Phương pháp xiết bu lông là cách thức vặn bu lông đúng với vị trí tạo ra lực căng tiêu chuẩn đảm bảo mối ghép nối chắc chắn, cố định.

Lực căng (sức căng) của bu lông sẽ tỷ lệ thuận và phụ thuộc với với mô-men siết ( hay mô men xoắn). Bản chất của các phương pháp xiết bu lông chính là giúp cho bu lông có một sức căng phù hợp.

Lực căng trước trong bu lông có thể được quy định trong bản vẽ thiết kế, hoặc quy định trong các chỉ dẫn kỹ thuật (speeification).Giá trị lực căng thường là lấy bằng lực chịu kéo tối đa mà bu lông chịu được khi bị vặn xoắn, tức là ứng với ứng suất khoảng 70% cường độ kéo đứt. Giá trị lực căng trước khác nhau tuỳ tiêu chuẩn thiết kế và loại bu lông. Lực căng trước được quy định theo các tiêu chuẩn riêng, tuy nhiên nó có sự quy đổi tương đương nhau. Tại Việt Nam, để đặt được lực căng tiêu chuẩn quy định thì người ta có thể sử dụng một trong những phương pháp xiết sau đây.

Phương pháp xiết bu lông bằng Clê lực

Nguyên lý của phương pháp này là ứng với một lực căng nhất định trong sản phẩm bu lông cụ thể (có cùng tính chất cơ học và được sản xuất ra bởi một đơn vị nhất định) thì sẽ có một mô – men xoắn để xiết êcu (gọi tắt là mô men xiết) có giá trị xác định, không đổi.

Giá trị của các mô men xiết có thể được tra bảng hoặc dùng các công thức để tính toán. Đây là một công thức thường được dùng trên các công trường ở Việt Nam:

M = k x P x D

Trong đó:

• M là mômen xiết (Nm);
• P là lực căng trong bu lông (kN);
• D là đường kính bu lông (mm);
• k là một hệ số xác định bằng thực nghiệm, tuỳ thuộc loại bu lông, thông thường có giá trị từ 0,12 đến 0,20. Vấn đề hệ số “k” khá phức tạp sẽ được bàn trong một bài báo sau.

Bảng 3 dưới đây là một ví dụ về giá trị của mô men xiết được tham khảo để dùng trên các công trình do Công ty Zamil Steel xây dựng.

Bảng 3: Mô men xoắn để xiết đai ốc cho bu lông cường độ cao bằng thép A325

Để xác định mô men xiết khi dựng lắp tại công trường, người ta dùng dụng cụ là clê lực (Torque Wrench).

Phương pháp xiết bằng clê lực nói chung là không chính xác vì thực tế quan hệ giữa mô men xiết và lực căng trước trong bu lông là phức tạp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thông số về kích thước (bước ren…), tính chất bề mặt, sự bôi trơn, nhiệt độ tại thời điểm thi công. Do đó, sẽ không có một mô men xiết có giá trị không đổi cho một loại bu lông inox nào đó.

Tiêu chuẩn Mỹ AISC, hay Anh BS chỉ cho phép dùng phương pháp này nếu quan hệ của mô men xiết tạo bởi clê lực và lực căng bulông được xác định ngay tại công trường chứ không dùng bảng hoặc công thức tính…

Phương pháp quay thêm Ecu 

Bu lông, vòng đệm, đai ốc được lắp vào mối ghép và được xiết chặt bằng dụng cụ thông thường sao cho không còn khe hở giữa các bản thép (của mối ghép). Sau đó êcu được xiết chặt thêm bằng cách quay êcu thêm một góc nữa (1/3 vòng, 2/3 vòng…). Qóc quay thêm của đai ốc phụ thuộc vào bước ren của bu lông và tổng chiều dày các bản nối.

Bản chất của phương pháp quay thêm ecu là tạo độ dãn dài của bu lông, ứng với mỗi góc quay thêm của đai ốc thì bu lông sẽ được kéo dãn ra một lượng. Việc xiết bu lông trước đó nếu không được làm cẩn thận sẽ để lại khe hở và quay thêm đai ốc chính là phương pháp giúp mối ghép giảm bớt khe hở.

Tuy nhiên, phương pháp xiết bu lông bằng cách quay thêm ecu chưa được ứng dụng tại các công trình thiết kế hay thi công theo tiêu chuẩn Việt Nam.

Trên đây mới chỉ đưa ra 2 phương pháp xiết bu lông hiện có, còn một phương pháp thứ 3 Smart Việt Nam sẽ cập nhật chi tiết trong bài viết tiếp theo.