چگونگی انتخاب پیچ و مهره مناسب برای اتصالات ساختمانی

در صنایع فرآیندی مانند نفت، گاز و پتروشیمی، انتخاب بست مناسب در کاربرد مناسب می تواند حیاتی باشد. به عنوان مثال، پیچ‌هایی که برای اتصال فلنج‌های همراه استفاده می‌شوند، یا پیچ‌هایی که برای اتصال استاندارد لوله به دیوار باربر استفاده می‌شوند، یا مهره‌ها و پیچ‌هایی که برای اتصال انتهای بشقاب‌های یک راکتور استفاده می‌شوند، برای تولید بسیار مهم هستند. انتخاب بست مناسب نیز برای ایمنی، هم برای فرآیند و هم برای کارگران کارخانه بسیار مهم است.

انتخاب بست مناسب مورد توجه قرار نخواهد گرفت. اما عدم انتخاب بست مناسب برای یک برنامه ممکن است مشکلاتی از یک نشتی کوچک تا یک خرابی فاجعه بار ایجاد کند و این مطمئناً متوجه خواهد شد. ما قصد داریم هر بار نحوه انتخاب بست مناسب را بررسی کنیم.

انتخاب اتصال دهنده بر اساس برنامه ها

قبل از اینکه با تامین کننده بست خود تماس بگیرید، باید بدانید کاربرد چیست. کاربردهای بسیار زیادی برای اتصال دهنده های صنعتی وجود دارد که حتی فهرستی از آن از حوصله این مقاله خارج است، اما انواع اتصال دهنده ها و مناسب بودن آنها برای کاربردها و خدمات اغلب در بسیاری از کاربردها یکسان است. اینکه از فولاد ملایم یا کروم مولی استفاده می‌کنید یا حتی از چیزهای عجیب و غریب به نیازهای برنامه بستگی دارد.

همچنین باید بدانید که چگونه از استانداردهایی استفاده کنید که بست ها و کاربرد آنها را پوشش می دهند. به عنوان مثال، ASTM A307، پیچ‌ها، ناودانی‌ها و میله‌های رزوه‌دار فولاد کربنی را تا مقاومت کششی 60000 PSI پوشش می‌دهد. ASTM F593 پیچ های فولادی ضد زنگ، پیچ های درپوش شش گوش را پوشش می دهدو ناودانی. ASTM A193/A193M فولاد آلیاژی و پیچ و مهره های فولادی ضد زنگ را برای خدمات فشار بالا یا دمای بالا و سایر کاربردهای خاص پوشش می دهد. شما اغلب می توانید برنامه خود یا برنامه ای را پیدا کنید که کاملاً شبیه برنامه شما است که در این استانداردها و سایر استانداردها ذکر شده است.

 

نوع مناسب اتصال دهنده را برای برنامه انتخاب کنید

برخی از اصول در اینجا وجود دارد. آیا بست شما مناسب است؟ گاهی اوقات به نظر می رسد که بیش از یک نوع اتصال دهنده کار کند. اینجاست که تجربه شما و تامین کننده بست به شما کمک می کند تا در مورد بست مناسب برای برنامه تصمیم بگیرید. به طور معمول، یک پیچ از یک سر، یک شفت با مقداری طول و یک انتهای رزوه ای تشکیل شده است.

سر پیچ می تواند شش گوش، سر پیچ، سر سوکت یا طرح دیگری باشد. طراحی سر پیچ می تواند برای میزان گشتاوری که پیچ می گیرد و مسائل دیگر مهم باشد، بنابراین مهم است که سر پیچ را به درستی انتخاب کنید. طول پیچ بر اساس کاربرد است. به عنوان مثال، پیچ فلنج باید به اندازه کافی بلند باشد تا واشر، فلنج، واشر فلنج، فلنج همراه، واشر دیگر و مهره را با چندین رزوه برای ایمنی نگه دارد.

موضوعات نیز بخشی از برنامه هستند. رزوه‌ها چه درشت (UNC)، ریز (UNF)، یا 8 رزوه (UN—بیشتر در کاربردهای میدان‌های نفتی استفاده می‌شوند) باید برای ارائه بهترین ویژگی‌های حمل بار انتخاب شوند. همچنین موضوعات استاندارد متریک، BSW (British Standard Whitworth) و موارد دیگر وجود دارد. انتخاب نخ مهم است: رزوه های درشت امکان مونتاژ سریعتر را فراهم می کنند. رزوه های ظریف به دلیل تعداد دورهای لازم برای پیمودن مسافتی مشابه با یک رزوه درشت، زمان بیشتری برای مونتاژ شدن دارند. با این حال، آنها درگیری بهتری با نخ را فراهم می کنند، و تعداد بیشتری از سطوح جفت در تماس هستند، که اتصال ایمن تری را فراهم می کند که می تواند کشش بیشتری را در اتصال ایجاد کند.

 

مصالح ساختمانی

تقریباً همه اتصال دهنده ها از فولاد کربنی استفاده می کنند . دارای وسیع ترین طیف کارایی و دامنه خواص مقاومتی است. حتی فولادهای کم کربن مانند ASTM 307 Grade B نیز وجود دارد که برای پیچ‌های شش گوش و ناودانی سنگین در نظر گرفته شده برای اتصالات فلنجی در سیستم‌های لوله‌کشی با فلنج‌های چدنی استفاده می‌شود.

فولادهای کربن متوسط ​​را می توان برای افزایش قابلیت حمل بار، عملیات حرارتی کرد. استاندارد ASTM A193 فولاد آلیاژی و مواد پیچ ​​و مهره فولادی ضد زنگ را برای خدمات در دمای بالا یا فشار بالا پوشش می دهد. این مشخصات شامل اتصال دهنده هایی است که برای استفاده در مخازن تحت فشار، شیرها، فلنج ها و اتصالات در نظر گرفته شده است.

 

اتصال دهنده های متداول که توسط درجه ها استفاده می شود

رایج ترین اتصال دهنده های مورد استفاده، سر شش گوش گرید 2، 5، و 8 هستند. درجه 2 فولاد درجه سخت افزار استاندارد است. این رایج ترین نوع بست فولادی است و کم هزینه ترین است. پیچ و مهره های درجه 2 معمولاً در مواردی که استحکام بالا نگران کننده نیست، مانند نصب نرده، و گیره های لوله و آویزها استفاده می شود.

پیچ های شش گوش درجه 5 برای افزایش استحکام سخت می شوند و رایج ترین پیچ های موجود در کاربردهای خودرو هستند. پیچ های درجه 8 بیشتر از پیچ های درجه 5 سخت شده اند. بنابراین آنها قوی تر هستند و در برنامه های کاربردی مانند سیستم تعلیق خودرو و مونتاژ تجهیزات استفاده می شوند.

پیچ های سر سوکت معمولاً از فولاد آلیاژی هستند. پیچ و مهره های فولادی آلیاژی از آلیاژ فولادی با استحکام بالا ساخته می شوند و بیشتر تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند. پیچ و مهره های فولادی آلیاژی معمولاً آبکاری نمی شوند و در نتیجه یک روکش سیاه مات ایجاد می شود.

پیچ و مهره های فولادی آلیاژی بسیار قوی اما بسیار شکننده هستند. در صورت نیاز به روکش روی باید مراقب سرهای سوکت بود. هنگام آبکاری این بست ها ممکن است شکنندگی هیدروژنی رخ دهد که می تواند باعث خرابی بست شود. فولادهای آلیاژی که بیش از 1.5 درصد منگنز، 0.6 درصد مس و کروم کمتر از 4 درصد دارند، در طیف وسیعی از مقاومت در برابر انعطاف پذیری بسیار مفید هستند. فولادهای آلیاژی که غلظت مناسبی از مولیبدن یا وانادیم یا عناصر دیگر دارند را می توان در مناطقی که امکان خوردگی وجود دارد مانند بخاری، دیگ بخار و سایر وسایل استفاده کرد.

 

تفاوت در اتصال دهنده های فولادی ضد زنگ

فولادهای زنگ نزن می توانند آستنیتی باشند (معمولاً SS 302، 304، 316 و سایر فولادهای با استحکام پایین را نمی توان عملیات حرارتی کرد)، مارتنزیتی (410، 416 را می توان عملیات حرارتی کرد) یا فریتی .(SS 430 مغناطیسی و مقاومت در برابر خوردگی کمتر) و هر کدام از اینها دارای خواص خاصی برای استفاده در کاربردهای خاص هستند.

سری 300 رایج ترین آلیاژهای فولاد ضد زنگ مورد استفاده برای اتصال دهنده ها هستند. اینها در طیف گسترده ای از کاربردها از مناطق با رطوبت بالا مانند تصفیه خانه های آب گرفته تا مناطق ذخیره سازی مواد غذایی و در گیاهانی که قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی امکان پذیر است استفاده می شود.

در حالی که اکثر اتصال دهنده های ضد زنگ استحکام کلی پیچ فولاد کربنی عملیات حرارتی شده را ندارند، سری 400 می توانند استحکام بالاتری را بدون از دست دادن مقاومت در برابر خوردگی زیاد ارائه دهند. کتاب‌های راهنمای ماشین‌کاران، مانند کتاب استاندارد Marks برای مهندسین مکانیک، دارای جداول خواص فلزات است که می‌توان از آنها برای تعیین کاربردهای مناسب استفاده کرد.

مواد دیگری را نیز می توان برای اتصال دهنده ها استفاده کرد: برنج، برنز (به ویژه برای کاربردهای دریایی و دریایی) و گاهی اوقات آلومینیوم. اینها اغلب به دلایل مشابه فولاد ضد زنگ انتخاب می شوند. این فلزات و آلیاژها مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند. در مورد برنج و برنز نیز ممکن است جذابیت زیبایی داشته باشند. با آلومینیوم، یک بست بسیار سبک نیز دارید. مانند ضد زنگ، این بست ها فاقد استحکام بیشتر پیچ و مهره های فولاد کربنی هستند. استحکام آنها به طور معمول از یک اتصال دهنده درجه 2 سخت نشده است.

 

فلزات نرم‌تر خطر داغ شدن یا کنده شدن نخ را دارند. در طول سفت شدن بست، فشار بین سطوح رزوه در تماس ایجاد می شود، نقاط بالای فلزی رزوه ها در معرض یکدیگر قرار می گیرند که اصطکاک را افزایش می دهد. ترکیب این دو رویداد می تواند گرمای کافی برای جوش خوردن و گرفتن مهره و پیچ و مهره با هم ایجاد کند.

راه هایی برای جلوگیری از زخم شدن و برهنه شدن وجود دارد. قطعات جفت شونده، به عنوان مثال، مهره و پیچ که هر دو از یک آلیاژ ساخته شده اند، نسبت به آلیاژهای غیرمشابه، تمایل بیشتری به زرد شدن دارند. یک مجموعه معمولی از آلیاژهای غیر مشابه، مهره فولادی ضد زنگ سری 400 با پیچ سری 316 است. با این حال، این باعث کاهش مقاومت کلی مجموعه در برابر خوردگی می شود.

هر چه سطوح جفت‌گیری صاف‌تر باشند، سوزش کمتر اتفاق می‌افتد. رزوه های نورد شده معمولاً سطوح صاف تری نسبت به نخ های برش داده شده ارائه می دهند و در نتیجه اصطکاک را که باعث گال شدن می شود کاهش می دهند. و البته باید از گشتاور نصب مناسب استفاده کرد. اگر بست بیش از حد سفت شود، رزوه ها می توانند شروع به تسلیم شدن کنند که باعث ایجاد اصطکاک بین سطوح جفت می شود.

 

پوشش های رایج برای اتصال دهنده ها

مقاومت در برابر خوردگی بست ها به دلیل محیطی که این مواد در آن استفاده می شوند می تواند بسیار مهم باشد. گاهی اوقات پوشش خاصی برای بست لازم است. روی رایج ترین پوششی است که امروزه استفاده می شود. این مقدار معقول مقاومت در برابر خوردگی را با قیمت مقرون به صرفه ارائه می دهد. پوشش‌های گالوانیزه گرم درجه مقاومت بیشتری را ارائه می‌دهند و معمولاً در جاهایی که در معرض رطوبت و/یا نمک زیاد هستند، مانند مناطق ساحلی، استفاده می‌شوند.

با توجه به ضخامت روکش، مهره گالوانیزه باید در اندازه بزرگ زده شود. این بدان معنی است که مهره بدون روکش یا روکش روی روی پیچ گالوانیزه کار نمی کند. PTFE یا PFA تفلون یک پوشش تخصصی است که اغلب در مناطقی که مقاومت در برابر مواد شیمیایی ضروری است استفاده می شود. اتصال دهنده های روکش تفلون دمای عملیاتی بالایی دارند، ضریب اصطکاک پایینی دارند.

مقاومت در برابر سایش منصفانه و مقاومت شیمیایی خوب. این پوشش معمولاً در مواردی استفاده می شود که روان کننده خشک، اصطکاک کم یا پوشش مقاوم در برابر خوردگی ضروری است. انتخاب اتصال دهنده ها بر اساس وسیع ترین مقاومت در برابر خوردگی که مواد ساخت و ساز ایجاد می کند بسیار مهم است.

سطح ارتعاش و میزان گرما (یا سرما) که بست در معرض آن قرار می گیرد، ملاحظات مهمی برای انتخاب است. در نواحی با ارتعاش زیاد، ممکن است استفاده از مهره‌های قفلی با گشتاور غالب ضروری باشد. این مهره ها می توانند از شل شدن ارتعاش بست جلوگیری کنند. تغییرات شدید دما می تواند باعث انبساط و انقباض مفصل بسته شود. این حرکت در مفصل می تواند برای شل شدن اتصال کافی باشد.

 

مشخصات بست ASTM

اگر دستگاه یا لوله یا فلنجی که برای آن بست انتخاب می کنید دارای مشخصات اتصال دهنده است، باید همیشه به آن مشخصات پایبند باشید. در غیر این صورت، باید پارامترهای برنامه را بدانید و بر اساس آن بست ها را انتخاب کنید. بیشتر اطلاعات مورد نیاز را می توان در مشخصات ASTM یافت.

رایج ترین مشخصات پیچ و مهره عبارتند از:

ASTM A193 - مواد پیچ ​​و مهره از فولاد آلیاژی و فولاد ضد زنگ برای خدمات در دمای بالا یا فشار بالا.

پیچ و مهره فولاد کربنی ASTM A307 ، استحکام کششی 60000 psi.

ASTM A354 پیچ‌ها، ناودانی‌ها و سایر بست‌های رزوه‌شده خارجی با آلیاژ خاموش و تمپر شده.

ASTM A449 پیچ و مهره های فولادی خاموش و سکوریت شده برای استفاده عمومی.

پیچ و مهره های فولادی ضد زنگ ASTM F593 ، پیچ درپوش شش گوش و ناودانی.

ASTM F1554 پیچ های لنگر طراحی شده برای لنگر انداختن تکیه گاه های سازه ای به پایه های بتنی.

ASTM F3125 مشخصات پیچ ساختاری جدید و یکپارچه جایگزین A325، A325M، A490، A490M، F1852 و F2280

ASTM A194 مهره های کربن و فولاد آلیاژی برای پیچ و مهره برای سرویس فشار بالا و دمای بالا.

مشخصات استاندارد ASTM A563 برای مهره های کربن و فولاد آلیاژی.

مهره های فولادی ضد زنگ ASTM F594 .

 

انتخاب فروشنده مناسب

انتخاب بست مناسب با داشتن فروشنده ای با دانش گسترده و تخصص کاربردی که بتواند به شما کمک کند بسیار آسان می شود. گسترش فروشندگان آنلاین، از کشورهای تولیدکننده کم هزینه، و حتی پتانسیل بسیار واقعی برای مواد تقلبی دلیلی برای داشتن رابطه نزدیک با فروشنده ای است که می شناسید و به آن اعتماد دارید.

 

منبع برگرفته از: چگونه یک پیچ و مهره مناسب برای اتصالات ساختمانی انتخاب کنیم؟