ASTM A307 مشخصات پیچ و میله‌های رزوه‌شده‌ی فولاد کربنی با استحکام معمولی است. این اقتصادی‌ترین گزینه‌ی بولتینگ اینچی است و جایی استفاده می‌شود که بار بالا مطرح نیست.
استاندارد ASTM A307 برای پیچ ها
استاندارد ASTM A307 مربوط به استاندارد پیچ و استاد بولتهایی است که روزمره مورد استفاده قرار می‌گیرند درواقع پیچ‌ها و استادبولت‌هایی که از میله‌های گرد A36 تولید می‌شوند همان استاندارد ADTM A307 خواهند بود. محدوده قطر میله در این استاندارد از یک چهارم اینچ تا چهار انچ خواهد بود. در این استاندارد سه گرید مورد بررسی قرار می‌گیرد به نام‌های A, B , *C.
برای بدست آوردن مقاومت کششی و محل کاربرد به جدول خواص مکانیکی در همین بخش مراجعه نمایید.
گریدهای ASTM A307:
| A |  | Headed bolts, threaded rods and bent bolts intended for general applications. |
|---|---|---|
| B |  | Heavy hex bolts and studs intended for flanged joints in piping systems with cast iron flanges. |
| C* |  | Nonheaded anchor bolts, either bent or straight, intended for structural anchorage purposes. The end of a grade C anchor bolt intended to project from the concrete will be painted green for identification purposes. Permanent marking is a supplemental requirement. *As of August 2007, grade C has been replaced by specification F1554 grade 36 We will continue to supply grade C, if required by the project. |
خواص مکانیکی استاندارد ASTM A307
| Grade | Tensile, ksi | Yield, min, ksi | Elong %, min |
|---|---|---|---|
| A | 60 min | -- | 18 |
| B | 60 - 100 | -- | 18 |
| C* | 58 - 80 | 36 | 23 |
مواد شیمیایی تشکیل دهنده استاندارد ASTM A307
| Element | Grade A | Grade B |
|---|---|---|
| Carbon, max | 0.29% | 0.29% |
| Manganese, max | 1.20% | 1.20% |
| Phosphorus, max | 0.04% | 0.04% |
| Sulfur, max | 0.15% | 0.05% |
موارد هم مصرف با استاندارد ASTM A307
| Nuts | Washers | ||
|---|---|---|---|
| A307 Grades A & C* | A307 Grade B | ||
| 1/4 - 1-1/2 | 1-5/8 - 4 | 1/4 - 4 | |
| A563A Hex | A563A Heavy Hex | A563A Heavy Hex | F844 |
گریدهای A307
| گرید | توضیح | کاربرد شاخص |
|---|---|---|
| A | فولاد کربنی با استحکام معمولی | اتصالات عمومی و غیرسازه‌ای |
| B | فولاد کربنی با محدوده استحکام کنترل‌شده (حداقل و حداکثر) | اتصالات فلنجی لوله‌های چدنی |
تفاوت مهم گرید B این است که سقف استحکام هم دارد، نه فقط کف. دلیلش کاربرد آن است: در اتصال فلنج چدنی، پیچ خیلی قوی می‌تواند فلنج ترد را بشکند. محدودکردن حداکثر استحکام، پیچ را به عمد «حلقه‌ی ضعیف کنترل‌شده» می‌کند.
| قطر | دور در اینچ | سری رزوه |
|---|---|---|
| 1/2 | 13 | UNC |
| 5/8 | 11 | UNC |
| 3/4 | 10 | UNC |
| 7/8 | 9 | UNC |
| 1 | 8 | UNC |
| 1-1/8 | 7 | UNC |
| 1-1/4 | 7 | UNC |
| 1-3/8 | 6 | UNC |
| 1-1/2 | 6 | UNC |
A307 در برابر گزینه‌های پرمقاومت
| استاندارد | سطح استحکام | کاربرد |
|---|---|---|
| ASTM A307 | معمولی | اتصالات عمومی، غیرسازه‌ای |
| ASTM A449 | بالا | انکر بولت و ماشین‌آلات |
| ASTM F3125 | بالا | اتصالات ساختاری پیش‌تنیده |
استفاده از A307 در اتصال ساختاری پیش‌تنیده نادرست است: نه استحکام کافی دارد و نه برای کنترل پیش‌تنیدگی طراحی شده.
میله رزوه‌شده A307 و طول برش‌خورده
بخش بزرگی از مصرف A307 به‌صورت میله رزوه‌شده بریده‌شده به طول است، نه پیچ سردار. این شکل در تأسیسات و آویزها کاربرد گسترده دارد:
- آویز سینی کابل، لوله و داکت
- بست‌های تأسیساتی و نگه‌دارنده‌های سقفی
- اتصالات موقت و داربست
- مهار قطعات چوبی و اتصالات سبک
نکات عملی این شکل مصرف:
- پلیسه محل برش: پس از برش، رزوه‌ی انتها پلیسه می‌گیرد و مهره گیر می‌کند. پخ‌زدن انتها لازم است.
- پوشش محل برش: سطح بریده‌شده بدون پوشش می‌ماند و در محیط مرطوب نقطه شروع زنگ‌زدگی است.
- خیز میله در طول زیاد: میله‌های بلند تحت وزن خودشان خم می‌شوند؛ فاصله‌ی نگه‌دارنده‌ها باید متناسب انتخاب شود.
- بار محوری، نه جانبی: میله رزوه‌شده برای کشش مناسب است؛ اگر بار جانبی وجود دارد باید مهاربندی شود.
رزوه سراسری و کاهش سطح مقطع
یک نکته‌ی مهندسی که در انتخاب A307 باید دید: در قطعه‌ی تمام‌رزوه، سطح مقطع مؤثر همان سطح ته رزوه است، نه سطح قطر اسمی. یعنی یک میله ۱/۲ اینچی تمام‌رزوه، ظرفیت کمتری از یک ساق صاف ۱/۲ اینچی دارد.
ریشه‌ی رزوه علاوه بر کاهش سطح، نقطه‌ی تمرکز تنش هم هست. در بارگذاری خستگی — مثل تجهیزاتی که مدام روشن و خاموش می‌شوند یا ارتعاش دارند — ترک معمولاً از ریشه‌ی رزوه شروع می‌شود.
به همین دلیل در اتصالاتی که بار متناوب دارند، قطعه‌ی ساق‌دار بر تمام‌رزوه ترجیح داده می‌شود.
مهره متناسب
مهره‌ی همراه از استاندارد ASTM A563 انتخاب می‌شود؛ برای A307 گریدهای عمومی مثل A یا B کافی‌اند و نیازی به گرید DH ساختاری نیست.
واشر هم بسته به جنس قطعه انتخاب می‌شود: روی فلز واشر تخت معمولی، و روی چوب یا ورق نازک واشر پهن با قطر خارجی بزرگ‌تر تا فشار توزیع شود.
جایگاه A307: استاندارد اتصال عمومی، نه اتصال سازه‌ای
مهم‌ترین چیزی که باید درباره‌ی A307 دانست، جایی است که نباید استفاده شود. این استاندارد پیچ‌های فولاد کربنی با استحکام پایین را تعریف می‌کند و برای اتصالات پیش‌تنیده و اصطکاکی طراحی نشده است.
کاربردهایی که A307 برایشان ساخته شده:
- اتصالات غیرسازه‌ای و نگه‌دارنده — نرده، حفاظ، براکت، اتصال تجهیزات سبک.
- میله‌ی مهار و انکر تجهیزات سبک که بار اصلی‌شان وزن خود تجهیز است.
- اتصال فولاد به چوب در سازه‌های چوبی.
- اتصالات موقت و کارهای کارگاهی.
چرا گرید B سقف استحکام دارد — منطقی که کمتر توضیح داده می‌شود
در بیشتر استانداردها فقط حداقل استحکام تعیین می‌شود؛ قوی‌تر بودن ایرادی ندارد. در گرید B این‌طور نیست و یک سقف هم وجود دارد. دلیلش در کاربرد این گرید است: اتصالات فلنجی لوله.
در یک اتصال فلنجی، پیچ باید واشر آب‌بندی را بفشارد — ولی نه آن‌قدر که خودِ فلنج آسیب ببیند. اگر پیچ بیش از حد قوی باشد، نصاب می‌تواند آن را تا نیرویی بکشد که:
- فلنج چدنی یا ریختگی را بشکند — چدن در برابر خمش شکننده است،
- یا فلنج را تاب بدهد و آب‌بندی را از بین ببرد.
سقف استحکام یعنی پیچ عملاً نمی‌تواند نیرویی بیشتر از حد تحمل فلنج تولید کند. این یک نمونه‌ی خوب از طراحی برای «خرابی ایمن» است: قربانی شدن قطعه‌ی ارزان به‌جای قطعه‌ی گران.
نصب: چرا A307 با گشتاور بالا بسته نمی‌شود
پیچ کم‌استحکام، پیش‌بار کمی می‌تواند تحمل کند. سه پیامد عملی:
- بستن تا حالت جفت‌شدن کامل کافی است. اعمال گشتاور بالا فقط پیچ را به تسلیم می‌برد یا رزوه را می‌کند.
- در اتصالاتی که ارتعاش دارند، به مکانیزم قفل نیاز است — چون پیش‌بار پایین، به‌تنهایی مانع شل‌شدن نمی‌شود. مهره‌ی خودقفل یا واشر مناسب باید در طراحی دیده شود.
- ابزار ضربه‌ای مناسب نیست، چون گشتاور خروجی‌اش قابل کنترل نیست و به‌راحتی از حد این رده عبور می‌کند.
معادل متریک: چه چیزی جای A307 می‌نشیند
در پروژه‌هایی که سیستم متریک دارند، پرسش رایج این است که معادل A307 چیست. پاسخ دقیق «یک استاندارد» نیست، چون A307 یک مشخصه‌ی مواد اینچی است و در سیستم متریک، هندسه و کلاس استحکام دو موضوع جدا هستند:
- هندسه از استانداردهایی مثل DIN 933 یا DIN 931 و معادل‌های ISO می‌آید.
- سطح استحکام با کلاس نوشته می‌شود؛ رده‌های پایین مثل ۴٫۶ و ۵٫۶ در همان محدوده‌ی کاربردی A307 قرار می‌گیرند.
بازرسی محموله
- علامت روی سر. گرید و علامت سازنده باید خوانا باشد. قطعه‌ی بی‌علامت، قطعه‌ی بی‌هویت است.
- سری رزوه. اینچی یا متریک — با شانه‌ی رزوه‌سنج در چند ثانیه مشخص می‌شود و مهم‌ترین تفکیک اولیه است.
- جفت‌شدگی با مهره‌ی نمونه. باید روان برود.
- یکنواختی محموله. علامت‌های مختلف در یک بسته یعنی محموله ترکیبی است.
- سلامت رزوه و نشیمن زیر سر، به‌ویژه در میله‌های بریده‌شده.
سوالات متداول
ASTM A307 چه استحکامی دارد؟
استحکام معمولی؛ اقتصادی‌ترین گزینه بولتینگ اینچی برای اتصالات غیرسازه‌ای.
تفاوت گرید A و B چیست؟
گرید B علاوه بر حداقل، حداکثر استحکام هم دارد و برای فلنج لوله‌های چدنی استفاده می‌شود.
چرا گرید B سقف استحکام دارد؟
تا پیچ خیلی قوی، فلنج چدنی ترد را نشکند.
آیا در اتصال ساختاری قابل استفاده است؟
خیر. برای اتصال ساختاری پیش‌تنیده باید از ASTM F3125 استفاده کرد.
مهره متناسب کدام است؟
مهره ASTM A563 گریدهای عمومی A یا B.
A307 برای چه کاربردی ساخته شده؟
اتصالات عمومی و غیرسازه‌ای با استحکام پایین — نرده، براکت، تجهیزات سبک، اتصال فولاد به چوب و کارهای موقت. برای اتصال پیش‌تنیده و اصطکاکی طراحی نشده است.
آیا A307 جایگزین پیچ ساختاری می‌شود؟
خیر. ظاهر مشابه است ولی ظرفیت و رفتار پیش‌بار در رده‌ی دیگری است. اگر نقشه ASTM F3125 خواسته، A307 معادلش نیست.
چرا گرید B سقف استحکام دارد؟
چون در اتصال فلنجی لوله، پیچ بیش از حد قوی می‌تواند فلنج چدنی یا ریختگی را بشکند یا تاب بدهد. سقف استحکام از قطعه‌ی گران‌تر محافظت می‌کند.
با بکس ضربه‌ای می‌توان A307 بست؟
توصیه نمی‌شود. گشتاور خروجی ابزار ضربه‌ای قابل کنترل نیست و به‌راحتی از حد این رده عبور می‌کند.