İki Terim, İki Anlam
Yüksek-gerilimli cıvata önemli bir ifadedir: Bu, cıvata çeliğinin, MPa cinsinden gerilme mukavemeti ile ölçülen, ayrılmaya karşı yüksek bir dirence sahip olduğu anlamına gelir. Yüksek-mukavemetli cıvata bir tasarım beyanıdır: bu, cıvatanın yükü çekme, kesme ve bükülme mukavemetiyle taşıması amaçlandığı anlamına gelir ve yapı mühendisliğinde özellikle yükün cıvata sapına dayanmak yerine kenetlenmiş plakalar arasındaki sürtünmeyle aktarıldığı bir sürtünme-kavrama bağlantısına sıkılan bir cıvata anlamına gelir. Tüm yüksek-mukavemetli cıvatalar aynı zamanda tasarım açısından da güçlü olduğundan ve birçok yüksek-mukavemetli cıvata yüksek-mukavemetli çelikten yapıldığından, bu terimler pratikte örtüşmektedir. Bu karışıklık demiryolu alıcısı için önemlidir, çünkü yüksek-mukavemetli olarak belirtilen bir balık cıvatası, farklı boyutlara sahip bir yapısal sürtünme-kavrama cıvatası olarak teslim edilebilir veya yüksek-gerilmeli olarak sipariş edilen bir cıvata hiçbir özellik sınıfı işareti olmadan teslim edilebilir. Doğru spesifikasyon her zaman özellik sınıfını veya tam mekanik gereksinimi belirtir; yalnızca sıfatı asla belirtmez.
ISO 898-1 Kapsamındaki Mülkiyet Sınıfları
Metrik çelik cıvataların mekanik özellikleri, ISO 898-1 kapsamındaki özellik sınıfı işaretleriyle sabitlenmiştir. İlk rakam MPa cinsinden minimum çekme mukavemetinin onda biridir, ikinci rakam ise akmanın çekme mukavemetine oranının onda biridir. Bu nedenle, 8.8 sınıfı bir cıvatanın minimum çekme mukavemeti 800 MPa ve akma mukavemeti en az 640 MPa'dır; sınıf 10.9, 1040 MPa çekme ve 940 MPa verim sağlar. Aşağıdaki tablo pist ve köprü çalışmalarında görünen sınıfları listelemektedir.
| Özellik sınıfı | Minimum çekme Rm | Verim veya kanıt stresi | Tipik demiryolu kullanımı |
|---|---|---|---|
| 4.8 | 400 MPa | 320 MPa | Hafif balık cıvataları, genel sabitleme |
| 5.6 | 500MPa | 300 MPa | Geleneksel hatlardaki balık cıvataları |
| 8.8 | 800 MPa | 640MPa | Palet cıvataları, T-cıvataları, ankraj cıvataları |
| 10.9 | 1040MPa | 940MPa | Ağır-hali cıvataları, yapısal sürtünmeli-kavrama cıvataları |
| 12.9 | 1220MPa | 1100MPa | Nadiren yolda olan özel-yüksek yüklü bağlantılar |
Sınıf, 5,8'in üzerindeki cıvatalar için cıvata başında ve somunda işaretlenmiştir, bu nedenle kalite teslimatta laboratuvar testi olmadan doğrulanabilir. Baş işareti olmayan bir cıvata, güvenlik-kritik ray kullanımı nedeniyle reddedilmelidir. Sertlik aynı zamanda iyi bir teslimat kontrolüdür: sınıf 8.8 tipik olarak 22 ila 32 HRC'dir ve sınıf 10.9 yaklaşık 32 ila 39 HRC'dir ve işaret ile sertlik arasındaki uyumsuzluk, sahte veya karışık malzemeyi gösterir.
Hangi Demiryolu Bileşenleri Hangi Sınıfı Kullanıyor?
Demiryolu bağlantı donanımlarının sınıflara haritaları aşağıdaki gibidir. Bağlantı cıvataları olarak da adlandırılan balık cıvataları, bağlantı plakası aracılığıyla iki ray ucunu birleştirir; geleneksel hatlarda genellikle 4,8 ila 5,6 dereceliyken, ağır-haliyat ve yüksek-hızlı geçici bağlantılarda 8,8 veya daha yüksek derece kullanılır. Elastik sabitleme sistemlerinin cıvataları ve ankraj cıvataları sistemin ön yükünü taşır ve genellikle 8,8'dir, ağır taşıma sistemlerinde ise 10,9 belirtilir. Vida çivileri farklı bir bileşen ailesidir: doğrudan traversin ahşap veya plastik dübeline vidalanırlar ve tutma güçleri somun yüzünden değil, alt tabaka ile diş bağlantısından gelir, bu nedenle cıvata özellik sınıfı yerine çivi standardı ve travers malzemesi ile belirtilirler. Yapısal yüksek-mukavemetli cıvatalama, sürtünmeli-kavrama bağlantısının yapısal koda göre tasarlandığı ve önceden yüklendiği ve cıvata özelliği sınıfının bağlantı hesaplamasının bir parçası olduğu çelik köprülerde ve viyadüklerde görülür.
Diş Bağlantısı ve Somun Yüksekliği
Yaygın bir spesifikasyon hatası, daha fazla iplik temasının soyulmayı önleyeceği inancıyla aşırı bir iplik kavrama uzunluğunun talep edilmesidir. Mühendislik kuralı farklıdır: Cıvata çapının 0,8 katı yüksekliğindeki standart bir somun, cıvatanın tam çekme kapasitesini geliştirir ve daha uzun kavrama, diş değil cıvata sapı zayıf nokta haline geldiğinden, dayanıklılığa hiçbir şey katmaz. Aslında sıyrılmayı önleyen şey, ISO 965 toleranslarına uygun diş uyumu, somunun cıvataya göre yeterli sertliği ve sıkma sırasında temiz, yağlanmış dişlerdir. 20 mm'lik bir cıvata için, tam-mukavemetli somun yüksekliği yaklaşık 16 mm'dir ve bazen amatör spesifikasyonlarda görüldüğü gibi çapın 1,5 katı bir diş kavramasının belirtilmesi gereksizdir ve hatta eklemi tolerans istiflenmesine duyarlı hale getirerek sorunlara bile neden olabilir. Doğru yaklaşım bileşen standardını takip etmektir: somun yüksekliği, diş toleransı ve test yükü testi burada tanımlanır ve sıkma sonrasında sıyrılan diş, yetersiz kavramanın değil, yanlış uyumun, yanlış sertliğin veya aşırı torkun belirtisidir.
Düşük Sıcaklık ve Hidrojen Kırılganlığı
Palet cıvataları için iki ek seçim noktası önemlidir. Yaklaşık -40 derece C'nin altındaki soğuk bölgelerde, karbon çeliği cıvatalar sağlamlığını kaybeder ve ön yükleme altındaki kırılgan bir cıvata herhangi bir uyarı vermeden arızalanabileceğinden, spesifikasyonun bir darbe gereksinimi eklemesi veya düşük-sıcaklık derecesine geçmesi gerekir. Tersi yönde, 10.9 ve üzeri sınıftaki veya sertliği yaklaşık 390 HV'nin üzerindeki yüksek-mukavemetli cıvatalar, elektrolizle kaplanmaları halinde hidrojen gevrekleşmesine karşı hassastır: kaplama sırasında verilen hidrojen, kurulumdan sonra gecikmeli kırılmaya neden olabilir. Pratik kural, sertleştirilmiş palet cıvatalarında elektrokaplamadan kaçınmak ve bunun yerine çinko pul kaplama veya sıcak-daldırma galvanizleme kullanmak ve ISO 4042 uygulamasına uygun olarak elektrokaplamanın kaçınılmaz olduğu durumlarda gevrekleştirme fırınlaması gerektirmektir. Kıyıdaki ağır nakliye hattı için sınıf 10.9 balık cıvatalarını belirleyen bir alıcı, bu nedenle, kaplama işleminin yanı sıra özellik sınıfını da belirtmelidir, çünkü cıvatanın ilk kışa dayanıp dayanmayacağına ikisi birlikte karar verir.
Sıkça Sorulan Sorular
S1: Yüksek-gerilimli bir cıvata, yüksek-mukavemetli bir cıvata ile aynı mıdır?
Tam olarak değil. Yüksek-gerilme, 800 MPa veya daha fazla gerilme mukavemetine sahip, sınıf 8.8 ve üzeri olan malzemeyi tanımlar. Yüksek-mukavemet, önceden yüklenmiş sürtünme bağlantıları da dahil olmak üzere tasarımın rolünü tanımlar. Uygulamada terimler çakışmaktadır, bu nedenle özellik sınıfını her zaman yazılı olarak belirtin.
S2: Cıvata başında 8,8 ne anlama gelir?
ISO 898-1 özellik sınıfıdır: minimum çekme mukavemeti 800 MPa ve akma mukavemeti 640 MPa. İşaret, çekme mukavemetinin onda biri ve ardından akma-gerilme oranının onda biridir.
S3: Balık cıvataları hangi kalitede olmalıdır?
Geleneksel eklemli hatlar genellikle 4,8 ila 5,6'yı kullanırken, yoğun-yolculuk ve yüksek-trafik hatları 8,8 veya daha yüksek bir değeri belirtir. Kalite, bağlantı plakası tasarımına ve hattın bakım torku spesifikasyonuna uygun olmalıdır.
S4: Sertleştirilmiş cıvatalar kurulumdan sonra neden çatlıyor?
Sınıf 10.9 ve üzeri gecikmeli kırılma genellikle elektrokaplamadan kaynaklanan hidrojen gevrekleşmesidir. Çözüm, hidrojen içermeyen çinko pul veya sıcak-daldırmalı kaplamalar kullanmak veya kaplamadan sonra parçaları ISO 4042'ye göre pişirmektir.
S5: Tam güç için ne kadar iplik bağlantısı gerekiyor?
Standart somun yüksekliği olan cıvata çapının yaklaşık 0,8 katı. Daha uzun bağlantı, çekme kapasitesini artırmaz; doğru uyum ve sertlik soyulmayı önleyen şeylerdir.
S6: Teslim edilen cıvataların kalitesini nasıl doğrulayabilirim?
Başlık işaretini özellik sınıfına göre kontrol edin, taşınabilir bir test cihazıyla sertliği doğrulayın ve mekanik test sonuçlarıyla birlikte değirmen sertifikasını isteyin. İşaretlenmemiş cıvatalar, güvenlik-kritik hat kullanımı nedeniyle reddedilmelidir.