Марки гаек и руководство по выбору — ASTM A194, SAE и метрические системы

Почему важно качество орехов

Соответствие гаек-к-болтам — основа безопасности крепежной системы

Гайка — это не просто аксессуар к болту -, это неотъемлемый компонент системы болтового соединения. Гайка должна нести предварительную нагрузку болта через резьбовое зацепление и распределять зажимное усилие по поверхности подшипника. Если гайка слабее болта, резьба сорвется до того, как болт достигнет заданного предварительного натяга, что приведет к разрушению соединения. Если гайка слишком тверже болта, она может истереть или повредить резьбу болта во время установки. Правильное соответствие марки гарантирует, что соединение достигнет проектной мощности и сохранит целостность на протяжении всего срока службы.

Последствия использования неправильных марок гаек - Срыв резьбы, ослабление, разрушение

Срыв резьбы является наиболее распространенным видом отказа из-за несоответствующих марок гаек, который происходит, когда более мягкая резьба гайки деформируется под нагрузкой и теряет зацепление. Обычно это происходит постепенно, при этом сустав постепенно теряет предварительную нагрузку перед внезапным разделением. При эксплуатации при высоких-температурах дифференциальное тепловое расширение неподходящих материалов может ускорить расшатывание. В структурных соединениях сломанная гайка из-за недостаточной прочности может привести к полному разделению соединения и разрушению конструкции. Стоимость гайки-соответствующей марки ничтожно мала по сравнению с последствиями неисправности.

Обзор международных стандартов - ASTM A194, SAE J995, ISO 898-2, GB/T 3098.2

Марки гаек определяются международными стандартами, в которых указаны требования к материалу, твердости, пробной нагрузке и размерам. ASTM A194 охватывает гайки, предназначенные для работы при высоких-температурах и высоких-давлениях, в основном используемые с болтами ASTM A193. SAE J995 охватывает гайки из углеродистой и легированной стали для общего машиностроения дюймовых размеров. ISO 898-2 определяет классы свойств метрических гаек с той же системой нумерации, что и ISO 898-1 для болтов. GB/T 3098.2 является китайским эквивалентным стандартом. Понимание этих стандартов имеет важное значение для международных закупок и соблюдения требований проекта.

Описание марок гаек ASTM A194

Марка 2H - Наиболее распространена, соответствует болтам B7, среднеуглеродистой стали, закаленной и отпущенной

ASTM A194, класс 2H — это стандартная марка гаек для болтовых соединений,-высокотемпературных, на которую приходится более 80 % спроса на промышленные гайки. Гайки класса 2H, изготовленные из среднеуглеродистой стали (обычно AISI 1040 или 1045), закаленной и отпущенной, достигают минимальной твердости 24 HRC и испытательной нагрузки, равной марке болта, для которого они предназначены. Они разработаны специально для болтов ASTM A193 B7 во фланцевых соединениях, сосудах под давлением и узлах клапанов, работающих при температуре до 450 градусов. Гайки класса 2H имеют маркировку «2H» на одной стороне.

Класс 7 - соответствует болтам B16, устойчив к высоким температурам

Гайки A194 класса 7 изготовлены из стали, легированной хромом-молибденом-ванадием, и соответствуют болтам A193 B16, работающим при высоких-температурах до 593 градусов. К этим гайкам предъявляются более высокие требования к твердости, чем к 2H, и они специально разработаны для сохранения прочности и сопротивления ползучести при повышенных температурах. Контролируемый химический состав и термическая обработка обеспечивают совместимость с материалом болтов B16 при тех же пределах эксплуатации. Гайки класса 7 имеют маркировку «7» на лицевой стороне и необходимы для нагревателей для электростанций и нефтеперерабатывающих заводов.

Гайки из нержавеющей стали класса 8/8M -, подходят к болтам B8/B8M

Гайки A194 класса 8 изготавливаются из нержавеющей стали типа 304, а класса 8M — из нержавеющей стали типа 316. Эти гайки обеспечивают коррозионную стойкость, соответствующую болтам A193 B8 и B8M, для химической, фармацевтической, пищевой и морской среды. Они имеют более низкую твердость, чем гайки из углеродистой стали, но достаточную пробную нагрузку для обеспечения полной прочности соответствующего болта на растяжение. Марка 8M с молибденом обеспечивает повышенную стойкость к точечной коррозии в хлоридных средах.

Гайки класса 4/4L - для низких- температур, соответствуют болтам L7/L7M

Гайки A194 классов 4 и 4L изготавливаются из хром-молибденовой легированной стали с контролируемым химическим составом и термической обработкой для обеспечения ударной вязкости при низких температурах. Класс 4 соответствует болтам A320 L7 для эксплуатации при температуре до -101 градус, а класс 4L соответствует L7M с дополнительным контролем твердости для соответствия требованиям NACE MR0175 при работе в кислой среде. Эти гайки проходят испытания на удар с V-образным надрезом по Шарпи для проверки пластичности при минимальной расчетной температуре.

Описание марок гаек SAE J995

SAE J995 определяет марки гаек, соответствующие маркам болтов SAE J429. Гайки класса 2 изготовлены из низкоуглеродистой стали и соответствуют болтам класса 2 для обычных, не-критических применений. Гайки класса 5 изготовлены из среднеуглеродистой стали, закаленной и отпущенной, и соответствуют болтам класса 5 для автомобильной и машиностроительной промышленности. Гайки класса 8 изготовлены из среднеуглеродистой легированной стали, закаленной и отпущенной, что соответствует болтам класса 8 для тяжелых-применений. Класс гайки всегда должен быть равен или превосходить класс болта по прочности - гайка класса 5 на болте класса 8 может содраться до того, как болт достигнет предела преднатяга.

Объяснение марок метрических гаек (ISO 898-2)

В метрической системе классов гаек ISO 898-2 используются обозначения классов прочности, включая 04, 05, 6, 8, 10 и 12. Первая цифра указывает на усилие пробной нагрузки гайки в процентах от 100 МПа при умножении - например, класс 8 имеет пробную нагрузку 800 МПа или выше в зависимости от типа гайки. Гайки класса 6 соответствуют болтам ISO 6,8, класс 8 соответствует болтам 8,8, класс 10 соответствует болтам 10,9, а класс 12 соответствует болтам 12,9. Стандартное правило соответствия одинаково для всех систем: марка гайки должна быть как минимум такой же прочной, как и болт, который она обслуживает.

Типы гаек и применение

Шестигранные гайки являются стандартом-универсального назначения и доступны в обычной и толстой шестигранной конфигурациях. Тяжелые шестигранные гайки (ASME B18.2.2) имеют больший размер поперек-под лыской и большую толщину, что обеспечивает большую площадь опоры и прочность фланцевых соединений. Контргайки включают типы с нейлоновыми вставками (предел температуры ~120 градусов) и все-типы с металлической деформированной резьбой (подходят до 650 градусов). Колпачковые гайки закрывают открытые концы болтов для безопасности и внешнего вида. Контргайки тоньше для-ограниченного пространства с двойной-фиксацией гайки. Барашковые гайки позволяют затягивать вручную для быстрой сборки. Специальные гайки, в том числе Т-гайки, приварные гайки и заклёпочные гайки, используются в конкретных производственных и сборочных целях.

Принципы прочности гаек и соответствия болтов

Стандарты размеров гаек

Размеры шестигранной гайки указаны с учетом-ширины лыски, толщины и размера резьбы. Шестигранные гайки SAE соответствуют ASME B18.2.2 для стандартных и тяжелых серийных размеров. Метрические шестигранные гайки соответствуют стандартам ISO 4032 (обычные) и ISO 4033 (высокие), а размеры поперечных- лысок соответствуют соответствующему размеру ключа. Тяжелые шестигранные гайки имеют больший размер по поперечнику-под лыской -, например, тяжелая шестигранная гайка диаметром 1 дюйм имеет размер под лыской 1-5/8 дюйма по сравнению с 1-1/2 дюйма для стандартной шестигранной гайки. Правильный выбор размера гайки обеспечивает достаточную опорную поверхность для рабочей нагрузки и совместимость с длиной болта.

Варианты обработки поверхности гайки

Варианты обработки поверхности гаек аналогичны вариантам обработки болтов и должны выбираться в зависимости от условий эксплуатации. Обычные (голые) гайки подходят для сухих помещений. Черный оксид обеспечивает косметическую отделку с минимальной защитой от коррозии. Цинковое покрытие обеспечивает экономичную коррозионную стойкость для внутреннего и умеренного наружного использования. Горячее-цинкование погружением обеспечивает максимальную защиту от коррозии при эксплуатации на открытом воздухе и в морских условиях, но требует нарезания резьбы гаек большего размера, чтобы соответствовать толщине покрытия. Покрытие Dacromet исключает риск водородного охрупчивания при изготовлении высокопрочных гаек-гаек. Фосфатное покрытие маслом обеспечивает смазку сборки, обеспечивая при этом ограниченную защиту от коррозии.

Возможности производителяPipe по поставкам гаек

ПроизводительPipe поставляет гайки классов ASTM A194 2H, 7, 8, 8M, 4 и 4L, SAE J995 классов 2, 5 и 8, а также классов ISO 8, 10 и 12. Наш диапазон размеров охватывает метрические размеры от M6 до M100 и британские от 1/4 до 4 дюймов. Мы производим шестигранные гайки, тяжелые шестигранные гайки, контргайки, контргайки, колпачковые гайки и гайки нестандартной конфигурации по чертежам. Как поставщик комплексных решений по крепежу, мы можем поставлять болты, гайки и шайбы в соответствующих комплектах, чтобы упростить закупку и обеспечить совместимость марок по всему узлу соединения.

Нужны гайки-подходящего класса для болтовых соединений?

Свяжитесь с производителемPipe для получения полных комплектов болтов + гайки + шайбы сертифицированного соответствующего класса.