Marcaje pe piulițe și șuruburi: un ghid complet de identificare

De ce există marcajele de fixare

Un șurub fără marcaje vizibile și unul ștanțat cu trei linii radiale poate arăta aproape identic într-un coș de piese. Diferența de rezistență la tracțiune dintre ele poate depăși 30.000 PSI. Marcajele elementelor de fixare există tocmai pentru că această diferență este invizibilă pentru ochi – iar utilizarea unui grad greșit într-o aplicație portantă poate duce la defectarea dispozitivului de fixare fără avertisment.

Marcajele îndeplinesc două funcții distincte. Primul este identificarea performanței : gradul, clasa de proprietate sau ratingul de rezistență ștampilat pe un element de fixare îi spune instalatorului exact ce sarcină este proiectat să suporte elementul de fixare. Al doilea este trasabilitate : mărcile de identificare ale producătorului — litere, sigle sau simboluri înregistrate la anumiți producători — permit identificarea elementelor de fixare individuale până la un lot de producție în cazul unei probleme de calitate sau al unei retrageri. Ambele funcții sunt cerințe obligatorii conform standardelor majore care guvernează producția de elemente de fixare.

Trei organizații definesc sistemele de marcare cel mai frecvent întâlnite în producția și construcția globală: Societatea Inginerilor Auto (SAE), Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO) și ASTM International. Fiecare folosește un limbaj de marcare diferit și toate cele trei sisteme pot apărea pe elementele de fixare din aceeași unitate sau proiect. Înțelegerea celor trei este baza pentru selecția competentă a elementelor de fixare.

Marcajele capului șuruburilor SAE: Sistem de linie radială

SAE J429 guvernează șuruburile din seria inch utilizate în principal în America de Nord. Conform acestui standard, gradul de rezistență al șuruburilor este comunicat printr-un model de linii radiale ștanțate pe partea superioară a capului hexagonal. Numărarea liniilor urmează o formulă: numărul de linii este egal cu numărul notei minus doi. Aceasta înseamnă că un șurub de gradul 2 nu poartă linii radiale, un șurub de gradul 5 poartă trei linii și un șurub de gradul 8 poartă șase linii.

În plus față de liniile de grad, fiecare șurub conform SAE cu un diametru de peste ¼ inch trebuie să poarte o marcă de identificare a producătorului - o literă, simbol sau combinație unică pentru acel producător și înregistrată la organismul de standarde relevant. Acest marcaj apare alături de liniile radiale de pe capul șurubului. Un șurub cu linii de grad, dar fără marca de producător nu respectă pe deplin cerințele SAE J429 și trebuie tratate cu prudență în aplicații critice.

Șuruburile hexagonale și șuruburile cu cap cu cap mufa prezintă o variație a acestui sistem. Deoarece soclul de antrenare încastrat ocupă cea mai mare parte a feței capului, liniile radiale sunt rareori utilizate. In schimb, șuruburi hexagonale cu cap mufă sunt de obicei marcate cu un număr de clasă de proprietate pe partea laterală a capului sau pe fața mufei - cel mai frecvent 12,9 pentru versiunile de oțel aliat de înaltă rezistență, urmând sistemul ISO descris în secțiunea următoare.

Marcaje pentru șuruburi metrice: Sistemul de clasă de proprietate ISO

ISO 898-1 guvernează șuruburile metrice și folosește un sistem de clasă de proprietăți numerice mai degrabă decât linii radiale. Clasa este ștampilată direct pe capul șurubului ca două numere separate printr-un punct - de exemplu, 8.8, 10.9 sau 12.9. Aceste numere codifică atât rezistența minimă la tracțiune, cât și raportul de curgere într-un singur marcaj compact.

Citirea clasei de proprietate este simplă odată ce formula este înțeleasă. Numărul dinaintea zecimalei, înmulțit cu 100, oferă rezistența minimă aproximativă la tracțiune în megapascali (MPa). Numărul de după zecimală, înmulțit cu 10, dă limita de curgere ca procent din rezistența la tracțiune. Deci, un șurub din clasa 10.9 are o rezistență minimă la tracțiune de aproximativ 1.000 MPa și o rezistență la curgere de aproximativ 90% din această valoare - ceea ce înseamnă că începe să se deformeze permanent la aproximativ 900 MPa.

Șuruburile metrice din oțel inoxidabil folosesc o convenție de marcare separată conform ISO 3506. Formatul combină un cod de material și o denumire de rezistență: A2-70 indică oțel inoxidabil 304 cu o rezistență minimă la tracțiune de 700 MPa; A4-70 indică oțel inoxidabil marin 316 la același nivel de rezistență; A4-80 indică 316 inoxidabil la 800 MPa. Prefixul „A” identifică oțelul inoxidabil austenitic. Șuruburi cu cap hexagonal din oțel inoxidabil sunt produse în mod obișnuit conform specificațiilor A2-70 sau A4-70, în funcție de cerințele de rezistență la coroziune ale mediului de aplicare.

Marcaje ASTM pentru șuruburi structurale

ASTM International definește standardele de fixare utilizate în principal în aplicații structurale și de construcții. Spre deosebire de sistemul de linie radială SAE sau de sistemul numeric ISO, șuruburile ASTM sunt de obicei marcate cu desemnări alfanumerice de grad ștanțate direct pe capul șurubului, însoțite de o marcă de identificare a producătorului.

ASTM A307 acoperă șuruburi din oțel carbon pentru uz structural general. Șuruburile de gradul A nu poartă niciun marcaj specific dincolo de marca producătorului; Șuruburile de grad B pentru îmbinările țevilor cu flanșe sunt identificate în mod similar. Acestea sunt elemente de fixare cu rezistență relativ scăzută pentru conexiuni structurale necritice.

ASTM A325 este standardul pentru șuruburile structurale de înaltă rezistență utilizate în conexiunile oțel-oțel. Capul șurubului este marcat „A325” împreună cu simbolul de identificare al producătorului. Aceste șuruburi au o rezistență minimă la tracțiune de 120.000 PSI pentru diametre de până la 1" și sunt specificația standard pentru construcția de oțel structural în America de Nord.

ASTM A490 acoperă șuruburi structurale ultra-înalte, cu o rezistență minimă la tracțiune de 150.000 PSI. Capul este marcat „A490”. Acestea sunt specificate pentru cele mai solicitante conexiuni structurale - cadre grele din oțel, construcții de poduri și structuri industriale supuse unei sarcini dinamice semnificative.

O distincție importantă: șuruburile ASTM nu trebuie niciodată înlocuite cu șuruburi SAE de rezistență aparent similară fără a verifica dacă atât proprietățile mecanice, cât și standardele dimensionale se potrivesc. Standardele sunt dezvoltate pentru diferite medii de utilizare finală și echivalența lor nu este directă.

Marcaje cu piulițe: Sistemul de poziție a ceasului

Marcajele piulițelor urmează o logică diferită de marcajele șuruburilor, parțial pentru că suprafața plată a lagărului a unei piulițe hexagonale oferă o zonă de marcare mai mică decât un cap de șurub și, parțial, pentru că piulițele de diferite grade sunt adesea folosite interschimbabil în moduri care fac imposibilă identificarea vizuală pe suprafața rulmentului. Sistemul SAE abordează acest lucru cu un marcaj al poziției ceasului pe unul dintre plăcile hexagonale.

În conformitate cu SAE J995, gradul unei piulițe hexagonale este indicat printr-un singur semn radial pe un plat, poziționat astfel încât să corespundă poziției orei de pe un cadran al ceasului care se potrivește cu numărul clasei. O piuliță de gradul 5 poartă un semn în poziția ora 5. O piuliță de gradul 8 poartă un semn în poziția ora 8. Acest lucru permite identificarea gradului chiar și atunci când suprafața rulmentului se află pe o suprafață sau o șaibă.

Semnele pot fi fie înălțate (gravate în timpul formării) fie indentate (ștampilate după formare) - ambele sunt permise conform standardului. Unele piulițe poartă, de asemenea, o marcă de identificare a producătorului pe fața lagărului sau pe un plan adiacent.

ASTM A563 reglementează cerințele de marcare pentru piulițele hexagonale structurale utilizate împreună cu șuruburile A325 și A490. Conform acestui standard, calitatea nucilor este identificată printr-o combinație de cifre arabe și litere ștampilate pe fața nucii. Pentru o defalcare detaliată a cerințelor specifice de marcare și a denumirilor de grad, Specificația standard oficială a ASTM A563 pentru piulițele din oțel carbon și aliat oferă referința autorizată. Piulițe hexagonale din oțel inoxidabil urmează ISO 3506-2 și sunt marcate cu același cod de material A2 sau A4 ca și șurubul corespunzător, asigurându-se că clasificarea rezistenței la coroziune este vizibilă pe ambele componente de împerechere. Piulițe cu flanșă hexagonală purtați marcaje de grad pe fața flanșei sau pe partea hexagonală, în funcție de procesul de producție al producătorului.

Finisarea suprafeței și semnele de acoperire

Dincolo de gradul de rezistență, marcajele elementelor de fixare comunică uneori tratamentul de suprafață - acoperirea sau finisajul aplicat după fabricație pentru a oferi rezistență la coroziune, lubrifiere sau proprietăți electrice specifice. Aceste note sunt mai puțin standardizate decât notele de calificare, dar respectă convenții recunoscute.

Placare cu zinc (electroplacat): Deseori indicat de sufixul „Zn” sau de un cod de culoare (de obicei transparent/argintiu pentru placa de zinc standard). Nu există un marcaj universal ștampilat, dar documentația și ambalajul produsului vor specifica standardul de placare (de exemplu, ISO 4042 sau ASTM B633).

galvanizare la cald: Produce o acoperire groasă de zinc, recunoscută după textura sa mată, ușor aspră. Elementele de fixare structurale galvanizate care respectă ASTM A153 sunt specificate în documentele de achiziție, mai degrabă decât marcate pe elementul de fixare în sine, deoarece grosimea stratului de acoperire face impracticabilă ștanțarea suplimentară pe diametre mai mici.

Clase de oțel inoxidabil: După cum este descris în secțiunea de marcare metrică, marcajele A2 și A4 de pe capetele șuruburilor și fețele piulițelor comunică direct materialul și clasa de rezistență la coroziune. Acesta este cel mai clar exemplu de proprietate a suprafeței/materialului codificat direct în sistemul de marcare a elementelor de fixare.

Oxid negru / fosfat: Aceste acoperiri de conversie oferă o rezistență minimă la coroziune și sunt utilizate în mod obișnuit în scopuri estetice sau aplicații ușoare în interior. Nu există marcaje standardizate; identificarea se face prin inspecția vizuală a finisajului de suprafață, mat închis sau negru, combinată cu documentația produsului.

Atunci când finisarea suprafeței afectează relația cuplu-tensiune - așa cum se întâmplă în cazul elementelor de fixare lubrifiate sau ceruite - specificația acoperirii devine un element critic al procedurii de instalare, nu doar un aspect al coroziunii. Elementele de fixare lubrifiate cu peliculă uscată poartă adesea o notație „ceară” sau „Teflon” în documentația produsului, mai degrabă decât un semn ștampilat.

Utilizarea marcajelor pentru verificarea achizițiilor

Pentru cumpărătorii și managerii de calitate care aprovizionează elemente de fixare în volum, marcajele pentru cap sunt instrumentul de verificare de primă linie pentru inspecția primită. Un transport de șuruburi care se pretinde a fi de gradul 8 sau de clasa de proprietate 10.9 ar trebui verificat la fața locului în raport cu specificațiile de marcare înainte de a fi acceptat în stoc — verificarea vizuală a marcajului durează câteva secunde per bucată și surprinde cele mai comune forme de denaturare a calității sau eroare de ambalare.

Cele mai importante două verificări de achiziție sunt: ​​în primul rând, confirmați că marcajul se potrivește exact cu specificația de achiziție; în al doilea rând, confirmați că este prezentă o marcă de identificare a producătorului alături de marcajul de grad. Un șurub cu linii de grad, dar fără marcaj de producător nu îndeplinește cerințele complete ale SAE J429 sau ISO 898-1 și nu poate fi urmărit în cazul unei erori de calitate. Șuruburile nemarcate trebuie tratate ca gradul 2/clasa de proprietate 5.8, indiferent de orice afirmații verbale sau de ambalare.

Calitățile piulițelor și șuruburilor trebuie, de asemenea, să fie potrivite corect. Regula generală este că calitatea piuliței trebuie să fie egală sau mai mare decât gradul șurubului - asocierea unei piulițe de gradul 5 cu un șurub de gradul 8 lasă articulația cu componenta mai slabă ca punct de defecțiune, înfrângând scopul utilizării șurubului de calitate superioară. Piulițe autoblocante poartă marcaje de grad în conformitate cu aceleași convenții SAE și ISO ca piulițele hexagonale standard; funcția lor de blocare nu modifică clasificarea gradelor sau cerința de potrivire.

În cele din urmă, elementele de fixare SAE și metrice nu trebuie amestecate niciodată în aceeași îmbinare. În ciuda asemănărilor aparente de rezistență între, de exemplu, SAE Grade 5 și ISO 8.8, formele filetului și pasurile sunt incompatibile. Filetarea încrucișată a unui șurub metric într-o gaură filetată SAE - sau invers - va avea ca rezultat o îmbinare care pare asamblată, dar poartă o fracțiune din capacitatea sa nominală de sarcină. Sistemele de marcare există special pentru a preveni acest lucru: un șurub marcat cu linii radiale este în serie în inch; un șurub marcat cu un număr de clasă de proprietate este metric. Această distincție este vizibilă în mai puțin de o secundă pe orice dispozitiv de fixare marcat.