고력볼트 조임 및 장력관리

고력볼트 조임이란

고력볼트 조임은 볼트에 설계 축력을 도입하는 작업이다.

접합면의 마찰력이 하중을 전달하므로 축력 관리가 곧 접합 성능 관리다.

토크와 축력의 관계

토크 T는 나사와 너트 밑면 마찰을 거쳐 축력 N으로 바뀐다.

이 둘을 잇는 계수가 토크계수 K다.

같은 토크라도 K가 커지면 축력은 작아진다.

계산 예제

M20 고력볼트를 축력 140kN으로 조이는 가상의 예를 보자.

토크계수 0.20이면 필요 토크는 560N·m다.

K가 0.25로 커지면 필요 토크는 700N·m로 25% 늘어난다.

토크만으로 축력을 맞추기 어려운 이유가 여기 있다.

장력 관리 방법 비교

장력 관리 방법은 토크 관리법, 너트 회전법, 직접 인장측정법, TS볼트로 나뉜다.

토크 관리법은 장비가 간편하지만 마찰계수 변동에 정밀도가 떨어진다.

너트 회전법과 TS볼트는 조임 결과가 일정해 대량 시공에 유리하다.

직접 인장측정법은 품질 검사 단계에서 축력을 확인하는 데 쓴다.

조임 절차

고력볼트 조임은 접합면 정리에서 시작해 조임 검사로 끝난다.

가볼트로 부재를 밀착시키고, 1차 조임으로 목표의 60~70% 수준을 균일하게 준다.

이어서 본조임으로 전 볼트를 목표 토크나 회전각까지 조인다.

순서는 접합 중앙에서 가장자리 방향으로 진행한다.

정답은 중앙에서 가장자리 방향이다.

조임이 끝나면 마킹을 확인하고 공구 교정 기록을 남긴다.

토크계수 영향 요인

토크계수 K는 나사면 마찰과 너트 밑면 마찰을 함께 반영하는 값이다.

K에 영향을 주는 요소는 나사면 거칠기, 윤활 상태, 베어링 면의 수직도 오류다.

토크만으로 장력을 확정한다고 쓰면 감점된다. 마찰 변동을 반드시 언급한다.

정리

정리하면 고력볼트 조임은 토크와 축력의 관계로 관리한다.

장력 관리 방법마다 축력 정밀도와 시공 편의성이 달라 용도에 맞게 고른다.

조임 전에 공구를 교정하고 로트별 윤활 상태를 확인한다.