در کنار استانداردهای متریک آلمانی و اروپایی، خانواده‌ی بزرگی از استانداردهای اینچی در صنعت پیچ و مهره وجود دارد که عمدتاً آمریکایی‌اند. این صفحه نقشه‌ی راه ورود به آن‌هاست.
استانداردهای اینچی در تولید پیچ و مهره بسیار کاربرد دارند. از جمله این استانداردها می‌توان به استاندارد ASTM اشاره کرد.
تقسیم کار بین استانداردها
نکته‌ای که سیستم اینچی را از DIN متمایز می‌کند این است که یک قطعه با چند استاندارد تعریف می‌شود، نه یکی:
| جنبه | مرجع | نمونه |
|---|---|---|
| جنس و خواص مکانیکی | ASTM | A193، A307، F3125 |
| هندسه و ابعاد | ASME | B18.2.1 برای پیچ شش‌گوش، B18.2.2 برای مهره |
| رزوه | ASME | B1.1 برای رزوه یکنواخت اینچی |
| الزامات مشترک | ASTM | A962 برای بولتینگ |
خانواده‌های اصلی
- بولتینگ فرآیندی: A193 برای استاد، A194 برای مهره، A320 برای سرویس سرد.
- اتصالات ساختاری: F3125 برای پیچ، A563 برای مهره، F436 برای واشر.
- عمومی و پرمقاومت: A307، A449، A354.
- استنلس: F593 برای پیچ، F594 برای مهره.
- انکر: F1554.
- پوشش: F2329، B695، F1941.
فهرست کامل‌تر در صفحه‌ی استانداردهای متداول ASTM آمده است.
رزوه اینچی
رزوه در این سیستم با تعداد دور در اینچ مشخص می‌شود و سه سری اصلی دارد: UNC درشت، UNF ریز، و 8UN با هشت دور ثابت برای قطرهای بزرگ. جزئیات در صفحه‌ی دنده‌های اینچی آمده است.
خطرناک‌ترین جفت‌ها: وقتی اینچی و متریک تقریباً هم‌قطرند
بخش «رزوه اینچی» پایین‌تر این صفحه درست می‌گوید که این دو سیستم قابل ترکیب نیستند. جدول زیر نشان می‌دهد چرا این اشتباه در عمل رخ می‌دهد:
| اینچ (UNC) | قطر به میلی‌متر | دنده در اینچ | گام به میلی‌متر | نزدیک‌ترین متریک | گام متریک درشت | اختلاف قطر |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1/4" | 6.35 | 20 | 1.27 | M6 | 1 | 0.35 |
| 5/16" | 7.94 | 18 | 1.41 | M8 | 1.25 | -0.06 |
| 3/8" | 9.52 | 16 | 1.59 | M10 | 1.5 | -0.48 |
| 1/2" | 12.7 | 13 | 1.95 | M12 | 1.75 | 0.7 |
| 5/8" | 15.88 | 11 | 2.31 | M16 | 2 | -0.12 |
| 3/4" | 19.05 | 10 | 2.54 | M20 | 2.5 | -0.95 |
| 7/8" | 22.23 | 9 | 2.82 | M22 | 2.5 | 0.23 |
| 1" | 25.4 | 8 | 3.18 | M24 | 3 | 1.4 |
قطر اینچی با ضرب در 25.4 و گام اینچی با تقسیم 25.4 بر تعداد دنده در اینچ محاسبه و به دو رقم اعشار گرد شده است. تعداد دنده در اینچ از کاتالوگ تأییدشده‌ی ASTM A449 و گام متریک از کاتالوگ تأییدشده‌ی ISO 4032 خوانده شده است.
در 5/16 اینچ و M8، و 5/8 اینچ و M16، اختلاف قطر کمتر از دو دهم میلی‌متر است — با چشم و حتی با کولیس سریع قابل تشخیص نیست. اما گام فرق دارد: 5/16 اینچ 1.41 میلی‌متر در برابر 1.25 میلی‌متر برای M8؛ 5/8 اینچ 2.31 میلی‌متر در برابر 2 میلی‌متر برای M16. مهره‌ی اشتباهی یکی دو دور می‌چرخد، بعد گیر می‌کند، و اگر با آچار ادامه دهید رزوه‌ی هر دو خراب می‌شود. در انبارهایی که هر دو سیستم را دارند، این جفت‌ها را جدا نگه دارید و روی قفسه با رنگ یا برچسب مشخص کنید. ساده‌ترین آزمون کارگاهی، شانه‌ی رزوه (Thread Gauge) است.
خواندن مشخصات یک پیچ اینچی
یک پیچ اینچی معمولاً این‌طور نوشته می‌شود: 1/2-13 UNC-2A × 3. هر بخش معنای مشخصی دارد:
- 1/2: قطر اسمی به اینچ.
- 13: تعداد دنده در هر اینچ طول (نه گام به میلی‌متر).
- UNC: سری رزوه — درشت. UNF ریز است و 8UN سری هشت‌دنده برای قطرهای درشت.
- 2A: کلاس تلرانس. حرف A برای رزوه‌ی بیرونی (پیچ) و B برای رزوه‌ی داخلی (مهره) است. کلاس ۲ رایج‌ترین است، ۱ لقی بیشتر و ۳ دقت بالاتر دارد.
- × 3: طول به اینچ.
پیچ‌های کوچک‌تر از ۱/۴ اینچ با شماره نام‌گذاری می‌شوند (مثل #6-32 یا #10-24) و عدد بعد از خط تیره باز هم تعداد دنده در اینچ است.
ASME: استانداردهای هندسه
جدول بالای این صفحه تقسیم کار ASTM (جنس) و ASME (هندسه) را نشان داده است. رایج‌ترین استانداردهای هندسه‌ی ASME:
- B1.1: رزوه‌ی Unified (UNC، UNF، 8UN) و کلاس‌های تلرانس.
- B18.2.1: پیچ‌های شش‌گوش و شش‌گوش سنگین.
- B18.2.2: مهره‌های شش‌گوش و شش‌گوش سنگین.
- B18.2.6: پیچ و مهره‌ی سازه‌ای.
- B18.3: پیچ‌های آلن و مغزی اینچی.
- B18.21.1: واشرها.
- B18.31.2: استادها و میله‌های رزوه‌دار.
- B16.5: فلنج‌های لوله — که تعداد، قطر و طول استاد بولت هر فلنج را تعیین می‌کند.
SAE J429: گریدهای خودرویی
کنار ASTM، پیچ‌های اینچی عمومی و خودرویی اغلب با استاندارد SAE J429 مشخص می‌شوند که سه گرید رایج دارد: گرید ۲ (فولاد کم‌کربن، بی‌علامت)، گرید ۵ (کربنی کوئنچ و تمپرشده، با سه خط شعاعی روی سر) و گرید ۸ (آلیاژی کوئنچ و تمپرشده، با شش خط شعاعی). از نظر استحکام، گرید ۵ تقریباً هم‌رده‌ی ۸٫۸ متریک و گرید ۸ تقریباً هم‌رده‌ی ۱۰٫۹ است. خط‌های روی سر، ساده‌ترین راه تشخیص پیچ اینچی از متریک در کارگاه‌اند: پیچ متریک عدد کلاس دارد، پیچ SAE خط. علامت‌ها در علائم روی پیچ توضیح داده شده‌اند.
راهنمای صفحه‌های ASTM
برای هر خانواده، صفحه‌ی فهرست جداگانه داریم: پیچ‌ها، استادها و انکربولت‌های ASTM، مهره‌های ASTM و واشرهای ASTM.
UNC یا 8UN: از ۱ اینچ به بالا
| قطر (اینچ) | UNC — دنده در اینچ (A449) | A193 — دنده در اینچ / سری | آچارخور پیچ شش‌گوش A449 |
|---|---|---|---|
| 1/4" | 20 | — | 0.438" (11.1 mm) |
| 3/8" | 16 | — | 0.562" (14.3 mm) |
| 1/2" | 13 | 13 / UNC | 0.75" (19 mm) |
| 5/8" | 11 | 11 / UNC | 0.938" (23.8 mm) |
| 3/4" | 10 | 10 / UNC | 1.125" (28.6 mm) |
| 7/8" | 9 | 9 / UNC | 1.312" (33.3 mm) |
| 1" | 8 | 8 / UNC | 1.5" (38.1 mm) |
| 1-1/4" | 7 | 8 / 8UN | 1.875" (47.6 mm) |
| 1-1/2" | 6 | 8 / 8UN | 2.25" (57.2 mm) |
اعداد از کاتالوگ‌های تأییدشده‌ی ASTM A449 و ASTM A193؛ معادل میلی‌متری آچارخور با ضرب در 25.4 و گرد کردن به یک رقم اعشار.
تا ۱ اینچ هر دو ستون یکی‌اند. در کاتالوگ A193 از 1-1/8 اینچ به بالا، پیچ شش‌گوش عمومی رزوه‌ی درشت UNC با دنده‌های کمتر دارد، اما استاد بولت‌های A193 روی سری ثابت 8UN می‌مانند. دلیلش این است که استاد فلنج باید تا پیش‌تنیدگی بالا کشیده شود و رزوه‌ی ریزتر سطح مقطع بیشتری دارد و با گشتاور کمتری سفت می‌شود. در 2 سایز این جدول، مهره‌ای که برای یکی ساخته شده روی دیگری بسته نمی‌شود.
ستون آخر نکته‌ی دیگری هم دارد: آچارخور پیچ ۱/۲ اینچ حدود 19 میلی‌متر است و آچار ۱۹ متریک روی آن می‌نشیند، اما لق. آچار لق گوشه‌های سر را گرد می‌کند؛ برای پیچ اینچی آچار اینچی به کار ببرید.
ANSI، ASME، ASTM و SAE
در مدارک قدیمی‌تر گاهی «ANSI B18.2.1» دیده می‌شود. ANSI نهاد تأییدکننده‌ی استانداردهای ملی آمریکاست و استانداردهای B18 و B1 را ASME می‌نویسد؛ پس ANSI B18.2.1 و ASME B18.2.1 یک سند‌اند. ASTM جنس، خواص مکانیکی و آزمون را تعیین می‌کند، ASME هندسه و رزوه را، و SAE گریدهای خودرویی را. یک پیچ کامل معمولاً به هر سه ارجاع دارد: مثلاً «پیچ شش‌گوش ASME B18.2.1، جنس ASTM A449، رزوه‌ی 1/2-13 UNC-2A».
گواهی در سیستم آمریکایی
در خرید پیچ و مهره‌ی ASTM دو سند رایج است: گزارش آزمون کارخانه (MTR) که ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی ذوب یا بچ را نشان می‌دهد، و گواهی انطباق که سازنده در آن اعلام می‌کند محصول با استاندارد مطابقت دارد. برای استاد بولت‌های فلنج و پیچ‌های سازه‌ای، MTR با شماره‌ی ذوبی که روی قطعه یا بسته هم آمده باشد، معمولاً الزام پروژه است. در پروژه‌های اروپایی معادل آن گواهی 3.1 طبق EN 10204 است.
چک‌لیست سفارش پیچ و مهره‌ی اینچی
- استاندارد جنس (ASTM یا SAE) و گرید — مثلاً ASTM A193 B7 یا SAE J429 گرید ۵
- استاندارد هندسه (ASME) — مثلاً B18.2.1 برای پیچ شش‌گوش یا B18.2.6 برای پیچ سازه‌ای
- قطر، تعداد دنده در اینچ، سری رزوه (UNC، UNF یا 8UN) و کلاس تلرانس (مثلاً 2A)
- طول به اینچ و مبنای اندازه‌گیری آن
- پوشش و، در صورت گالوانیزه‌ی گرم، مهره‌ی اضافه‌تراشی‌شده
- مهره و واشر همراه با استاندارد و گرید خودشان
- نوع گواهی (MTR با شماره‌ی ذوب یا گواهی انطباق)
هر مورد که در سفارش نیاید، تأمین‌کننده خودش انتخاب می‌کند — و انتخاب او ممکن است با نقشه‌ی شما نخواند.
سوالات متداول
تفاوت ASTM و ASME چیست؟
ASTM جنس و خواص مکانیکی را تعیین می‌کند و ASME هندسه و ابعاد و رزوه را.
آیا «ASTM A193 B7» مشخصات کاملی است؟
خیر. قطر، طول، سری رزوه، پوشش و الزامات گواهی هم باید ذکر شوند.
رزوه اینچی چند سری دارد؟
سه سری اصلی: UNC درشت، UNF ریز و 8UN با هشت دور ثابت.
برای اتصال ساختاری اینچی چه استانداردی؟
پیچ F3125، مهره A563 و واشر F436.
پیچ 5/16 اینچ با مهره‌ی M8 بسته می‌شود؟
نه. قطرها تقریباً یکی است اما گام فرق دارد؛ مهره یکی دو دور می‌چرخد و بعد گیر می‌کند. ادامه دادن رزوه را خراب می‌کند.
2A در مشخصات رزوه یعنی چه؟
کلاس تلرانس رزوه‌ی بیرونی (پیچ). A برای پیچ و B برای مهره است و کلاس ۲ رایج‌ترین است.
پیچ گرید ۸ SAE معادل کدام کلاس متریک است؟
تقریباً ۱۰٫۹؛ و گرید ۵ تقریباً ۸٫۸. اما رزوه و ابعاد متفاوت است و جایگزین هم نیستند.
ANSI B18.2.1 با ASME B18.2.1 فرق دارد؟
نه. ASME این استاندارد را می‌نویسد و ANSI آن را به‌عنوان استاندارد ملی تأیید می‌کند.
چرا استاد بولت‌های بزرگ رزوه‌ی 8UN دارند؟
رزوه‌ی ریزتر سطح مقطع بیشتری دارد و برای کشیدن استاد تا پیش‌تنیدگی بالا گشتاور کمتری لازم است.