استاد بولت چیست و کاربردهای آن

استاد بولت (STUD BOLTS) که در بازار به پیچ متری نیز معروف است، به صورت FULL THREAD یا تمام رزوه شده است و در مهار کردن قطعه هایی است که می بایست از 2 طرف محکم شوند، کاربرد دارند.
برای بستن قطعات با استادبولت از مهره های شش گوش معمولی و شش گوش سنگین یا HEAVY HEX NUT استفاده می شود.

پیچ استادبولت در صنایع نفتی و گازی، سیمان، ساختمان و یا خودرو سازی ، معدن و تولید انواع ماشین آلات کاربرد فراوان دارد و در انواع و سایز های مختلف قابل تولید می باشد.
استاد بولت ها اتصالات اصلی و مادر صنایع نفت و پتروشیمی هستند که هم در خطوط انتقال سیالات (مایعات مانند نفت و گازها مانند گاز طبیعی) بصورت اتصالات اصلی فلنج ها مورد استفاده قرار میگیرند. استاد بولت ها بر اساس نوع رزوه به دو دسته میلی متری و یا اینچی تقسیم بندی می شوند.

این نوع پیچ های متری در اتصالات بسیاری از شیر آلات صنعتی و همچنین در اتصالات تاسیسات ساختمانی نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
رزوه های اینچی بر طبق استاندارد ASME B1.1 قابل دسترس هستند.
بیشترین مدل رزوه که در این پیچ استفاده می شود شکل متقارن V و زاویه 60 درجه می باشد.

 

متریال مورد استفاده در پیچ های متری:

استادبولت ها را از متریال و گریدهای متنوعی می سازند و نوع انتخاب متریال به نوع اتصالات مورد استفاده در آن صنعت و همچنین شرایط محیطی بستگی دارد.
استاد بولت ها را می توان از فولاد ساده کربنی و یا فولاد های آلیاژی با گرید هایی همچون B5,B6,B7,B16,L7,L7M و استنلس استیل S.S با گرید های B8M و B8 تولید نمود.

در گرید 7 این پیچ دارای دو زیر شاخه B7و L7 و در کلاس 8 دارای شاخه های مختلفی می باشد که عموما در صنعت B8 به استنلس استیل S.S304 و B8M به استنلس استیل S.S316 معروف است.
استاندارد ابعادی معمول مورد استفاده در پیچ های متری یا استاد بولت ASME B18.2.1 می باشد و برای محاسبه طول استادبولت از ابتدای اولین دنده تا انتهای آخرین دنده اندازه گرفته می شود.

در سیستم اینچی طول استادبولت بر اساس استاندارد ASME B16.5 یا ASME B18.2.1 محاسبه و بر اساس سیستم متریک بر اساس DIN 976 اندازه گرفته می شود و در ASME B16.5 عموما طول استاد بولت را 5 میلیمتر بیشتر برش می زنند.

 

پوشش های مورد استفاده در استادبولت ها:

پوشش استادبولت ها بر اساس کاربری و محل نصب آن ها متفاوت است و به طور کلی می توان از پوشش های گالوانیزه سرد، گالوانیزه گرم، داکرومات و یا PTFE استفاده کرد.
عموما استاندارد مهره و واشر های مورد استفاده برای استادبولت ها بر طبق استاندارد استادبولت تعیین می گردد و به طور مثال برای استاندارد A193-B7 جنس مهره ASTM A 194 و در کلاس های 2HMو 2H تعیین می گردد.

مهره های 2H بر اساس استاندارد ASME B18.2.2 می باشد و رزوه ی آن ها بر اساس استاندارد ASME B18.1.1 می باشد.
تفاوتی که این مهره ها با مهره های متریک دارند ضخیم و سنگین تر بودن آن ها نسبت به سایر مهره ها است که به آنها HEAVY HEX BOLT نیز می گویند.

واشری که برای استادبولت ها استفاده می گردد با استاندارد ASTM 1293 تولید می گردد و ابعاد آن ها نیز با استاندارد ASTM F436 یا DIN125 می باشد.

 

خواص مکانیکی ASTM A193

متداول ترین و رایج ترین نوع آن استاندارد ASTM A193 است و در نظر داشته باشید که استاد بولت ها تحت توابع دمایی طبق استاندارد های متنوعی تولید می شوند که پیچ های ساخته شده با این استاندارد از جنس فولاد آلیاژی و فولاد ضد زنگ هستند که در اتصالات لوله ای بسیار پر کاربرد می باشند و در ضمن با پوشش های گوناگون در صنعت استفاده می شوند که کاربرد دیگر آنها در شیرها و فلنج های فشار قوی و درجه حرارت بالا می باشند.

 

گام و رزوه استاندارد استادبولت ها

گام و رزوه استاندارد استاد بولت ها به رزوه های درشت و بزرگتر UNC و یا UNRC می گویند. این نوع رزوه کاربرد زیادی دارد و از آن استفاده گسترده ای می شود ، در سایزهای کوچکتر از 1″ استاندارد رزوه ها UNC و در سایزهای بزرگتر از 1″ استاندارد رزوه ها UN شناخته می شوند.

استاندارد رزوه UNC و UN برای متریال نرم و مواد کم مقاومت از این مدل از رزوه استفاده می شود.مثل آهن، مس، فولاد ضعیف و … .همچنین برای آلیاژ های نرم تر مانند الومینیوم نیز کاربرد دارد.
از نقاط قوت این رزوه می توان گفت که در شرایط بد قدرت تحمل بالایی دارد و باعث می شود سرعت مونتاژ را افزایش دهد.

شاید برایتان سوال باشد که رزوه های ریز کجا کاربرد دارند، باید گفت که استاد بولت به رزوه های ریز UNF یا URNF نیز گفته می شود و برای قطعات حساس مناسب است. جالب است بدانید هنگامی که به اعمال گشتاور بالاتری نسبت به رزوه درشت احتیاج باشد ازUNF استفاده می شود.

 

متداول ترین استادبولت های مورد استفاده صنایع

شاید برایتان سوال باشد که متداول ترین استادبولت های مورد استفاده صنایع کدامند؟
گرید B7متداول ترین نوع گرید در میان استادبولت ها می باشد و ضمنا از پر مصرف ترین کلاس استاد بولت ها است که طبق استاندارد A193 تولید شده و تا دمای 420 درجه سانتیگراد کارکرد بالا و طول عمر لازم را دارد و به دلیل اینکه با پوشش های متنوعی در صنایع استفاده می شود می توان ادعا کرد که پر کاربردترین و پرمصرف ترین گرید بازار شناخته می شود.

استاد بولت های گرید B7 همراه با مهره با استاندارد A194 2H و واشر با استاندارد F436 یا DIN125 به کار می رود استاد بولت B7 از جنس فولاد و با ترکیب شیمیایی حدود یک درصد کروم Cr و مقدار کمی مولیبدن Mo می باشد همچنین در فلنچ های صنعتی و داکت ها با دمای بالا از آن استفاده می شود.

استاد بولت B7 به صورت سیاه کاری و روغن اندود یا آبکاری گالوانیزه سرد ، گرم و داکرومات و PTFE تولید می شود. همچنین علامت B7 بر روی قسمت انتهایی آن حک شده است.

 

انواع دیگر متریال ها برای استادبولت:

از انواع مختلف متریال استاد بولت می توان به B8 ، B8M ، B16 و…. اشاره که استاد بولت B8 از جنس استیل 304 می باشد و B8M از جنس استیل 316 می باشد. استاد بولت B8 و B8M با دنده های اینچی یا متریک تولید و عرضه می شوند، این استاد بولت ها مقاوم به خوردگی و رطوبت هستند و دارای کلاس 1 و2 می باشند که کلاس 2 مقاومت بالاتری نسبت به کلاس 1 دارد.
استاد بولت B8 در کلاس 2 به علت خواص مکانیکی بالاتر و با توجه به درصد کربن پایین تحت عملیات اکسترود و چقرمه شدن قرار می گیرد.
استاد بولت B8 همراه واشر با استانداردطب SS304 طبق استاندارد ابعادی DIN125 و مهره با استاندارد A194 G8 به کار می رود.

استاد بولت B8 به دلیل مقاومت به خوردگی و رطوبت در اتصالات لوله ها، کشتی سازی، خطوط انتقال آب، فلنج و … کاربرد دارد همچنین در ساختار آنها 18 تا20 درصد عنصر کروم موجود است و مقاومت حرارتی آنها تا دمای 570 درجه سانتی گراد می باشد.

در خصوص استاد بولت B8M می توان گفت که پایداری و مقاومت استاد بولت های B8Mدر برابر عواملی که باعث خوردگی می شوند به مراتب از B8 بیشتر است همچنین تفاوت دیگرشان در نوع استیل آنهاست همانطور که در سطور بالا خاطرنشان کردیم جنس استاد بولت B8M استیل 316 می باشد ‌.

 

تفاوت های استاد بولت B8 و B8M

بر اساس ترکیب شیمیایی هر دو استیل B8 و B8M می توان گفت که مقدار کروم ، نیکل و مولیبدن در آنها متفاوت است. میزان کروم در استاد بولت B8M حدود 18-16 درصد می باشد که 2 درصد کمتر ازمتریال B8 است اما مقدار نیکل 14-10 درصد و مقدار مولیبدن این فولاد 3-2 درصد می باشد و از این رو نام استیل نگیر را به این نوع متریال نسبت داده اند و همانطور که می دانید استیل 316 توسط اهنربا جذب نمی شود.

 

همه چیز در مورد استادبولت B16

به دلیل مقاومت دمایی بالا از استاد بولت B16 در صنایعی که نیاز به دماهای بالا دارند مانند صنایع نفت و گاز استفاده می شود مخصوصا در صنایع پتروشیمی این نوع متریال با پوشش PTFE بسیار پرکاربرد است.

لازم به ذکر است بدانید از استاد بولت B16 در دماهای بالای 550 درجه سانتیگراد استفاده می کنند همچنین در درجه بالای 420 درجه سانتیگراد طول عمر استاد بولت B16 2.5برابر استاد بولت B7 می باشد و همین دلیل محکمی برای انتخاب B16 به جای B7 در شرایط دمایی بالا است.

مهره متناسب با استاد بولت B16 طبق استاندارد A194 G4 انتخاب می شود این استاد بولت ها مانند استاد بولت های B7 به صورت اینچی و متریک ساخته و عرضه می شوند.

 

ساختار شیمیایی استاد بولت B16

طبق ساختار شیمیایی این نوع متریال استقامت بالای B16 به دلیل حضور کروم مقادیر بیشتر مولیبدن وحضور وانادیوم می باشد تفاوت در مقاومت حرارتی بین استاد بولت های B7 و B16 باعث تفاوت در انتخاب آنها می شود که در سطور بالا به تفضیل در مورد آن صحبت کردیم.

 

بررسی پوشش داکرومات:

فرایند داکرومات در استاد بولت ها در دمای 350 درجه انجام می گیرد و آن را می توان جایگزین H.D.G یا گالوانیزه گرم دانست.
از پوشش داکرومات به دلیل داشتن مقاومت بالا و استحکام در خورده شدن در ساخت پیچ ، مهره و استاد بولت ها استفاده می گردد همچنین در مهره ها برخلاف گالوانیزه گرم نیازی به اورکاری ندارد و هنگام اسمبل کردن به سادگی بسته می شوند.