Podstawowe różnice między śrubami do konstrukcji stalowych a śrubami zwykłymi

Zasadnicze różnice pomiędzyśruby konstrukcji stalowej i zwykłe śruby mają sześć głównych wymiarów: mechanizm przenoszenia siły, wydajność materiału, klasa wytrzymałości, technologia konstrukcji, możliwość ponownego użycia i scenariusze zastosowań. Te dwa rodzaje śrub nie są zamienne i należy je dobierać ściśle w zależności od warunków pracy.

Śruby do konstrukcji stalowych o wysokiej wytrzymałości są specjalnie zaprojektowane do budowy konstrukcji stalowych, aby zapewnić ogólną stabilność, właściwości sejsmiczne i długoterminowe bezpieczeństwo łożysk konstrukcji stalowych. Jako ogólne elementy złączne, zwykłe śruby spełniają jedynie typowe wymagania dotyczące blokowania sprzętu mechanicznego i elementów okuć i nie mają zastosowania do głównych konstrukcji nośnych. Śruby do konstrukcji stalowych produkowane są ze stali stopowej o wysokiej wytrzymałości, o wysokich klasach wytrzymałości, doskonałej antypoślizgowości, odporności na zmęczenie i nośności. Zwykłe śruby są w większości wykonane ze zwykłej stali węglowej o stosunkowo małej wytrzymałości i ograniczonej nośności, bez konstrukcyjnego marginesu bezpieczeństwa dla zastosowań nośnych.

Śruby do konstrukcji stalowych obejmują specjalne typy, takie jak duże śruby sześciokątne o dużej wytrzymałości i śruby o dużej wytrzymałości na skręcanie, które przenoszą siłę poprzez tarcie i charakteryzują się wysokimi właściwościami uszczelniającymi i właściwościami antypoślizgowymi. Zwykłe śruby mają uniwersalną konstrukcję z małymi łbami i rozmiarami gwintów, opierają się na mechanicznym blokowaniu do przenoszenia siły i charakteryzują się niską redundancją konstrukcyjną. Zgodnie ze specyfikacjami inżynieryjnymi śruby konstrukcyjne ze stali o wysokiej wytrzymałości są przeznaczone do trwałych połączeń konstrukcyjnych i nie nadają się do ponownego użycia. Zwykłe śruby są łatwe w demontażu przy niskim ryzyku uszkodzenia i umożliwiają wielokrotny montaż i demontaż.

Szczegółowe różnice między tymi dwoma typami śrub są wymienione w następujący sposób:

1. Kształt strukturalny i różnice wymiarowe

Duże sześciokątne śruby konstrukcyjne ze stali o wysokiej wytrzymałości mają większe łby, szersze powierzchnie nośne, grubsze profile gwintów i większe średnice nominalne. Nadwymiarowa powierzchnia nośna skutecznie rozprasza nacisk mocowania, poprawia szczelność montażu i uszczelnienie oraz znacznie zwiększa właściwości przeciwpoślizgowe i nośność złączy konstrukcyjnych. Zwykłe śruby przyjmują standardowe, uniwersalne konstrukcje z małymi łbami, gwintami i powierzchniami nośnymi, które spełniają jedynie konwencjonalne wymagania dotyczące mocowania i nie wytrzymują dużych obciążeń ani obciążeń przemiennych.

2. Różnice w klasie materiału i wytrzymałości

Śruby konstrukcyjne ze stali o wysokiej wytrzymałości są wykonane ze specjalnie hartowanej i odpuszczanej stali o wysokiej wytrzymałości, takiej jak stal 45 #, 35CrMo i 42CrMo. Dzięki integralnej obróbce cieplnej osiągają wysokie stopnie wytrzymałości, w tym 8,8, 10,9 i 12,9, zapewniając wyjątkową odporność na rozciąganie, ścinanie i zmęczenie bez odkształceń i pęknięć pod dużymi obciążeniami. Zwykłe śruby są produkowane głównie ze zwykłej stali węglowej, takiej jak Q235 i Q195, bez precyzyjnego hartowania i odpuszczania. Przeważają gatunki 4.8 i 5.8, mają ograniczoną nośność i nadają się tylko do nienośnych połączeń pomocniczych.

3. Różnice w mechanizmach przenoszenia siły

Śruby konstrukcyjne ze stali o wysokiej wytrzymałości przenoszą siłętarcie interfejsu. Precyzyjne napięcie wstępne ściska połączone płyty, a tarcie pomiędzy powierzchniami płyt równoważy zewnętrzne obciążenia ścinające i ślizgowe. Połączenie to charakteryzuje się dużą sztywnością i minimalnymi odkształceniami, służąc jako rdzeń przenoszący siły dla połączeń konstrukcji stalowych. Zwykłe śruby przenoszą siłęwytrzymałość trzpienia na ściskanie i ścinanie, co łatwo powoduje poślizg luzu pod wpływem naprężenia. Dzięki niskiej ogólnej sztywności połączenia nie są w stanie wytrzymać wibracji, uderzeń i obciążeń przemiennych.

4. Różnice w scenariuszach zastosowań

Śruby do konstrukcji stalowych o wysokiej wytrzymałości są stosowane wyłącznie do głównych konstrukcji nośnych, takich jak stalowe ramy wieżowców, warsztaty konstrukcji stalowych, mosty, wieże przesyłowe mocy i duże stalowe podpory. Jako krytyczne elementy złączne przenoszące siły spełniają rygorystyczne specyfikacje konstrukcyjne konstrukcji stalowych. Zwykłe śruby są stosowane wyłącznie do połączeń nienośnych i o niskim obciążeniu, w tym obudów urządzeń, akcesoriów sprzętowych, elementów dekoracyjnych i wsporników pomocniczych i są surowo zabronione w przypadku głównych połączeń nośnych konstrukcji stalowych.

5. Proces instalacji i wymagania konstrukcyjne

Śruby do konstrukcji stalowych o wysokiej wytrzymałości wymagają rygorystycznych procedur montażowych. Budowę rozpoczyna się od wykrycia współczynnika antypoślizgowości powierzchni trących. Profesjonalne klucze dynamometryczne i narzędzia do końcowego dokręcania są przystosowane do znormalizowanej, trzyetapowej konstrukcji: dokręcanie wstępne, ponowne dokręcanie i dokręcanie końcowe. Wszystkie parametry momentu obrotowego są ściśle kontrolowane, a operacje muszą być wykonywane przez certyfikowanych profesjonalnych pracowników, którzy przeszli specjalną kontrolę i odbiór po zakończeniu budowy.Zwykła śrubamontaż jest prosty i nie wymaga rygorystycznych wymagań dotyczących momentu obrotowego, co można wykonać za pomocą konwencjonalnych narzędzi ręcznych lub pneumatycznych, bez skomplikowanych procedur konstrukcyjnych i standardów akceptacji.

6. Różnice w zakresie ponownego użycia

Śruby konstrukcyjne ze stali o wysokiej wytrzymałości generują naprężenia plastyczne i zmęczenie wstępne po dokręceniu. Demontaż prowadzi do osłabienia właściwości mechanicznych i utraty dokładności napięcia wstępnego. Zgodnie z krajowymi przepisami dotyczącymi konstrukcji stalowych,wtórne wykorzystanie jest surowo zabronione. Zwykłe śruby wytrzymują niskie naprężenia bez dużego napięcia wstępnego, zachowując nienaruszoną wydajność po demontażu i umożliwiając wielokrotne użycie.