺栓则是大六角高强螺栓的改进型，为了更好施工。
高强螺栓的施工必须先初拧后终拧，初拧高强螺栓需用冲击型电动扳手或扭矩可调电动扳手；而终拧高强螺栓有严格的要求，终拧扭剪型高强螺栓必须用扭剪型电动扳手，终拧扭矩型高强螺栓必须用扭矩型电动扳手。
大六角强螺栓 由一个螺栓，一个螺母，两个垫圈组成。扭剪型高强螺栓由一个螺栓，一个螺母，一个垫圈组成。
二、锅炉钢结构用高强螺栓连接副的螺栓长度计算
高强度螺栓长度按下式计算;
L=L′+ΔL
式中:L′连接板层总厚度,
ΔL—附加长度。
ΔL=M+NS+(2～3)P,
式中:M高强螺栓螺母的公称厚度;N垫圈个数,扭剪型高强度螺栓为1,大六角高强度螺栓为2;S高强度垫圈的公称厚度;P螺纹的螺距按以上方法计算出的螺栓长度数值,一般都能满足现场实际安装的需要。
三、锅炉钢结构中高强度螺栓连接副安装扭矩的确定
扭剪型高强度螺栓施工时,对大节点分初拧、复拧和终拧,初拧扭矩值为;0.13*PC*d的50%左右,复拧扭矩等于初拧的扭矩,终拧直至把梅花头拧掉。大六角头高强度螺栓施工时,对大节点同样分初拧、复拧和终拧,初拧扭矩为施工扭矩的50%左右,复拧扭矩等于初拧的扭矩,最后终拧。施工扭矩由下式确定:
Te=K*PC*d
式中:Te施工扭矩(N·m)；K高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值,取K=0.13；PC高强度螺栓施工预拉力(KN)；d高强度螺栓杆轴直径。
四、高强螺栓的储运与保管
4.1 螺栓、螺母、垫圈均由制造厂配套后装箱，从出厂至工地安装前，严禁随意开包，在储运保管过程中，要轻拿轻放，防雨、防潮、防止损伤螺纹。
4.2 螺栓经过第二次倒运，应检查包装箱有否损坏，如发现损坏应予更换，更换后的复装条件应能满足出厂要求(即封闭，不吸油，不碰伤螺纹)。
4.3 螺栓应保管在有屋顶和围墙的仓库内，地面应用木板等隔潮材料填起，螺栓包装箱码高不宜超过1m。
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4.4 高强螺栓入库应按复装箱上注明的规格分类存放，工地安装领取时，要按使用部位领取相应规格和数量的螺栓，当天用多少，领多少，严禁现场随地堆放。
4.5 螺栓、螺母和垫圈只允许在本箱内互相配套，不同箱不允许互相混用，当天安装剩下的螺栓、螺母、垫圈应将属同一批号、规格的螺栓螺母、垫圈配成套后放还包装箱内，妥善保管，不得乱扔、乱放。
4.6 每套高强度螺栓的螺母应能自由旋入螺栓，遇有螺栓、螺母不配套或螺纹损伤等情况不得使用。
4.7 开包后，如发现螺栓、螺母、垫圈有锈蚀情况时，应抽样检查紧固轴力，合格者方可使用。
4.8 螺栓使用过程中，不得被泥土、油污、灰砂等粘染。
五、高强度螺栓的安装
5.1 结构中心位置调整以后，安装高强度螺栓。
在一个节点中，先穿拧(初拧)高强度螺栓再更换临时螺栓，临时螺栓应逐个更换。承压型高强度螺栓的安装，使用二个垫圈，一个在高强度螺栓的根部，另一个垫圈应装在螺母一侧，注意垫圈和螺母的方向，螺母带垫圈的一侧应朝向里，即向垫圈，而垫圈孔内侧有倒角的一侧应和螺母接触。
5.2 高强度螺栓应自由穿入孔内，遇有螺栓不能自由穿入螺孔时，该孔要用铰刀进行修整，再穿入高强度螺栓，为防止损伤螺纹，高强度螺栓不能强行打入。
5.3 用铰刀扩孔时，要将孔周围螺栓适当拧紧，待板层密贴后，再行铰孔，以防铁屑进入板缝。铰孔后，要用砂轮机清除孔边毛刺，并清除砂轮屑。修整后孔的最大直径应小于1.2倍螺栓直径。
5.4 螺栓穿入方向以施工方便为准，但也应注意整齐美观，穿入方向尽可能一致。
六. 高强螺栓连接副终拧后的安装质量检验
6.1 首先对所有螺栓进行终拧标记的检查，除标记检查外，检查人员最好用小锤(0.3kg) 敲击法对高强螺栓进行普查，从声音的不同找出漏拧和欠拧的螺栓。
6.2 检查人员对高强度螺栓的终拧检验，应在终拧完毕1h后48h内进行。
1）检验数量：按节点数抽查10％，且不应少于10个；每个被抽查节点按螺栓数抽查10％，且不应少于2个。
2）检验方法：在螺尾端头和螺母相对位置划线，然后完全卸松螺母，再按规定的初拧扭矩和终拧角度重新拧紧螺栓，观察与与原划线是否重合，一般角度误差在±10o为合格。
6.3 对高强螺栓连接副终拧后螺栓丝扣外露长度的检验，要求螺栓丝扣外露2～3扣为宜，其中允许有10％的螺栓丝扣外露1扣或4扣。
实际施工中，要求在初拧后，发现螺栓长度有问题，就应该及时更换，保证准确。
6.4 其他检验项目：
1）高强螺栓连接接触面应保持干整洁，不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢等。
2）高强螺栓应自由穿入螺栓孔、不应气割扩孔，遇到必须扩孔时，最大扩孔量不应超过1.2d（d为螺栓公称直径）。
结语
高强度螺栓连接作为锅炉钢结构的首选连接方式，具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳、以及在动力荷载作用下不致松动等优点，而且避免了因焊接连接带来的残余应力对结构的影响，因此高强度螺栓连接副将成为锅炉钢结构产品的重要组成部分。
参考文献
GB-T 1231-2006 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件
GB-T 3632-2008 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副
JGJ 82-2011 钢结构高强度螺栓连接技术规程
GB 50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范
论文作者:黄波
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/12
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