Крепеж для экстремальных условий эксплуатации — это специализированные метизы, предназначенные для использования при нагрузках, которые отличаются от тех, что встречаются в сельской бане средней полосы России. Им не страшны любые жара и морозы, они не боятся морской воды и агрессивной химии, способны выдерживать колоссальное давление вдоль и поперек.
В статье мы расскажем об основных критериях выбора особо прочного крепежа и правилах его использования.
Какой крепеж считать высокопрочным и специализированным
Для высокопрочных метизов существует вполне четкое определение — это детали, способные выдержать нагрузку свыше 800 МПа. Если в стандартной строительной практике и при сборке машин и механизмов преимущественно используют крепеж класса 5.6 и 8.8 (с пределом прочности 500 и 800 МПа соответственно), то для сложных случаев применяют болты, винты и шпильки классов 10.8 и 12.8 (1 тыс. и 1200 МПа).
Здесь есть тонкий момент: несмотря на формальное соответствие этих изделий критериям высокопрочных, то есть, превышающих порог в 800 МПа, «в поле», это понятие к ним почти не применяют, чаще всего называя закаленными. А термином «высокопрочные» характеризуют крепежную номенклатуру, изготовленную для решения узких задач, специализированную.
Специализированные метизы — это изделия, рассчитанные на решения задач, с которыми не справляются универсальные изделия. При этом внешне, такой крепеж может иметь все признаки универсального, но с некоторыми отличиями:
- усиленной в соответствии с нагрузками конструкции;
- при наличии дополнительных конструктивных особенностей, увеличивающих функциональность;
- при использовании при изготовлении сложных сплавов;
- при наличии особой термической или химико-термической упрочняющей обработки;
- при наличии дополнительного защитного покрытия;
- повышенной размерной точности.
Какой напрашивается вывод: определения «высокопрочные» и «специализированные» описывают одну и ту же группу метизов, но с разных сторон. Говоря «высокопрочные», чаще всего подразумевают свойства металла — состав, метод штамповки, технологию легирования, «специализированные» — конструктивные особенности изделия — форму, размер, наличие дополнительных элементов и тип защитного покрытия.
Обратите внимание! О серьезности правильного подбора высокопрочного и специализированного крепежа говорит такой факт: в отдельных случаях наказание за применение стандартных метизов там, где проектом или условиями эксплуатации предусмотрена специализация, определяется не административным, а Уголовным кодексом.
Критерии подбора
От теории, к практике: по каким признакам подбирают крепеж для нестандартных или экстремальных условий?
Конструкция
В промышленности и строительстве, постоянное положение деталей и неизменный момент силового прижатия независимо от ударных и вибрационных нагрузок — одно из ключевых требований.
Добиваются этого разными способами:
- изменением формы головки болта (квадрат) или добавлением пояска (отверстия под вороток, лыски) на внешней части шпильки, для увеличения усилия затяжки;
- оснащением стопорными элементами — юбкой, фланцем, усиками для болтов и винтов, каннелюрами, шипами, корончатыми зубцами и колпачками — для гаек.
Обратите внимание! В подавляющим большинстве для жесткой фиксации используют резьбовые метизы с метрической резьбой. Дюймовый профиль применяют крайне редко и лишь там, где герметичность узла является приоритетом перед прочностью.
Разновидности высокопрочного крепежа, которые используются для жесткой фиксации деталей:
- болты — прочность 1600 МПа;
- шпильки — 980 МПа;
- гайки — 800 МПа.
Увеличение прочности метизов с одновременным снижением избыточного напряжения, возникающего в результате механической обработки, достигается поэтапной термообработкой (закалкой, аустенизацией).
Важно! Большинством стандартов предусматривается более низкая прочность гайки (на 2-6%) относительно болта или шпильки.
Материалы
Метизы общего назначения изготавливают из рядовых углеродистых сталей марок 10 и 20 (кп), редко — 35. Они одинаково неплохо поддаются пластической деформации и в горячем, и в холодном состоянии, что делает их выгодными с позиции массового производства штамповкой и высадкой.
Другое дело — специализированный крепеж для экстремальных условий. Здесь вариативность сталей и сплавов существенно шире.
Примеры сталей для высокопрочного и специализированного крепежа
Похожая ситуация с антикоррозионной защитой. Если к обычной номенклатуре применяют типовые методы — воронение, фосфатирование или гальваническое цинкование, то элементы для жестких условий требуют и защиты более серьезной: никелирования, кадмирования (для эксплуатации в условиях моря), меднения, нанесения цинкламельного или многослойного («медь-никель» и «медь-никель-хром») покрытий.
Обратите внимание! Самые защищенные метизы изготавливаются для химической и пищевой отрасли. Они должны быть не только термической и коррозионной стойкими, но и полностью исключать любую химическую реакцию с сырьем и продуктом.
