Jak se označují šrouby z nerezové oceli?

Oproti názvu i nerezová ocel rezaví. Správnější termín je „korozivzdorná ocel“ a mnohem lépe odráží schopnost těchto slitin odolávat destruktivním účinkům agresivního prostředí, ať už jde o kapalinu nebo plyn. Ale i jejich odolnost má svůj omezený zdroj, i když několikrát větší než u konvenčních ocelí.

Upevňovací prvky vyrobené z takových materiálů najdeme v konstrukci speciálních průmyslových strojů, jejichž součásti jsou neustále ohroženy oxidací. Použití jednoduchého hardwaru povede k jejich urychlené destrukci, protože se stanou koncentrátory pro rozvoj koroze, i když jsou všechny ostatní části sestavy maximálně chráněny.

Nerezové spojovací prvky jsou nestandardní výrobky pro speciální účely. Je obtížnější je najít ve volném prodeji, mnoho hardwarových továren je vyrábí pouze na zvláštní objednávku. Technologie jejich výroby je složitější a existuje trochu více nuancí aplikace. Ale v některých případech jsou takové komponenty prostě nenahraditelné.

• Vlastnosti instalace upevňovacích spojů z nerezové oceli
• Co potřebujete vědět o spojovacích materiálech z nerezové oceli
• Použité třídy nerezové oceli
• Hlavní rozdíly mezi spojovacími prvky z nerezové oceli a hardwarem s ochrannými povlaky
• Účel a rozsah
• Utahovací momenty a zatížení pro spojovací prvky z nerezové oceli
• Vlastnosti nerezového kování
• Závěr

Co potřebujete vědět o spojovacích materiálech z nerezové oceli

Nerezová ocel je ocel se zvýšeným obsahem určitých legujících složek. Především se jedná o chrom, jehož podíl by měl být přísně více než 10 %, a nikl. Alternativou k druhému prvku je mangan, což je „levnější“ verze niklu v nerezové oceli. Celková korozní odolnost je zajištěna přítomností mědi v chemickém složení.

Samostatnou kategorii korozivzdorných slitin tvoří žáruvzdorné třídy. Jsou schopny si udržet svou pevnost při dlouhodobém vystavení zahřívání nad +550°C.

Pevnost v tahu konvenčních ocelí v takových podmínkách je snížena na 42-48% počátečních hodnot (vlastní při teplotě +20 °C) a u žáruvzdorné nerezové oceli toto číslo dosahuje 58-67%.

Podobné vlastnosti získává materiál při legování titanem a molybdenem, ale základem je stále chrom.

Nerezové spojovací prvky jsou žádané u součástí průmyslových strojů a mechanismů pracujících v prostředí s různou agresivitou. Některé značky jsou schopny odolat nejen obecné korozi, ale také mezikrystalové, důlkové a štěrbinové korozi. První známky destrukce se objevují až po stovkách hodin provozu v koncentrovaných kyselinách.

Nerezové vysoce slitiny také odolávají přímému ohřevu a extrémnímu chlazení. Jsou vhodné pro provoz v rozsahu teplot od −200 do +800°C. Na chromniklové nerezové oceli se teprve při překročení prahové hodnoty +700°C objevují první barvy zmatnění (tmavě modré a fialové odstíny), zatímco na povrchu běžné oceli je v tuto chvíli již vypálená okují.

Jaký druh nerezového kování se vyrábí:

• šrouby;
• šrouby;
• knoflíky;
• ořechy
• špendlíky;
• goujons;
• podložky (ploché, šikmé, pružinové);
• závlačky.

Při montáži stavebních kovových konstrukcí se nerezové spojovací prvky nepoužívají. To je zaznamenáno v příslušných pokynech a je to způsobeno skutečností, že takové oceli jsou poněkud horší než kalené středně uhlíkové oceli ve skutečné získané pevnosti, a tedy i v nosnosti. Proto šrouby vyrobené z korozivzdorných slitin na kovových konstrukcích lze nalézt pouze při upevňování procesních nádrží a nádrží, jakož i prvků potrubí.

Mechanické vlastnosti spojovacích prvků z nerezové oceli jsou regulovány mezinárodní normou – GOST ISO 3506-1-2014. Tento dokument omezuje svůj rozsah na hardware s metrickými závity o průměru ne větším než M39.

Označení třídy pevnosti na takových výrobcích se výrazně liší od výrobků pro všeobecné použití. Pokud GOST 1759.4 pro šrouby zavádí označení jako „5.6“ nebo „12.8“, pak bude kování z nerezové oceli již označeno buď přímým odkazem na typ oceli („A1“, „C3“ nebo „F1“), nebo dvoumístné číslo (například „22“ nebo „26“).

Při navrhování výpočtů a výběru nerezových spojovacích prvků se řídí mírně odlišnými závislostmi než při obecných výpočtech. Povolená maximální zatížení pro šrouby vyrobené z uhlíkových ocelí se tedy počítají jako 65-75 % mezní pevnosti materiálu. U výrobků vyrobených z vysoce legovaných slitin to bude již 0,35-0,55%, což znamená, že aby vydržely stejné provozní zatížení při výrobě kování z nerezové oceli, bude nutné zvětšit průměr závitu.

Kontrola metrických spojovacích prvků vyrobených z vysoce legovaných ocelí zahrnuje:

• testování pevnosti v tahu měřením relativního prodloužení po porušení vzorku (s ohledem na to, kde přesně k tomu došlo – na hladké nebo závitové části);
• stanovení povrchové tvrdosti;
• stanovení momentu přetržení (maximální utahovací moment);
• tahové zkoušky na šikmé podložce;
• testování rychlosti šíření mezikrystalové koroze.

V některých případech se všechny fáze spojené s testováním pevnostních charakteristik provádějí s předehřátím nebo chlazením – mimo jiné za účelem vyhodnocení tepelného odporu a snížení odporu kovu při změně teplot.

Použité třídy nerezové oceli

Obecný sortiment všech korozivzdorných slitin je rozdělen do tří velkých kategorií podle typu konstrukce:

• austenitické – s vysokým obsahem legujících složek a nízkým podílem uhlíku;
• martenzitické – odolné proti vytvrzení a po něm vykazující vysokou pevnost;
• feritické – úspěšně deformované za studena, ale s nejnižšími ukazateli pevnosti.

Na základě chemického složení je nerezová ocel rozdělena do tříd:

• chrom;
• chromnikl;
• chromomangan;
• chrom-mangan-nikl;
• chrom-nikl-molybden.

Základní údaje o všech korozivzdorných vysoce legovaných slitinách pro průmyslové použití jsou zveřejněny v GOST 5632-2014. Dokument také poskytuje doporučení týkající se rozsahu použití určitých značek.

Pro výrobu šroubů, šroubů, závitových tyčí a matic se používají především tyto oceli:

• 06ХН28МДТ;
• 10Х17Н13М2Т и 10Х17Н13М3Т;
• 12Х18Н9Т и 12Х18Н10Т;
• 08Х21Н6М2Т;
• 12H13;
• 20H13;
• 14H17H2;
• 10Х11Н23Т3МР;
• 12Х11Н2В2МФ;
• 07H16H6.

Pevnost v tahu těchto slitin se pohybuje v rozmezí od 450 do 1100 MPa. Tvrdost se pohybuje od 147-209 HB pro nejměkčí oceli a až 36-45 HRC pro kalenou martenzitickou nerezovou ocel.

Orientační charakteristikou bude stupeň prodloužení při přetržení (deformace před porušením). Například pro středně uhlíkovou konstrukční ocel 45 bude tento parametr 14-15%. U chromové třídy 12X17 je to již 17-20 % a u chromniklové třídy s přídavkem titanu 12X18N10T – 35-40 %.

Při výběru konkrétní oceli pro výrobu cílové série kování se řídí svými vlastními jedinečnými vlastnostmi materiálů.

Výše zmíněný 12H18N10Т je tedy primárně charakteristický svou odolností v širokém teplotním rozsahu až do −196°, proto je často nazýván kryogenní. Nerezová ocel 06ХН28МДТ odolá působení kyseliny sírové zahřáté na +80°С a 10Х11Н23Т3МР si zachovává tvrdost získanou po kalení i při zahřátí na +700°С.

Text GOST ISO 3506-1-2014 neuvádí konkrétní značky, omezuje se na podmíněné kódování a dekódování chemického složení. Budou to oceli:

• austenitické – A1, A2, A3, A4 a A5;
• martenzitické – C1, C3 a C4;
• feritické – F1.

Ve všech případech obsah uhlíku ve třídě nepřesahuje 0,08-0,25 % a klíčovými legujícími složkami jsou chrom (11,5-19 %), nikl (1-19 %) a mangan (1-6,5 %). Specifické frakce molybdenu a mědi nepřesahují 4 %.

Hlavní rozdíly mezi spojovacími prvky z nerezové oceli a hardwarem s ochrannými povlaky

Hardwarový trh je dnes zaměřen na výrobu produktů, které jsou spolehlivě chráněny před korozí. Šrouby a šrouby ve své „čisté“ podobě se používají při montáži průmyslových zařízení, kde je přístup vlhkosti minimální, zatímco stavební a nábytkové spojovací prvky jsou vyráběny téměř výhradně se speciálními nátěry.

K jejich nanášení se používá speciální technologie na bázi galvanizace. Tato metoda umožňuje získat souvislé a neprostupné povrchové vrstvy vysoké chemické čistoty, a to i na výrobcích složitého tvaru a na závitech závitů.

Aby se zabránilo rozvoji koroze, jsou ocelové spojovací prvky vystaveny:

• galvanizace;
• niklování;
• pokovování kadmiem;
• chromování;
• měděné pokovování;
• pocínování;
• aplikace vícevrstvých funkčních povlaků (například měď-cín-nikl).

Vrstva nanesená na povrchu izoluje kov výrobku od kontaktu s okolím, což zabraňuje jeho oxidaci. Ale během provozu je povlak postupně „sežrán“ korozí nebo opotřebován v důsledku třecího kontaktu. To je zvláště patrné, když jsou spojovací prvky často utahovány a povolovány. Jakmile je základna vystavena zpod povlaku, stává se přístupnou korozi.

Trvanlivost výrobků vyrobených z nerezové oceli zůstává konstantní po celou dobu provozu. Opotřebení žádným způsobem neovlivňuje schopnost slitiny odolávat agresivnímu prostředí. Teprve při zvýšeném ohřevu a častých změnách tepelných podmínek je možné dosáhnout postupného snižování pevnosti v tahu v důsledku kalení. To se projevuje v důsledku opakovaných dovolených.

Je třeba také vzít v úvahu, že pro nanášení galvanických povlaků na závity závitů jsou jeho geometrické rozměry mírně podhodnoceny. Tloušťka vrstvy zinku nebo niklu bude pouze několik setin milimetru, ale i to bude stačit ke ztížení utahování, protože „extra“ kov na povrchu závitů zmenšuje mezeru v závitovém spojení. . Hardware s ochranným povlakem je proto buď obtížnější zašroubovat do patice, nebo je zpočátku mírně zeslaben podél průřezu kovu. Druhý zmíněný nedostatek je zpravidla kompenzován zabudovanou bezpečnostní rezervou.

Galvanické nanášení povlaků je velmi pracný a nákladný proces, který vyžaduje pečlivou přípravu a výběr optimálních podmínek.

Obrobky jsou podrobeny vícestupňovému čištění a sušení a složení elektrolytů pro galvanické lázně je přísně kontrolováno. Neprofesionálním přístupem můžete získat porézní nátěr, který se snadno odlepí od povrchu a nemůže plnit svou funkci. Zachovat galvanickou výrobu si mohou dovolit pouze velké podniky. Na tomto pozadí je jednotlivá a malosériová výroba spojovacích prvků z nerezové oceli ekonomicky oprávněná, pokud je cílem zajistit odolnost proti korozi.

Účel a rozsah

Používají se železářské výrobky z vysoce legovaných ocelí:

• v chemickém průmyslu – pro součásti a potrubí ve styku s kyselinou octovou, citrónovou, sírovou, dusičnou a fosforečnou, roztoky alkálií a solí různých koncentrací;
• v potravinářském průmyslu – pro instalace a stroje, které jsou v přímém kontaktu s potravinami a nápoji, jakož i činidly a surovinami pro jejich výrobu, kde je nutné zajistit úplnou chemickou inertnost kovu (včetně napojení přírub na nerez ocelové trubky);
• v energetice – pro zařízení a systémy pracující při teplotách nad +500°C, v podmínkách zvýšeného výkonového a vibračního zatížení, pro montáž parních, plynových a vodních turbín;
• při výrobě kosmických lodí a kryogenních zařízení – zajistit stabilní provoz v podmínkách extrémně nízkých teplot a systémové křehkosti oceli;
• při výrobě zařízení pecí a spalovacích komor – kde jsou funkční celky neustále vystaveny přímému ohřevu, vystavení otevřenému plameni a oxidačnímu účinku zplodin hoření paliva (nápadným příkladem je napojení nerezových komínů);
• při montáži kotlového zařízení – zajistit pevnost potěru potrubních jednotek vystavených konstantnímu tepelnému zatížení;
• v průmyslu rafinace ropy – pro stroje a sítě v kontaktu s mírně agresivním prostředím a zvýšenými teplotami (procesy krakování);
• při stavbě lodí – kde i otevřený „slaný“ vzduch přispívá k intenzivnímu rozvoji koroze na kovu;
• při výrobě čerpacích zařízení a praček – protože provoz zahrnuje pobyt pod vodou nebo častý kontakt s ní;
• k realizaci dekorativní funkce – například pro instalaci prvků oplocení a leštěného zábradlí na verandu, chodník nebo schodiště, zábradlí ve veřejné dopravě.

Obecně se setkáte se závitovými spoji z nerezové oceli, kde hrozba koroze s sebou nese mnohem větší rizika než mírný pokles pevnostních charakteristik. Hardware z obyčejné oceli, modřený nebo pozinkovaný, zvládne vše ostatní.

Utahovací momenty a zatížení pro spojovací prvky z nerezové oceli

Pevnost svorníků a šroubů z nerezové oceli je přirozeně poněkud nižší ve srovnání s výrobky ze středně uhlíkatých a legovaných ocelí, zejména po kalení (třídy 8.8, 9.8, 10.9 a 12.9 podle GOST 1759.4). V souladu s tím je moment předběžného utažení přirozeně snížen, takže spojovací prvek nezahájí svou práci v příliš namáhaném stavu.

Ukažme si v tabulce níže vztah mezi velikostí závitu a také počátečním a pracovním zatížením. Uvedené údaje je třeba považovat za orientační: je třeba je upravit v souladu s výběrem konkrétní třídy nerezové oceli a účelem tepelného zpracování. Stanovené hodnoty jsou plně relevantní pouze pro hardware třídy A1 podle GOST ISO 3506-1-2014.

Velikost závitu na spojovacích prvcích, mm

Maximální utahovací moment, Nm

Šrouby z nerezové oceli jsou důležitými součástmi v různých aplikacích, od stavebnictví až po automobilový průmysl. Pochopení značení na šroubech z nerezové oceli je rozhodující pro výběr správného spojovacího prvku pro váš projekt. Tato označení poskytují cenné informace o materiálu šroubu, jakosti a výrobních normách. V tomto obsáhlém průvodci se podíváme na různé typy označení na šroubech z nerezové oceli, co znamenají a jak je číst a interpretovat.

Význam označení šroubů

Označení šroubů nejsou jen náhodné symboly; nesou specifické informace o vlastnostech a kvalitě šroubu. Tato označení zajišťují, že šrouby splňují požadované normy a specifikace z hlediska bezpečnosti, výkonu a životnosti. Správně označené šrouby pomáhají předcházet poruchám a zajišťují použití správných spojovacích prvků v kritických aplikacích.

Typy označení šroubů z nerezové oceli

Označení tříd materiálu
304 a 316 Nejběžnější třídy nerezové oceli pro šrouby jsou 304 a 316. Čísla označují typ nerezové oceli použité ve šroubu. Třída 304 je známá svou vynikající odolností proti korozi a používá se pro všeobecné účely, zatímco třída 316 má vyšší odolnost proti korozi, zejména v mořském a chemickém prostředí.
A2 a A4 Toto jsou evropská označení pro třídy nerezové oceli. A2 je třída 304 a A4 je třída 316. Tato označení jsou často doprovázena dalšími symboly označujícími specifické vlastnosti, jako je pevnost.
Označení tříd pevnosti
A2-70 a A4-80 Čísla za třídou (např. 70 nebo 80) označují pevnost šroubu v tahu. Například A2-70 označuje šroub z nerezové oceli třídy A2 s pevností v tahu 700 MPa. Tato označení vám pomohou vybrat šrouby, které udrží požadované zatížení bez zlomení.
Značka výrobce
Logo nebo iniciály společnosti Mnoho šroubů má značku výrobce, která může mít podobu loga nebo iniciál. Toto označení zajišťuje sledovatelnost a identifikuje výrobce odpovědného za výrobu šroubu. To je důležitý aspekt zajištění kvality a odpovědnosti.
Značení shody
Šrouby ISO, DIN, ASTM jsou často označeny symboly shody, které označují, že splňují specifické mezinárodní normy. Například značky ISO (Mezinárodní organizace pro normalizaci), DIN (Německý institut pro normalizaci) a ASTM (Americká společnost pro testování a materiály) znamenají shodu s celosvětově uznávanými kritérii kvality a výkonu.

Jak číst a interpretovat označení šroubů

Porozumět značení šroubů je důležité pro zajištění výběru správného spojovacího prvku pro vaši aplikaci. Zde je podrobný návod, jak číst a interpretovat tato označení:

Definice materiálové třídy
Hledejte čísla nebo písmena třídy: Nejjednodušší způsob, jak určit třídu materiálu, je hledat čísla, jako je 304 nebo 316, nebo evropská označení, jako je A2 nebo A4. Označují typ nerezové oceli použité ve šroubu.
Pochopte hodnotu: Třída 304 (A2) je vhodná pro všeobecné použití s ​​dobrou odolností proti korozi, zatímco třída 316 (A4) je ideální pro drsná prostředí, jako je námořní a chemický průmysl, díky své vynikající odolnosti proti korozi.
Stanovení pevnostní třídy
Přečtěte si čísla pevnosti: Čísla za třídou materiálu (například 70 nebo 80) označují pevnost v tahu šroubu v megapascalech (MPa). Například A2-70 označuje šroub z nerezové oceli třídy A2 s pevností v tahu 700 MPa.
Splňuje požadavky aplikace: Zajistěte, aby třída pevnosti odpovídala požadavkům na zatížení a namáhání vaší aplikace. Například vyšší pevnostní třídy (např. A4-80) jsou vhodné pro aplikace vyžadující větší nosnost.
Kontrola značky výrobce
Hledejte symbol výrobce: Hledejte logo, iniciály nebo jedinečnou značku, která identifikuje výrobce šroubu. Toto označení se obvykle aplikuje na hlavu šroubu.
Kontrola kvality a sledovatelnosti: Značka výrobce zajišťuje dohledatelnost původu šroubu a poskytuje záruku kvality. V případě závad nebo stažení z trhu je toto označení zásadní pro určení odpovědnosti.
Dodržování
Identifikujte symboly shody: Hledejte označení jako ISO (Mezinárodní organizace pro normalizaci), DIN (Německý institut pro normalizaci) nebo ASTM (Americká společnost pro testování a materiály). Tyto symboly označují, že šroub splňuje specifické mezinárodní normy.
Pochopte normy: Každá norma poskytuje návod k různým vlastnostem, jako jsou mechanické vlastnosti, rozměry a složení materiálu. Například šrouby označené ISO 3506 splňují normy pro mechanické vlastnosti a odolnost korozivzdorných spojovacích prvků z nerezové oceli.
Doplňkové značení
Tepelné číslo: Některé šrouby mohou mít také tepelné číslo, což je jedinečný kód identifikující konkrétní šarži materiálu použitého při výrobě. To pomáhá sledovat historii výroby materiálu.
Kód šarže: Podobně jako číslo šarže může kód šarže označovat výrobní šarži šroubu, což pomáhá s kontrolou kvality a sledovatelností.

Příklady značení šroubů a jejich interpretace

A2-70: Šroub z nerezové oceli třídy A2 (304) s pevností v tahu 700 MPa. Toto označení znamená, že šroub je vhodný pro všeobecné použití se středními požadavky na pevnost.
A4-80: Šroub z nerezové oceli třídy A4 (316) s pevností v tahu 800 MPa. Toto označení znamená, že šroub je určen pro aplikace s vysokou pevností v korozivním prostředí, jako je námořní nebo chemická výroba.
ISO 3506: Toto označení označuje shodu s normou ISO 3506, která specifikuje mechanické vlastnosti nerezových spojovacích prvků odolných proti korozi. Šrouby s tímto označením splňují mezinárodní standardy pro výkon a spolehlivost.

Pochopení značení šroubů z nerezové oceli je zásadní pro výběr správných spojovacích prvků pro vaše projekty. Tato označení poskytují důležité informace o materiálu šroubu, jakosti, síle, výrobci a souladu s mezinárodními normami. Tím, že budete vědět, jak číst a interpretovat tato označení, můžete zajistit kvalitu, bezpečnost a spolehlivost svých sestav. Správně označené šrouby pomáhají předcházet poruchám a zajišťují použití správných spojovacích prvků v kritických aplikacích. Vždy zkontrolujte značení na šroubech z nerezové oceli, abyste mohli přijímat informovaná rozhodnutí a zachovat integritu svých projektů.