مهره‌های اینچی در استاندارد ASTM دارای جایگاه زیر است و تعاریف لازم در این استاناردها گنجانده شده‌است. برای مطالعه بیشتر هر یک از این استاندارد‌ها روی لینک آن کلیک نمایید.
فهرست استانداردهای این گروه
در جدول زیر، استانداردهای این خانواده با نام محصولشان آمده است. ردیف‌هایی که ستون «مقاله» علامت دارند، صفحه‌ی اختصاصی با جدول ابعاد و راهنمای انتخاب دارند.
| استاندارد | محصول | مقاله |
|---|---|---|
| ASTM A194 | مهره استاندارد ASTM A194 گرید 2H | ✓ |
| ASTM A563 | استاندارد ASTM A563 | ✓ |
| ASTM F594 | استاندارد ASTM F594 | ✓ |
از 3 استاندارد این فهرست، 3 مورد صفحه‌ی اختصاصی دارد.
نکته‌ی انتخاب
مهره قطعه‌ی مکمل پیچ است و انتخابش سه متغیر دارد: هم‌سایز بودن رزوه، کلاس استحکام مساوی یا بالاتر از عدد اول کلاس پیچ، و هم‌جنس بودن با پیچ و واشر. مهره ضعیف‌تر از پیچ باعث می‌شود رزوه‌ی مهره پیش از پیچ تسلیم شود — دقیقاً برعکس ترتیب ایمنی که در طراحی اتصال دنبال می‌شود.
سه استاندارد، سه نوع سرویس
سه استاندارد مهره‌ی این صفحه هر کدام برای یک نوع سرویس نوشته شده‌اند:
- ASTM A563 — مهره‌ی کربنی و آلیاژی برای اتصالات عمومی و سازه‌ای. گریدهای O، A و B برای پیچ‌های عمومی، و C، D و DH برای پیچ‌های سازه‌ای و پرمقاومت. C3 و DH3 نسخه‌های فولاد هوازده‌اند. جزئیات بیشتر در مهره‌ی سنگین A563.
- ASTM A194 — مهره برای سرویس فشار و دمای بالا. همراه استاد بولت‌های A193 و A320 در فلنج‌ها، شیرها و مخازن تحت فشار. رایج‌ترین گرید آن 2H است؛ 2HM نسخه‌ی سختی‌محدود برای سرویس ترش، و 8 و 8M نسخه‌های استنلس.
- ASTM F594 — مهره‌ی استنلس برای مصارف عمومی. همراه پیچ و استاد استنلس F593. کاتالوگ ما آن را در آلیاژهای آستنیتی (۳۰۴، ۳۱۶، ۳۲۱، ۳۴۷)، فریتی و مارتنزیتی (۴۳۰، ۴۱۰، ۴۳۱) و رسوب‌سخت (۶۳۰) تعریف کرده است.
ابعاد: یک هندسه، دو سری رزوه
هر سه استاندارد برای ابعاد به مهره‌ی شش‌گوش سنگین ASME B18.2.2 ارجاع می‌دهند:
| قطر (اینچ) | رزوه در اینچ | سری رزوه | آچارخور | ارتفاع |
|---|---|---|---|---|
| 1/2" | 13 | UNC | 0.875" (22.2) | 0.484375" (12.3) |
| 5/8" | 11 | UNC | 1.0625" (27) | 0.609375" (15.5) |
| 3/4" | 10 | UNC | 1.25" (31.8) | 0.734375" (18.7) |
| 7/8" | 9 | UNC | 1.4375" (36.5) | 0.859375" (21.8) |
| 1" | 8 | UNC | 1.625" (41.3) | 0.984375" (25) |
| 1-1/4" | 8 | 8UN | 2" (50.8) | 1.21875" (31) |
| 1-1/2" | 8 | 8UN | 2.375" (60.3) | 1.46875" (37.3) |
| 2" | 8 | 8UN | 3.125" (79.4) | 1.96875" (50) |
| 3" | 8 | 8UN | 4.625" (117.5) | 2.953125" (75) |
| 4" | 8 | 8UN | 6.125" (155.6) | 3.9375" (100) |
ابعاد به اینچ از کاتالوگ‌های تأییدشده‌ی تی‌تی‌بولت خوانده شده و معادل میلی‌متری با ضرب در 25.4 محاسبه و به یک رقم اعشار گرد شده است.
مقایسه‌ی کاتالوگ‌ها نشان می‌دهد آچارخور و ارتفاع مهره‌ی A563 در همه‌ی سایزهای مشترک با A194 یکی است، و F594 هم همین ابعاد را دارد. اما سری رزوه در 4 سایز از قطر ۱⅛ اینچ به بالا فرق دارد: مهره‌ی A194 در کاتالوگ ما رزوه‌ی 8UN دارد — هماهنگ با استاد بولت‌های A193 — و مهره‌ی F594 رزوه‌ی درشت UNC. دو مهره‌ی هم‌شکل و هم‌اندازه ممکن است روی یک استاد بسته نشوند. در سفارش مهره‌های درشت‌تر از ۱ اینچ، سری رزوه را صریح بنویسید. توضیح سری‌ها در دنده‌های اینچی آمده است.
مهره‌ی درست برای پیچ درست
قاعده‌ی کلی همان قاعده‌ی مهره‌های متریک است: مهره باید دست‌کم به اندازه‌ی پیچ قوی باشد تا در بار بیش از حد، پیچ کشیده شود نه رزوه‌ی مهره بریده شود. جفت‌های رایج:
- پیچ عمومی A307 ← A563 گرید A
- پیچ سازه‌ای F3125 (گرید A325) ← A563 گرید C، D یا DH؛ نسخه‌ی گالوانیزه فقط DH
- پیچ سازه‌ای F3125 (گرید A490) ← A563 گرید DH یا DH3
- استاد A193 گرید B7 ← A194 گرید 2H؛ B7M ← 2HM
- پیچ و استاد استنلس F593 ← F594 از همان گروه آلیاژی
در اتصالات سازه‌ای، مهره‌ی A194 گرید 2H هم به‌عنوان جایگزین DH پذیرفته است. عکس آن درست نیست: مهره‌ی A563 در سرویس دمای بالا جای A194 را نمی‌گیرد.
مهره‌ی استنلس و گیرکردن رزوه
پیچ و مهره‌ی استنلس، به‌خصوص از یک آلیاژ آستنیتی، هنگام سفت کردن ممکن است به هم جوش سرد بخورند (Galling): رزوه‌ها قفل می‌شوند و مهره نه جلو می‌رود و نه عقب. سه راه کاهش این مشکل: روان‌کار ضدگیر، سرعت کم بستن (به‌جای آچار بادی)، و انتخاب آلیاژ یا شرایط متفاوت برای پیچ و مهره. درباره‌ی گریدهای استنلس پیچ و مهره‌های استنلس استیل را ببینید.
علامت روی مهره
مهره‌های ASTM گرید و علامت سازنده را روی خود دارند — مثلاً DH روی A563 یا 2H روی A194. مهره‌ی بی‌علامت را در اتصال سازه‌ای یا فلنج تحت فشار نپذیرید. جدول علامت‌ها و بار آزمون هر گرید در علائم روی مهره آمده است.
گریدهای A194 به زبان ساده
- 2H: فولاد کربنی متوسط، کوئنچ و تمپرشده. رایج‌ترین مهره‌ی استاد بولت B7.
- 2HM: همان 2H با سختی محدودشده برای سرویس ترش (گاز حاوی سولفید هیدروژن)، همراه B7M.
- 4: فولاد کربن‌مولیبدن، برای دمای بالاتر از محدوده‌ی 2H.
- 7 و 7M: فولاد آلیاژی کروم‌مولیبدن؛ 7M نسخه‌ی سختی‌محدود. نسخه‌های با پسوند L (مثل 7L) آزمون ضربه در دمای پایین دارند و همراه استادهای A320 به کار می‌روند.
- 8 و 8M: استنلس ۳۰۴ و ۳۱۶، همراه استادهای B8 و B8M.
کاتالوگ ما ۲۸ نماد گرید و نوع برای A194 دارد؛ بیشتر آن‌ها نسخه‌های تخصصی استنلس و آلیاژی‌اند که فقط با مشخصات پروژه سفارش داده می‌شوند.
حالت‌های مهره‌ی استنلس F594
در F594 علاوه بر آلیاژ، حالت ماده هم مشخص می‌شود و استحکام را تعیین می‌کند. مهره‌ی آنیل‌شده (A) نرم‌ترین است؛ مهره‌ی کارسرد‌شده (CW) رایج‌ترین حالت تجاری است؛ و مهره‌ی کرنش‌سخت‌شده (SH) در سایزهای کوچک‌تر استحکام بیشتری دارد. قاعده‌ی جفت‌سازی ساده است: مهره‌ی F594 باید از همان گروه آلیاژی و دست‌کم هم‌حالت با پیچ F593 باشد. مهره‌ی آنیل‌شده روی پیچ کرنش‌سخت، همان ترتیب ناامن شکست را ایجاد می‌کند که مهره‌ی ضعیف روی پیچ قوی.
مهره‌ی سنگین گالوانیزه
مهره‌ای که روی پیچ گالوانیزه‌ی گرم بسته می‌شود، پس از پوشش‌دهی با قلاویز بزرگ‌تر رزوه‌زنی می‌شود (اضافه‌تراشی). این کار درگیری رزوه را کم می‌کند، و به همین دلیل مهره‌ی گالوانیزه‌ی پیچ‌های سازه‌ای باید از گرید قوی‌تر DH باشد و با روان‌کار کارخانه‌ای عرضه شود. سه خطای رایج: مهره‌ی گالوانیزه‌ی اضافه‌تراشی‌شده روی پیچ خام، شستن روان‌کار پیش از نصب، و ترکیب مهره و پیچ از دو محموله با پوشش متفاوت. جزئیات در مهره‌ی سنگین A563 آمده است.
گواهی و ردیابی
برای مهره‌های A194 در فلنج‌های تحت فشار، گواهی کارخانه با شماره‌ی ذوب معمولاً الزام پروژه است: خریدار باید بتواند هر مهره را به ترکیب شیمیایی و نتایج آزمون همان ذوب ردیابی کند. مهره‌ی بدون علامت گرید، یا محموله‌ای که شماره‌ی ذوبش با گواهی نمی‌خواند، در این کاربرد پذیرفته نیست. برای کنترل جنس در موارد مشکوک، آزمایش اسپکترومتری ترکیب را مشخص می‌کند.
مهره‌ی سنگین یا مهره‌ی معمولی اینچی؟
در سیستم اینچی دو سری مهره‌ی شش‌گوش وجود دارد: مهره‌ی معمولی (Hex) و مهره‌ی سنگین (Heavy Hex). مهره‌ی سنگین آچارخور بزرگ‌تر و ارتفاع بیشتری دارد؛ سطح نشیمن بیشتر فشار زیر مهره را کم می‌کند و ارتفاع بیشتر دنده‌های بیشتری را درگیر می‌کند. A194 همیشه مهره‌ی سنگین است و در اتصالات سازه‌ای هم مهره‌ی سنگین الزامی است. گریدهای پایین A563 (مثل O و A) در شکل معمولی هم عرضه می‌شوند. اگر نقشه «Heavy Hex» می‌خواهد، مهره‌ی معمولی هم‌گرید جایگزین آن نیست، حتی اگر روی پیچ بسته شود: آچارخور کوچک‌تر یعنی سطح نشیمن کمتر، و در صفحه‌ی فولادی با سوراخ گشاد، مهره ممکن است روی لبه‌ی سوراخ بنشیند.
چک‌لیست سفارش مهره‌ی ASTM
- استاندارد و گرید (مثلاً A563 DH یا A194 2H)
- قطر و سری رزوه (UNC یا 8UN، به‌خصوص بالای ۱ اینچ)
- شکل: شش‌گوش سنگین یا معمولی
- پوشش: خام، گالوانیزه‌ی گرم (با اضافه‌تراشی و روان‌کار) یا پوشش‌های دیگر
- الزامات تکمیلی: آزمون ضربه برای دمای پایین، محدودیت سختی برای سرویس ترش
- نوع گواهی و ردیابی تا شماره‌ی ذوب
سوالات متداول
تفاوت A194 و A563 چیست؟
A194 برای سرویس فشار و دمای بالا (همراه A193 و A320) است و A563 برای اتصالات عمومی و سازه‌ای. ابعاد مهره‌ی سنگین در کاتالوگ ما یکی است اما جنس، آزمون و سری رزوه‌ی سایزهای درشت فرق دارد.
مهره‌ی F594 روی استاد A193 بسته می‌شود؟
در سایزهای بالای ۱ اینچ ممکن است نه: در کاتالوگ ما F594 رزوه‌ی UNC و استادهای A193 معمولاً 8UN دارند. سری رزوه را بررسی کنید.
برای پیچ A490 کدام مهره؟
A563 گرید DH یا DH3. مهره‌ی A194 گرید 2H هم در اتصالات سازه‌ای پذیرفته است.
چرا مهره‌ی استنلس روی پیچ استنلس گیر می‌کند؟
به دلیل جوش سرد رزوه‌ها (Galling). روان‌کار ضدگیر و سرعت کم بستن کمک می‌کند.
گرید 7L در A194 چیست؟
نسخه‌ی گرید 7 با آزمون ضربه در دمای پایین، برای همراهی با استادهای A320 در سرویس سرد.
حالت CW در مهره‌ی F594 یعنی چه؟
کارسرد‌شده؛ رایج‌ترین حالت تجاری مهره‌ی استنلس F594. حالت A آنیل‌شده و نرم‌تر، و SH کرنش‌سخت‌شده و قوی‌تر است.
مهره‌ی Heavy Hex با Hex چه فرقی دارد؟
مهره‌ی سنگین آچارخور و ارتفاع بیشتری دارد. در اتصالات سازه‌ای و فلنج‌های تحت فشار، مهره‌ی سنگین الزامی است.
راهنمای سفارش
برای اینکه استعلام بدون رفت‌وبرگشت انجام شود، این موارد را مشخص کنید:
- شماره استاندارد — و اگر نسخه‌ی ISO مدنظر است، آن را صریح بنویسید؛ در چند خانواده ابعاد DIN و ISO یکی نیست.
- سایز و طول
- کلاس استحکام یا گرید
- جنس — فولاد، استنلس A2 یا A4
- پوشش — هماهنگ با بقیه‌ی اجزای اتصال
برای استعلام موجودی و قیمت با کارشناسان تی‌تی‌بولت تماس بگیرید.