Značky na maticích a šroubech: Kompletní identifikační průvodce

Proč existují označení spojovacích prvků

Šroub bez viditelných značek a šroub vyražený třemi radiálními čarami může v přihrádce na díly vypadat téměř identicky. Rozdíl v pevnosti v tahu mezi nimi může přesáhnout 30 000 PSI. Označení spojovacího prvku existuje právě proto, že tento rozdíl je okem neviditelný – a použití nesprávné třídy v nosné aplikaci může vést k selhání spojovacího prvku bez varování.

Označení plní dvě různé funkce. První je identifikace výkonu : třída, třída vlastnosti nebo pevnostní hodnocení vyražené na upevňovacím prvku přesně říká, jaké zatížení je tento upevňovací prvek navržen. Druhá je sledovatelnost : Identifikační značky výrobce – písmena, loga nebo symboly registrované na konkrétní výrobce – umožňují vysledovat jednotlivé spojovací prvky zpět k výrobní šarži v případě problému s kvalitou nebo stažení. Obě funkce jsou povinnými požadavky podle hlavních norem, které řídí výrobu spojovacího materiálu.

Tři organizace definují systémy značení, s nimiž se v globální výrobě a konstrukci nejčastěji setkáváme: Společnost automobilových inženýrů (SAE), Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO) a ASTM International. Každý používá jiný jazyk značení a všechny tři systémy se mohou objevit na spojovacích prvcích ve stejném zařízení nebo projektu. Pochopení všech tří je základem pro kompetentní výběr spojovacího materiálu.

Označení hlavy šroubu SAE: Radial Line System

SAE J429 upravuje šrouby palcové řady používané především v Severní Americe. Podle této normy je stupeň pevnosti šroubu sdělován prostřednictvím vzoru radiálních čar vyražených na horní části šestihranné hlavy. Počet řádků se řídí vzorcem: počet řádků se rovná číslu známky mínus dva. To znamená, že šroub stupně 2 nenese žádné radiální čáry, šroub stupně 5 nese tři čáry a šroub stupně 8 nese šest čar.

Kromě linií sklonu musí každý šroub vyhovující SAE nad ¼" průměr nést identifikační značku výrobce – písmeno, symbol nebo kombinaci jedinečnou pro daného výrobce a registrovanou u příslušného normalizačního orgánu. Tato značka se objevuje vedle radiálních čar na hlavě šroubu. Šroub se sklonem, ale bez značky výrobce, plně nevyhovuje SAE J429 a v kritických aplikacích by se s ním mělo zacházet opatrně.

Šrouby s vnitřním šestihranem a šrouby s válcovou hlavou představují variaci tohoto systému. Protože zapuštěná objímka pohonu zabírá většinu čela hlavy, radiální linie se používají zřídka. místo toho imbusové šrouby s nástrčnou hlavou jsou obvykle označeny číslem třídy vlastností na straně hlavy nebo na čele objímky – nejčastěji 12,9 pro verze z vysoce pevné legované oceli, podle systému ISO popsaného v další části.

Metrické značky šroubů: Systém tříd vlastností ISO

ISO 898-1 upravuje metrické šrouby a místo radiálních čar používá numerický systém tříd vlastností. Třída je vyražena přímo na hlavě šroubu jako dvě čísla oddělená tečkou – například 8,8, 10,9 nebo 12,9. Tato čísla kódují jak minimální pevnost v tahu, tak poměr kluzu v jediném kompaktním značení.

Čtení třídy vlastností je jednoduché, jakmile pochopíte vzorec. Číslo před desetinnou čárkou vynásobené 100 udává přibližnou minimální pevnost v tahu v megapascalech (MPa). Číslo za desetinnou čárkou vynásobené 10 udává mez kluzu jako procento pevnosti v tahu. Takže šroub třídy 10.9 má minimální pevnost v tahu přibližně 1 000 MPa a mez kluzu přibližně 90 % této hodnoty – což znamená, že se začíná trvale deformovat při přibližně 900 MPa.

Metrické šrouby z nerezové oceli používají samostatnou konvenci značení podle ISO 3506. Formát kombinuje kód materiálu a označení pevnosti: A2-70 označuje nerezovou ocel 304 s minimální pevností v tahu 700 MPa; A4-70 označuje nerezovou ocel námořní třídy 316 na stejné úrovni pevnosti; A4-80 označuje 316 nerez při 800 MPa. Předpona "A" označuje austenitickou nerezovou ocel. Šrouby s šestihrannou hlavou z nerezové oceli jsou běžně vyráběny podle specifikací A2-70 nebo A4-70 v závislosti na požadavcích na odolnost proti korozi v aplikačním prostředí.

ASTM Structural Bolt Marking

ASTM International definuje standardy spojovacích prvků, které se primárně používají v konstrukčních a stavebních aplikacích. Na rozdíl od systému radiálních čar SAE nebo číselného systému ISO jsou šrouby ASTM obvykle označeny alfanumerickým označením třídy vyraženým přímo na hlavě šroubu, doprovázené identifikačním označením výrobce.

ASTM A307 pokrývá šrouby z uhlíkové oceli pro obecné konstrukční použití. Šrouby třídy A nenesou žádné specifické označení nad rámec značky výrobce; Šrouby třídy B pro přírubové potrubní spoje jsou označeny podobně. Jedná se o spojovací prvky s relativně nízkou pevností pro nekritické konstrukční spoje.

ASTM A325 je standardem pro vysokopevnostní konstrukční šrouby používané ve spojích ocel-ocel. Hlava šroubu je označena „A325“ spolu s identifikačním symbolem výrobce. Tyto šrouby mají minimální pevnost v tahu 120 000 PSI pro průměry do 1" a jsou standardní specifikací pro konstrukční ocelové konstrukce v Severní Americe.

ASTM A490 pokrývá ultra-vysokopevnostní konstrukční šrouby s minimální pevností v tahu 150 000 PSI. Hlava je označena "A490." Jsou určeny pro nejnáročnější konstrukční spoje — těžké ocelové rámy, mostní konstrukce a průmyslové konstrukce vystavené značnému dynamickému zatížení.

Důležitý rozdíl: Šrouby ASTM nesmí být nikdy nahrazeny šrouby SAE se zjevně podobnou pevností bez ověření, že se shodují mechanické vlastnosti i rozměrové normy. Normy jsou vyvíjeny pro různá koncová prostředí a jejich ekvivalence není přímá.

Označení matic: Systém polohy hodin

Označení matic se řídí odlišnou logikou než označení šroubů, částečně proto, že plochá dosedací plocha šestihranné matice nabízí menší plochu pro označení než hlava šroubu, a částečně proto, že matice různých jakostí se často používají zaměnitelně způsoby, které znemožňují vizuální identifikaci na čele ložiska. Systém SAE to řeší označením polohy hodin na jedné z šestihranných ploch.

Podle SAE J995 je třída šestihranné matice označena jednou radiální značkou na jedné ploše, která je umístěna tak, aby odpovídala poloze hodin na ciferníku, která odpovídá číslu třídy. Matice třídy 5 nese značku na pozici 5 hodin. Matice třídy 8 nese značku na pozici 8 hodin. To umožňuje identifikaci třídy, i když je čelo ložiska proti povrchu nebo podložce.

Značky mohou být buď vyvýšené (vyražené během tvarování) nebo vroubkované (vyražené po tvarování) – obojí je podle normy přípustné. Některé matice také nesou identifikační značku výrobce na dosedací ploše nebo na přilehlé ploše.

ASTM A563 upravuje požadavky na značení konstrukčních šestihranných matic používaných ve spojení se šrouby A325 a A490. Podle této normy je druh matice identifikován kombinací arabských číslic a písmen vyražených na přední straně matice. Pro podrobný rozpis specifických požadavků na značení a označení stupňů, Oficiální standardní specifikace ASTM A563 pro matice z uhlíkové a legované oceli poskytuje směrodatný odkaz. Šestihranné matice z nerezové oceli postupujte podle ISO 3506-2 a jsou označeny stejným kódem materiálu A2 nebo A4 jako jejich odpovídající šroub, což zajišťuje, že klasifikace odolnosti proti korozi je viditelná na obou protilehlých součástech. Šestihranné přírubové matice nést označení třídy na čele příruby nebo na šestihranné ploše v závislosti na výrobním procesu výrobce.

Povrchová úprava a nátěrové značky

Kromě třídy pevnosti někdy označení spojovacích prvků sděluje povrchovou úpravu – povrchovou úpravu nebo povrchovou úpravu aplikovanou po výrobě pro zajištění odolnosti proti korozi, mazivosti nebo specifických elektrických vlastností. Tyto známky jsou méně standardizované než známky, ale řídí se rozpoznatelnými konvencemi.

Zinkování (galvanické): Často se označuje příponou „Zn“ nebo kódem barvy (typicky čirá/stříbrná pro standardní zinkový plech). Neexistuje žádné univerzální vyražené označení, ale dokumentace a balení produktu specifikují standard pokovování (např. ISO 4042 nebo ASTM B633).

Žárové zinkování: Vytváří silný zinkový povlak rozpoznatelný podle matné, mírně drsné textury. Pozinkované konstrukční spojovací prvky splňující normu ASTM A153 jsou specifikovány v zadávací dokumentaci, nikoli vyznačeny na samotném spojovacím prvku, protože tloušťka povlaku znemožňuje dodatečné lisování na menších průměrech.

Třídy nerezové oceli: Jak je popsáno v části metrické značení, značky A2 a A4 na hlavách šroubů a maticích přímo sdělují materiál a třídu odolnosti proti korozi. Toto je nejjasnější příklad vlastnosti povrchu/materiálu zakódované přímo do systému značení spojovacích prvků.

Černý oxid / fosfát: Tyto konverzní povlaky poskytují minimální odolnost proti korozi a obvykle se používají pro estetické účely nebo pro mírné vnitřní aplikace. Neexistuje žádné standardizované značení; identifikace je vizuální kontrolou tmavě matné nebo černé povrchové úpravy v kombinaci s produktovou dokumentací.

Když povrchová úprava ovlivňuje vztah krouticího momentu a tahu – jako je tomu u mazaných nebo voskovaných spojovacích prvků – specifikace povlaku se stává kritickým prvkem instalačního postupu, nikoli pouze úvahou o korozi. Suchým filmem mazané spojovací prvky často nesou označení „vosk“ nebo „teflon“ v dokumentaci produktu spíše než vyraženou značku.

Používání značek pro ověřování nákupu

Pro nákupčí a manažery kvality, kteří získávají spojovací materiál ve velkém, je značení hlav nástrojem první linie ověřování pro příchozí kontrolu. Zásilka šroubů prohlašujících, že jsou třídy 8 nebo třídy vlastností 10.9, by měla být před přijetím do skladu namátkově zkontrolována podle specifikací značení – vizuální ověření označení trvá několik sekund na kus a zachytí nejběžnější formy zkreslení jakosti nebo chyby balení.

Dvě nejdůležitější kontroly nákupu jsou: za prvé, potvrdit, že označení třídy přesně odpovídá specifikaci nákupu; za druhé, potvrďte, že se vedle označení třídy nachází identifikační značka výrobce. Šroub s ryskami, ale bez označení výrobce, nesplňuje úplné požadavky SAE J429 nebo ISO 898-1 a nelze jej vysledovat v případě selhání kvality. Neoznačené šrouby by měly být považovány za stupeň 2 / třída vlastností 5.8 bez ohledu na jakékoli slovní nebo obalové nároky.

Třídy matic a šroubů musí být také správně spárovány. Obecným pravidlem je, že třída matice musí být stejná nebo vyšší než třída šroubu – spárování matice třídy 5 se šroubem třídy 8 ponechá spoj se slabší součástí jako bod selhání, čímž se zmaří účel použití šroubu vyšší třídy. Samojistné matice mít označení jakosti podle stejných konvencí SAE a ISO jako standardní šestihranné matice; jejich uzamykací funkce nemění klasifikaci jakosti ani požadavek na shodu.

A konečně, SAE a metrické spojovací prvky nesmí být nikdy smíchány ve stejném spoji. Navzdory zjevným podobnostem v pevnosti například mezi SAE Grade 5 a ISO 8.8 jsou tvary závitů a stoupání nekompatibilní. Křížovým závitem metrického šroubu do otvoru se závitem SAE – nebo naopak – vznikne spoj, který se jeví jako smontovaný, ale nese zlomek své jmenovité nosnosti. Systémy značení existují specificky, aby tomu zabránily: šroub označený radiálními čarami je palcový série; šroub označený číslem třídy vlastnosti je metrický. Tento rozdíl je viditelný do jedné sekundy na jakémkoli označeném spojovacím prvku.