.
کاربرد اسکلت فولادی پیچ و مهره ای

چکیده
کیفیت مناسب اتصالات در سازههای فولادی عامل اصلی یکپارچگی سیستمهای سازهای بوده و تخریب بسیاری ازساختمانهای فولادی طبق گزارش زلزله های گذشته ناشی از مشکل جوشکاری اتصالات تعیین شده است. یک اتصال ضعیف ونامناسب می تواند منجر به یک سری زوال های پی در پی و بنیادی در سازه فولادی گردد. با جوشکاری اتصالات حساس مثل جوش شیاری نفوذی اتصال گیردار تیر به ستون در محل کارخانه و نصب اسکلت فولادی صرفا با پیچ کردن قطعات از پیش ساخته شده میتوان علاوه بر تسریع در اجرای پروژه، به ارتقای کیفیت ساخت کمک شایانی نمود. در این مقاله ضمن ارائه
مزایا و معایب اتصالات پیچی، انواع پیچ ها از لحاظ نوع و مقاومت، عملکرد و کاربرد آنها به اختصار بیان گردیده و استفاده ازاتصال پیچی برای پیش سازی ساختمان های فولادی و بهبود کنترل کیفیت اجرایی توصیه می شود.
کلید واژهها: اتصالات پیچی، سازههای فولادی، ضعفهای جوشکاری، پیچ های پر مقاومت، زلزله.
مقدمه
اتصالات در کلیه سازه ها ازجمله سازه های فولادی یکی از اجزای اساسی سازه بوده و عامل اصلی یکپارچگی سیستم های سازه ای می باشند. یک اتصال ضعیف و نامناسب می تواند منجر به یک سری زوال های پی در پی و بنیادی در سازه فولادی
گردد. از آنجا که زوال اعضای سازه ای خیلی کم اتفاق می افتد، بسیاری از زوال های سازه ای ناشی از طراحی ضعیف اتصالات و یا ضعف در جزئیات اجرائی می باشد. در طراحی و اجرای اتصالات ساختمانهای فولادی باید توجه ویژه ای بشود که حتی در
ساختمانهای در حال احداث نیز مشکلات متعددی دیده می شود که به هنگام زلزله شکست جوش و گسیختگی اتصال ساده و .[ یا گیردار تیر به ستون ساختمانهای فولادی زیاد تجربه شده است [ ۱ و ۲ و ۳
امروزه اجزای سازه ای فولادی توسط جوش یا پیچ و یا ترکیبی از این دو به یکدیگر متصل می گردند. تا چند دهه قبل اتصالات توسط جوش و یا پرچ انجام می شد. برای نخستین بار در سال ” ۱۹۴۷ کمیته تحقیقاتی اتصالات پیچی وپرچی ” آمریکا تشکیل شد. این کمیته اولین دستورالعمل خود را در سال ۱۹۵۱ انتشار داد. در این دستورالعمل ضوابط جایگزین نمودن پیچهای پر مقاومت به جای پرچ ارائه گردید. از آن تاریخ به بعد استفاده از پیچ به خصوص پیچ های با مقاومت زیاد بسیار رایج و مرسوم شد به طوریکه امروزه در سازه های فولادی دیگر از پرچ استفاده نمی شود. دلایلی را برای
این تغییر (یعنی استفاده از پیچ به جای پرچ) می توان برشمرد، ازجمله آنکه:
• برای نصب یک پیچ به دو کارگر معمولی نیاز است درصورتیکه یک پرچ توسط چهار کارگر ماهر اجرای می شد.
• اجرای پرچ یک عملیات به علت حمل پرچ گداخته از محل کوره تا محل نصب نسبتا خطرناک و پر سروصدا است.
• اجرای اتصالات پیچی بسیار سریع انجام میگیرد و زمان نصب را به طور چشمگیری کاهش میدهد.
٨۶
ارائه AISC با این وجود ضوابط مربوط به ساخت و اجرای اتصالات پرچی کنار گذاشته نشده است و هنوز توسط آئین نامه
می شود. زیرا بسیاری از سازه های فولادی موجود در گوشه و کنار جهان دارای اتصالات پرچی می باشند و شناخت رفتار
آنها برای ارزشیابی مقاومت این سازه ها و ترمیم سازه های قدیمی الزامی می باشد. به طورکلی، اصول آنالیز و طراحی
اتصالات پرچی نظیر اتصالات پیچی می باشد با این تفاوت که خصوصیات مصالح آنها متفاوت می باشد.
نوع دیگر عامل اتصال، جوش است که بسیار مرسوم بوده و دارای چندین مزیت نسبت به پیچ می باشد. یک اتصال جوشی از
نظر طراحی، براساس مفاهیمی نسبتا ساده استوار می باشد. بعضی از اتصالات پیچی که طراحی و اجرای آنها پیچیده باشد با
شکل باید با I سهولت بیشتر توسط جوش طراحی و اجرا می شوند. به عنوان مثال برای ساخت یک تیر ورق با مقطع
استفاده از نبشی، پرچ و یا پیچ، مهره و واشر بال ها را به جان متصل کرد در صورتیکه توسط جوش این تیر ورق به سادگی
.( قابل ساخت می باشد شکل ( ۱
جوش پرچ
شکل ( ۱): جزئیات شماتیک ساخت یک تیر ورق با استفاده از پرچ (یا پیچ) و جوش
از طرف دیگر جوش نیز مشکلات خاص خود را دارد و یکی از مهمترین موضوعات درهر ساختمان فولادی، کنترل جوشکاری
آن است. جوشکاری باید توسط استادکاران ماهر انجام شده و جوش اجرا شده مورد بازرسیهای لازم براساس نوع جوش قرار
گیرد. بازرسی جوش عملیاتی دقیق، زمان گیر و پرهزینه است. جوشها درهمه بخشها بایستی منطبق بر اطلاعات نقشه بوده و
از لحاظ بعد و طول جوش و کنترل کیفیت لازم بررسی گردد. دراین خصوص حتی ممکن است در یک ساختمان فولادی
بر روی جوش نیاز باشد. در استاندارد ۲۸۰۰ , آزمایشات اولتراسونیک و (NDT) کوچک به انجام آزمایشات غیر مخرب
رادیوگرافی برای کنترل اتصالات جوشی قابهای خمشی ویژه اجباری شده است[ ۴] که البته بسته به تشخیص مهندس ناظر در
سایر حالات نیز انجام می گیرد. این مشکل را میتوان با اجرای جوش در کارخانه به جای جوشکاری در محل به حداقل
ممکن رسانید. اجرای جوش با کیفیت مطلوب در شرایط کنترل شده کارگاهی با سهولت بیشتری نسبت به محل پروژه
میسر می باشد. درصورتیکه اتصال از ترکیب جوش و پیچ ساخته می شود باید عملیات جوشکاری در کارگاه و نصب پیچ ها
در سایت انجام پذیرد. به عنوان نمونه در یک اتصال برشی تیر به ستون، ورق اتصال در کارگاه به بال ستون جوش شده و
.( سپس در محل ساختمان توسط پیچ به جان تیر متصل می شود،  اتصال برشی تیر به ستون
٨٧
امروزه استفاده از پیچ به عنوان یک وسیله مناسب و قابل اطمینان در ساخت و اجرای سازه های فولادی بسیار رایج و متداول
گردیده است (اشکال ۳ و ۴). چون عموما در ساخت و تولید پیچ ها از فولادهای مخصوص با عملیات ویژه استفاده می کنند،
مصالح پیچ ها دارای مقاومت گسیختگی به مراتب بالاتر از فولادهای ساختمانی معمولی می باشند. دست یابی به پیچ های
پرمقاومت و با کیفیت مناسب موجب فراهم شدن افق های جدیدی در زمینه اتصالات انواع سازه های فولادی اعم از
ساختمان، پل و تاسیسات صنعتی گردیده است.
( ۳): در سالهای اخیر استفاده از پیچ به عنوان یک وسیله مناسب و قابل اطمینان در ساخت و اجرای سازه های فولادی
۱۰ تا ۴۰ طبقه در کشور متداول گردیده است.
( ۴): جهت بهبود کیفیت عملیات جوشکاری در کارگاه و نصب پیچ ها در سایت انجام میپذیرد.
در این مقاله ضمن اشار های به خسارات ساختمانهای فولادی در زلزله، مروری بر جزئیات علل تخریب و خسارات ناشی از ضعف
جوش، ارائه مزایا و معایب اتصالات پیچی، انواع پیچ ها از لحاظ نوع و مقاومت، عملکرد و کاربرد باختصار بیان گردیده و
استفاده از اتصال پیچی برای پیش سازی ساختمان های فولادی، صنعتی کردن ساخت (افزایش سرعت و کیفیت) و ارتقای
کنترل کیفیت اجرایی توصیه می شود.
٨٨
مزایا و معایب اتصالات پیچی:
:[ مزایای اتصالات پیچی به شرح زیر است[ ۵
۱) سرعت نصب و مونتاژ بالا: سرعت نصب و اجرای سازه های فولادی به کمک اتصالات پیچی بسیار بالا بوده و در
مدت کوتاهی می توان یک سازه فولادی را به کمک پیچ سرپا کرد.
۲) امکان بازنمودن سازه و استفاده مجدد: اعضای سازه های فولادی را که با پیچ به یکدیگر متصل شده اند، می توان
از هم جدا نمود و در محل دیگری مجددا آنها را به یکدیگر متصل و سازه جدیدی را احداث نمود. این موضوع در
اجرای سازه های موقت نظیر پل ها و داربست های غیردائم اهمیت ویژه ای دارد.
۳) محدودیت در تامین وسایل و تجهیزات جوشکاری: در مواردی که امکان فراهم نمودن تجهیزات و وسایل نظیر
دستگاه جوش برق مورد نیاز نباشد، استفاده از پیچ در اتصالات به عنوان یک روش جایگزین چاره ساز خواهد بود.
۴) عدم نیاز به کارگر ماهر
۵) بی سروصدا بودن هنگام نصب و اجرا: اصولا اجرای سازه های فولادی به کمک اتصالات پیچی همراه با سروصدای
زیاد نمی باشد. در حالی که اجرای سازه های فولادی به کمک پرچ توام با سروصدای زیاد و در مواردی آزاردهنده
است.
۶) شرایط محیطی کار: برای اجرای مناسب اتصالات جوشی لازم است درجه حرارت محیط، تهویه هوا، محل استقرار
و نیز فضای دسترسی به اتصال در شرایط مناسب و قابل قبولی باشد. در حالی که محدودیت های ذکر شده در
اجرای سازه های فولادی به کمک اتصالات پیچی به مراتب کمتر است.
۷) عدم محدودیت در اعضای اتصال: در اجرای سازه های فولادی ممکن است مواردی پیش آید که امکان جوش
پذیری اعضای سازه به آسانی و با کمک تجهیزات و وسایل موجود میسر نباشد، در این صورت استفاده از اتصالات
پیچی چاره ساز است.
۸) کم هزینه بودن کارهای نصب و اجرا: چون در اجرای سازه های فولادی به کمک اتصالات پیچی، به وسایل
معمولی نیاز بوده و احتیاج به تجهیزات خاص و نیز کارگرهای ماهر و متخصص نمی باشد هزینه اجرای سازه کاهش
می یابد.
۹) ضمنا چنانچه بنا به عللی در هنگام نصب، سفت کردن پیچ ها قبل از اعمال بار به خوبی انجام نشده باشد امکان
محکم کردن دوباره میسر می باشد.
مشکل عمده در اجرای سازه های فولادی با اتصالات پیچی در اثر اجرای غلط و نامناسب سوراخ ها و عدم رعایت میزان پیش
تنیدگی در پیچ ها و عدم انطباق آنها هنگام اجرا و نصب پدید می آید. بنابراین در تعبیه سوراخ های اعضا در کارگاه های
صنایع فلزی باید به دقت محل سوراخ ها تعیین و با وسایل و تجهیزات مناسب عمل سوراخ نمودن اعضا صورت گیرد.
جلوگیری از خوردگی:
دوام اتصالات به درجه خوردگی محیط در دوران سرویس بستگی دارد. خرابی های ناشی از زنگ زدگی باعث گسیختگی پیش
از موقع می شود، بنابراین محافظت در برابر خوردگی به منظور حفظ تمامیت و یکپارچگی سازه در طول عمر خود باید مورد
توجه قرار گیرد. پیچ ها و مهره ها در سازه های فولادی یکی از اجزای مهم بوده که تمامیت کل سازه به آنها بستگی دارد.
برای محافظت در برابر خوردگی می توان از فلزهای مقاوم و یا پوشش های محافظ قبل و بعد از نصب استفاده نمود. استفاده از
اتصالاتی که از آلیاژهای مقاوم ساخته شده اند بهترین راهکار در محیط های بسیار خورنده می باشد. پوشش های محافظ
شامل روی، کادمیوم و فلزات گران قیمتی مانند نیکل و قلع می باشد که باید پیش از نصب مورد استفاده قرار گیرند. در مورد
فلزات فعال تر مانند روی و کادمیوم ضخامت پوشش اهمیت زیادی دارد اما پوشش های نازک نیکل و قلع می تواند در
درازمدت به خوبی از سازه محافظت نماید.
٨٩
انواع پیچ ها:
تقسیم بندی پیچ های معمولی و پیچ های پرمقاومت با توجه به مقاومت نهایی کششی آنها و نوع مصالحی که در ساخت و
تولید آنها به کار می رود، انجام می گیرد. هر دو نوع پیچ معمولی و پرمقاومت دارای شکل ظاهری مشابه یکدیگر هستند.
پیچ های معمولی: مصالح پیچ های معمولی از نوع فولاد نرمه با کربن کم می باشند. پیچ های معمولی در استاندارد
مشخص می شوند. قیمت پیچ های معمولی از پیچ های پرمقاومت کمتر بوده و با قطرهای A با علامت ۳۰۷ ASTM
محدود ساخته می شوند. مورد مصرف آنها در سازه های سبک مانند خرپاهای کوچک، سازه های موقتی و اعضای
درجه دوم سازه ها مانند مهاربندها و لاپه ها می باشد. از پیچ های معمولی به عنوان وسیله کمکی مونتاژ نیز در
اتصالاتی که اعضای اصلی آن توسط جوش و یا پیچ های پرمقاومت متصل می شوند استفاده می شود. براساس
برای این نوع پیچ: AISC آئین نامه J3- جدول ۲
۳۱۰MPa = 3100kg/cm2 = تنش کششی اسمی
۱۶۵MPa = 1650kg/cm2 = تنش برشی اسمی
۴,۸ و ۵,۶ در زمره پیچ های معمولی محسوب می شوند. پیچ ۴,۶ برای ، ۴,۶ ، در استاندارد آلمان، پیچ های ۳,۶
مصرف می شوند. ST و پیچ ۵,۶ برای اتصالات با فولاد ۵۲ ST اتصالات اتکایی از نوع فولاد ۳۷
.[ آلمان برای شناسایی پیچ ها بیشتر مورد توجه می باشد[ ۶ DIN در کشور ما استاندارد
پیچ های پرمقاومت: عرضه پیچ های پرمقاومت تحول زیادی در صنعت سازه های فولادی و اتصالات آنها به وجود
آورد. مصالح پیچ های پرمقاومت از فولاد با کربن متوسط است که خود و مهره آنها به وسیله عملیات مرغوب سازی
(حرارت دهی و کاهش حرارت) تولید می شوند و قبل از شروع عملیات مرغوب سازی حدود ۱۶ تا ۲۵ ساعت
گداخته می شوند.
از A 5600-6300 و ۴۹۰ kg/cm با تنش تسلیم حدود ۲ A و ۴۹۰ A پیچ های با علامت ۳۲۵ ASTM در استاندارد
۸۰۰۰-۹۰۰۰ معرفی می شوند. kg/cm نوع فولاد آلیاژدار با تنش تسلیم ۲
پیچ های پرمقاومت به دلیل قابلیت تحمل خوب نیروهای پیش تنیدگی برای اتصالات اصطکاکی کاربرد وسیع دارند.
پیچ های معمولی ممکن است تحت تاثیر بارهای متناوب نظیر نیروهای ناشی از لرزش، نوسان، ضربه و نیروهای
دینامیکی شل شده و مهره ها از پیچ جدا شوند. برای جلوگیری از شل شدن مهره ها می توان از دو مهره، ورق های
شیاردار بر روی مهره، خار خم شده یا فنری در پشت مهره یا واشر فلزی استفاده نمود.
امکان شل شدن پیچ ها در اتصالات اصطکاکی به علت اعمال نیروی پیش تنیدگی بر روی مهره وجود ندارد و این
نوع پیچ ها برای نیروهای دینامیکی نیز مناسب هستند. برای جلوگیری از شل شدن پیچ ها می توان از چسب های
مخصوص که دندانه پیچ در آن آغشته شده و پس از آن مهره بسته می شود، استفاده کرد.
پیش تنیدگی پیچ های پرمقاومت:
در مواردی که لازم باشد هیچ گونه لغزشی بین ورق های اتصال پدید نیاید، پیچ های پرمقاومت پیش تنیده می شوند. نیروی
.[ پیش تنیدگی باید حتی الامکان بزرگ بوده و از طرفی نباید باعث تغییر شکل دائمی و یا گسیختگی در پیچ شود[ ۶
(kN) جدول ( ۱): حداقل نیروی پیش تنیدگی
(mm) قطر پیچ A پیچ ۳۲۵ A پیچ ۴۹۰
M16 91 114
M20 142 179
M22 176 221
M24 205 257
M27 267 334
M30 326 408
M36 475 595
٩٠
هریک از این مقادیر ۷۰ % مقاومت کششی پیچ مربوطه می باشد.
برای ایجاد نیروی پیش تنیدگی روش های مختلفی وجود دارد که معمول ترین آنها عباتند از:
پیچاندن مجدد مهره ها به مقدار زاویه معین پس از محکم شدن اولیه آنها: جداولی وجود دارد که براساس نسبت
طول پیچ به قطر آن، تعداد دورهای اضافی که می باید مهره پس از محکم کردن اولیه آن چرخانیده شود را ارائه می
نمایند. با استفاده از این جداول و محکم کردن مهره، کشش اولیه مورد نظر در پیچ به وجود می آید.
استفاده از آچارهای مدرج دستی یا مکانیکی: با بهره گیری از این آچار میزان لنگر پیچشی به منظور رسیدن به
کشش مورد نظر در یک پیچ با طول، قطر و رده خاص به صورت کاملا کنترل شده قابل اعمال می باشد.
استفاده از پیچ های مخصوص: این پیچ ها دارای این ویژگی می باشند که تحت اثر نیروی کششی معین، انتهای
ساق پیچ را می توان به راحتی با پیچاندن جدا نمود. برای نصب این گونه پیچ ها می باید از آچارهای مخصوص
استفاده نمود.
استفاده از شاخص اندازه گیری کشش مستقیم: ساده ترین این شاخص ها یک واشر فنری می باشد. وقتی که مهره
محکم می شود با اعمال فشار اولیه دو انتهای واشر که در یک صفحه واقع نمی باشند در یک صفحه قرار می گیرند
و در پیچ نیز کشش متناظر با این فشار حاصل می شود.
انواع اتصالات:
به طور کلی در یک سازه اتصالات به دو گروه اتصالات اصلی و اتصالات ثانویه تقسیم بندی می شوند. در اتصالات ثانویه
.[ استفاده از پیچ های معمولی مجاز و رایج می باشد. در اتصالات اصلی الزاما باید از پیچ های پرمقاومت استفاده شود[ ۵
اتصالات اصلی که با به کارگیری پیچ های پرمقاومت اجرا می شوند به دو گروه اتصالات اصطکاکی و اتصالات اتکایی یا
تماسی تقسیم می شوند. در یک اتصال اصطکاکی نیروی اعمال شده نباید از نیروی اصطکاک بیشتر شود. لذا رعایت
ملاحظات مربوط به اعمال نیروی پیش تنیدگی ضروری می باشد. در پل ها که اتصالات تحت سیکل های زیاد بارهای رفت
و برگشتی قرار می گیرند باید از این نوع اتصالات استفاده شود زیرا درصورتی که لغزش رخ دهد نیروی ناشی از خستگی در
پیچ ها بحرانی می شود. اگر جلوگیری از لغزش یک پارامتر تعیین کننده نباشد می توان از اتصالات اصطکاکی استفاده
نمود. در اکثر سازه ها اتصالات از نوع اتکایی می باشند زیرا لغزش اتصالات یک عامل دلخواه در استهلاک انرژی و در نتیجه
فقط در اتصالات اتکایی می توانند مورد استفاده قرار A کاهش نیروی اعمال شده به عناصر سازه ای می باشد. پیچ های ۳۰۷
گیرند.
گرچه از نظر تئوری در اتصالات اصطکاکی پیچ ها تحت اثر نیروی برشی و نیروی اصطکاکی قرار نمی گیرند ولی باید به
منظور مقابله با امکان افزایش نیرو که منجر به لغزش می گردد این پیچ ها دارای مقاومت برشی و مقاومت اصطکاکی کافی
باشند.
برای سوراخ های استاندارد از رابطه زیر محاسبه می شود: ، Rstr ، مقاومت اتصالات اصطکاکی
تعداد پیچ ها و Nb ،(( حداقل کشش اولیه (براساس جدول ( ۱ Tm ،( در این رابطه ضریب اصطکاک استاتیکی (معمولا ۰,۳۳
تعداد صفحات برش عبوری از ساق یک پیچ می باشد. Ns
ظرفیت پیچ های پرمقاومت:
در یک اتصال، پیچ تحت اثر تنش های برشی، کششی و یا ترکیب آن ها قرار می گیرد. بدین منظور تعیین ظرفیت یک پیچ
.[ در وضعیت های مختلف تنش، پارامتر اساسی طراحی اتصال می باشد[ ۵و ۶
٩١
مقاومت برشی پیچ های پرمقاومت به عبور یا عدم عبور صفحه A • مقاومت برشی: برخلاف پیچ های معمولی ۳۰۷
برش از محدوده حدیده شده ساق پیچ بستگی دارد. در این صورت ظرفیت برشی به میزان
۰,۷۵ کاهش می یابد. مقادیر مقاومت برشی پیچ های پرمقاومت در زیر خلاصه شده است: Athreaded/Aunthreaded
Rn=48Ab : صفحه برش واقع در ساق حدیده شده A پیچ ۳۲۵ : (i)
Rn=60Ab : صفحه برش غیر واقع در ساق حدیده شده A پیچ ۳۲۵ : (ii)
Rn=60Ab : صفحه برش واقع در ساق حدیده شده A پیچ ۴۹۰ : (iii)
Rn=75Ab : صفحه برش غیر واقع در ساق حدیده شده A پیچ ۴۹۰ : (iv)
X را با حرف (iv) و (ii) و پیچ های ردیف (A490‐N و A325‐N بصورت ) N را با حرف (iii) و (i) پیچ های ردیف
مشخص می نمایند. (A490‐X و A325‐X (بصورت
• مقاومت کششی: زمانی که یک پیچ پر مقاومت بدون کشش اولیه تحت اثر نیروی کششی خارجی قرار گیرد،
نیروی کششی درون پیچ با نیروی اعمال شده برابر می باشد. درصورتیکه پیچ پیش تنیده شده باشد، درصد بسیار
زیادی از نیروی کششی خارجی صرف ایجاد نیروهای فشاری اعمال شده به اجزای اتصال می شود. به دلیل آنکه
معمولا کشش بوجود آمده در پیچ های پرمقاومت ناشی از نیروی کششی خارجی در لحظه جدا شدن قطعات از
یکدیگر حدود ۱۰ % بیش از کشش در ابتدای بارگذاری می باشد لذا می باید کلیه پیچ های پر مقاومت که تحت
اثر کشش مستقیم قرار می گیرند صرف نظر از نوع اتصال (اصطکاکی و یا اتکایی) حتما پیش تنیده شوند.
• ترکیب برش و کشش: پیچ ها در اکثر موارد تحت اثر همزمان برش و کشش قرار می گیرند. در این موارد درحالت
کلی اتصال تحت اثر نیروی خارج از مرکز قرار گرفته است. در حالت ساده زیر ، شکل ( ۵)، امتداد نیروی اعمال
شده از مرکز ثقل اتصال می گذرد بنابراین چنین فرض می شود که پیچ ها به نسبت مساوی در تحمل مولفه های
F بار حاصل از نیروی اعمال شده به اتصال مشارکت می نمایند. می توان چنین فرض نمود که مولفه قائم نیروی
را در یک پیچ به وجود می آورد. در این صورت می (Tu)bolt و مولفه افقی این نیرو، کشش (Vu)bolt باعث ایجاد برش
باید رابطه اندرکنش زیر برآورده شود:
شکل ( ۵): اتصال پیچی تحت اثر ترکیب برش و کشش
در این رابطه مقاومت طرح پیچ در کشش و مقاومت طرح پیچ در برش می باشد.
برای اتصالات اصطکاکی که هر پیچ تحت اثر همزمان برش و کشش قرار دارد، بر اثر نیروی کششی اعمال شده نیروی
برای در نظر گرفتن این اثر از ضریب کاهنده برای کاهش مقاومت AISC اصطکاکی کم می شود. آئین نامه
.[ برشی پیچ ها در اتصالات اصطکاکی استفاده می نماید[ ۵
٩٢
• اتصالات با خروج از مرکزیت: در این اتصالات که اصطلاحا اتصالات خارج از مرکز نامیده می شوند برآیند نیروهای
اعمال شده به اتصال از مرکز ثقل پیچ ها نمی گذرد. درصورتیکه اتصال دارای یک صفحه تقارن باشد، مرکز سطح
برش پیچ ها را می توان به عنوان مرکز مختصات انتخاب نمود و فاصله عمود از خط امتداد نیرو تا این مرکز سطح
“خرو ج از مرکزیت” نامیده می شود. اتصال تیر به ستون نشان داده شده در شکل ( ۶) یک اتصال خارج از مرکز
متداول تیر به ستون می باشد.
شکل ( ۶): اتصال با خروج از مرکزیت تیر به ستون
در این اتصال دو سیستم انتقال نیرو و اعمال آن به پیچ ها و جود دارد: اتصال نبشی به جان تیر و اتصال نبشی به
بال ستون. در اتصال نبشی به جان تیر پیچ ها تحت اثر برش و پیچش واقع در صفحه اتصال قرار می گیرند و
ایجاد تنش های برشی و پیچشی می کنند. انتقال نیروی تکیه گاهی تیر به ستون توسط مکانیزم برش و خمش
صورت می گیرد. در این صورت تمامی پیچ های اتصال دهنده نبشی به جان ستون تحت اثر برش قرار گرفته
علاوه بر آن تعدادی از آنها تحت اثر کشش و تعدادی تحت اثر فشار نیز قرار می گیرند. پیچ هایی که در قسمت
فوقانی اتصال قرار گرفته اند تحت اثر ترکیب همزمان برش و کشش و پیچ هایی که در قسمت پایین اتصال می
باشند صرفا تحت اثر برش طراحی می شوند (زیرا نیروی فشاری به وجود آمده ناشی از خمش باعث اتصال هر چه
بیشتر نبشی به بال ستون می شود). بوجود آمدن این نیروی فشاری نه تنها سبب کاهش ظرفیت پیچ ها نمی شود
بلکه بسیار مفید هم می باشد. شایان ذکر آنکه در طراحی لرزه ای اتصالات (به علت ماهیت رفت و برگشتی
نیروها) برای پیچ های پایین چنین اتصالی نیز از همان پیچ های فوقانی (با آرایش یکسان) استفاده می شود.
• اتصال تحت اثر برش خارج از مرکز: نمونه ای از این نوع اتصال و بار برشی اعمال شده در شکل ( ۷) نشان داده شده
است. برای تحلیل این گونه اتصالات دو روش” آنالیز الاستیک ” و ” آنالیز مقاومت نهایی “وجود دارد.
شکل ( ۷): اتصال تحت اثر برش خارج از مرکز
٩٣
در روش آنالیز الاستیک بار برشی خارج از مرکز با یک بار اعمال شده در مرکز سطح پیچ ها و لنگر پیچشی ناشی
از خروج از مرکزیت نیروی برشی جایگزین می شود. در این صورت فرض می شود که کلیه پیچ ها دارای ظرفیت
یکسان در مقابله با نیروی برشی متمرکز و لنگر پیچشی اعمال شده می باشند. به علت آنکه تنش های حاصل
برشی هستند با استفاده از روابط معمول مقاومت مصالح و فرض آنکه رابطه نیرو- جابجایی خطی بوده و تنش های
بوجود آمده از تنش تسلیم فراتر نمی روند کل ظرفیت سیستم به سهولت قابل محاسبه می باشد. این روش گرچه
دقیق نمی باشد ولی به علت سادگی روش محاسباتی و همچنین محافظه کارانه بودن نتایج آن متداول بوده و
بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.
با استناد به نتایج آزمایشگاهی مشخص شده است که برای یک پیچ نمی توان تنش تسلیم برشی دقیقی تعیین
نمود. لذا همانگونه که اشاره شد روش آنالیز الاستیک چندان دقیق نمی باشد. روش مقاومت نهایی از روش آنالیز
الاستیک دقیق تر بوده ولی از پیچیدگی محاسباتی بیشتری نیز برخوردار می باشد. این روش براساس فرضیات زیر
استوار می باشد:
– در شرایط زوال، گروه پیچ ها حول یک نقطه به نام مرکز آنی دوران می کنند.
– تغییر شکل هر پیچ در جهت عمود بر شعاع دوران و متناسب با فاصله آن از مرکز آنی می باشد.
– ظرفیت اتصال براساس ظرفیت نهایی دورترین پیچ محاسبه می شود.
– قطعات اتصال داده شده در کلیه مراحل اعمال و انتقال نیرو به پیچ ها دارای رفتار صلب می باشند.
اتصال تحت اثر برش و خمش: در یک چنین اتصالی که نمونه ای از آن در شکل ( ۸) نشان داده شده است لنگر
ناشی از انتقال نیرو به مرکز سطح اتصال) سبب افزایش تنش کششی در پیچ های ردیف بالا می شود. ) Pe خمشی
نیز قرار می گیرند. P واضح است که کلیه پیچ ها بصورت همزمان تحت اثر برش یکسان ناشی از نیروی متمرکز
شکل ( ۸): اتصال تحت اثر برش و خمش
درصورتی که پیچ های پرمقاومت پیش تنیده باشند، سطح تماس بین بال ستون و بال سپری اتصال قبل از آنکه بار خارجی
اعمال شود تحت اثر فشار یکنواخت قرار می گیرد. این تنش فشاری تماسی برابر است با کل نیروی کششی درون پیچ ها
فشار موجود در سطح تماس در ناحیه فوقانی کاهش و در ناحیه تحتانی افزایش می P تقسیم بر سطح تماس. با اعمال بار
یابد. لحظه ای که تنش فشاری در قسمت فوقانی سطح تماس صفر می شود بال سپری اتصال از بال ستون جدا شده و
ناشی از خروج از Pe کشش فقط توسط کشش بوجود آمده در پیچ ها تحمل خواهد شد. طراحی اتصال به علت وجود
.[ مرکزیت با تغییر متغیرهای طراحی و برآورده نمودن رابطه اندرکنش انجام می شود[ ۵
کنترل کیفیت و تضمین کیفیت:
عدم توجه به نیازمندی های کیفی خاص اتصالات پیچی موجب می شود تا اختلاف فاحشی میان اتصالات اجرا شده با
مفروضات طراحی وجود داشته باشد. به منظور حصول اطمینان از کیفیت اتصالات پیچی کنترل های زیر، پیش و پس از انجام
عملیات نصب در سازه های فولادی به ویژه در سازه های با کاربرد خاص و حساس توصیه می شوند.
٩۴
کنترل بازرسی پیچ و مهره: نظام نامه تضمین کیفیت باید در برگیرنده فهرست تمامی بازرسی های مورد نیاز در
زمینه پیچ و مهره های پروژه بوده و مسئول انجام هر بازرسی باید مشخص باشد. این بازرسی ها ممکن است توسط
واحد کنترل کیفیت پیمانکار، بازرس ویژه و یا بازرس خاص پیچ و مهره صورت پذیرد.
بازرسی چشمی از وضعیت عمومی سوراخ ها باید قبل از نصب قطعات و سفت کردن اولیه توسط بازرس صورت
پذیرفته و در رابطه با اتصالات اصطکاکی انجام بازرسی چشمی از وضعیت سطوحی که روی هم قرار می گیرند،
الزامی است.
برنامه کنترل پیچ و مهره: برنامه کنترل کیفیت پیمانکار در زمینه پیچ و مهره باید حداقل موارد زیر را در بر داشته
باشد:
گواهینامه و کارخانه سازنده قطعات به منظور کنترل مطابقت روند تولید با الزامات پروژه اخذ شود.
گواهینامه های کارخانه سازنده در پرونده پروژه نگهداری شود.
محل مناسبی به منظور نگهداری قطعات در نظر گرفته شود.
سیستم مناسبی به منظور کنترل مواد در نظر گرفته شود. همچنین باید کنترل مواد برحسب محموله تولیدی
صورت پذیرد.
یک ابزار کالیبراسیون آچار که حداکثر یک سال قبل در آزمایشگاه معتبر کالیبره شده، موجود باشد.
دستورالعمل های مدون در خصوص روش های بستن و سفت کردن پیچ و مهره تهیه شود.
پرسنل اجرایی باید از روش اتخاذ شده جهت بستن و سفت کردن پیچ و مهره ها مطلع باشند.
بازرسین پیچ و مهره باید دوره های آموزشی مربوطه را گذرانده و دارای دانش کافی باشند.
تائید صلاحیت نصاب پیچ و مهره: پرسنلی که به منظور نصب قطعات و ایجاد نیروی پیش تنیدگی در پیچ های
مقاومت بالا به کار گرفته می شوند باید از حداقل اطلاعات و مهارت های لازم در این خصوص برخوردار باشد.
بکارگیری نیروهای واجد صلاحیت منجر به حصول اطمینان از بکارگیری مواد صحیح در محل خود، احراز شرایط
لازم در خصوص سفت کردن اولیه و اعمال صحیح روش پیش تنیدگی خواهد شد. برنامه تائید صلاحیت نصاب پیچ
و مهره منجر به کاهش زمان بازرسی و همچنین مغایرت های احتمالی می شود. پرسنل مسئول نصب و سفت کردن
پیچ ها باید حداقل اطلاعات زیر را دارا باشند:
شناسایی رده پیچ و مهره ها
اندازه گیری طول پیچ ها
شرایط روغنکاری
استفاده از فهرست کارگاهی پیچ و مهره ها
برآورد شرایط سفت شدن اولیه
روش های صحیح به منظور ایجاد نیروی پیش تنیدگی در پیچ ها
در روش چرخش مهره پرسنل باید اطلاعات لازم در خصوص میزان پیچش مورد نیاز بعد از سفت کردن اولیه، روش
های صحیح علامت گذاری و استفاده از آچار اعمال گشتاور را دارا باشند. در روش استفاده از آچار کالیبره، پرسنل
باید اطلاعات لازم را در خصوص نحوه کالیبراسیون آچار، چگونگی کالیبراسیون مجدد و نحوه استفاده از آن دارا
باشند. در روش استفاده از پیچ با قطعه جداشونده پرسنل باید از اطلاعات لازم در زمینه نحوه بکارگیری آچار
الکتریکی برای سفت کردن اولیه و چگونگی ایجاد نیروی پیش تنیدگی با استفاده از آچار الکتریکی برای سفت
کردن اولیه و چگونگی ایجاد نیروی پیش تنیدگی با استفاده از آچار مخصوص برخوردار باشند.
صلاحیت پرسنل نصاب پیچ و مهره و آگاهی آنها از الزامات فوق و خصوصا روش اعمال نیروی پیش تنیدگی، باید
طی یک آزمون کتبی توسط بازرس پروژه ارزیابی شود. علاوه براین نصاب باید قبل از آغاز عملیات اجرایی سه
آزمایش بستن پیچ و مهره تحت نظارت بازرس انجام دهد. پس از انجام این آزمایش ها، پرسنل می توانند نسبت به
٩۵
نصب قطعات، سفت کردن اولیه و پیش تنیدگی در پیچ های پروژه اقدام نمایند. تائید صلاحیت های نصاب پروژه
.[ نباید هیچ اثری بر میزان بازرسی های حین نصب داشته باشد[ ۵
وظایف بازرس پیچ و مهره: بازرس پیچ و مهره باید به منظور انجام بازرسی های مربوطه هماهنگی کامل و نزدیک با
پیمانکار و سایر بازرسین پروژه داشته باشد. تمامی بازرسی های مورد اشاره در مدارک قرارداد، نظام نامه تضمین
کیفیت و مشخصات فنی و آئین نامه ساختمانی باید توسط بازرس پیچ و مهره صورت پذیرد. بازرسی ها باید در زمان
های مشخص و طی یک برنامه زمان بندی به گونه ای انجام شود که از ایجاد وقفه در عملیات اجرایی اجتناب شود و
پیمانکار ملزم شود تا بلافاصله پس از وقوع هرگونه مغایرت اجرایی، نسبت به اصلاح آن اقدام نماید.
مطالعه دقیق مباحث اجرایی مشخصات فنی، نقشه های قرارداد، نقشه های کارگاهی ساخت و نقشه های نصبی
پروژه
مطالعه تمام “گواهی نامه های مطابقت مواد” که از طرف کارخانه سازنده صادر شده است و حصول اطمینان از
تطابق ویژگی های مواد قطعات با الزامات پروژه
تائید شناسایی مواد پیچ و مهره ها
تائید وجود شرایط مناسب و تحت کنترل جهت انبار قطعات
تائید وجود دستورالعمل های مصوب نصب پیچ و مهره
حصول اطمینان از آگاهی تمام نیروهای کاری از دستورالعمل های نصب پیچ و مهره
مشاهده آزمایش پیش از نصب که در ابتدای کار و به ازای هر محموله انجام می شود.
در روش استفاده از آچار کالیبره، عملیات کالیبراسیون آچار در ابتدای هر شیفت کاری کنترل شود.
کنترل کفایت وضعیت اتصال اعم از وضعیت ابعاد سوراخ ها، عدم وجود وضعیت نامناسب در سوراخ هایی که
گشاد شده و یا برقو زده شده اند.
در اتصالات اصطکاکی، کنترل مناسب بودن وضعیت سطوح ورق های احتمالی که بر روی یکدیگر قرار
می گیرند.
کنترل سفت شدن اولیه تمام پیچ ها قبل از اعمال نیروی پیش تنیدگی
در اتصالاتی که باید پیش تنیده شوند، در قالب یک برنامه زمان بندی مناسب عملیات پیش تنیدگی کنترل
شود تا از صحت انجام این عملیات اطمینان حاصل شود.
هرگونه اختلاف نظر در خصوص دست یابی به میزان پیش تنیدگی مورد نظر باید بلافاصله حل و فصل شود.
گزارش کاملی در خصوص اتصالات مشاهده و بازرسی شده که مورد قبول قرار گرفته اند، تهیه شود. این گزارش
باید طبق برنامه و در زمان های مربوط به مسئول معرفی شده تحویل شود.
نتیجهگیری
زلزلههای قبل به مثابه آزمایشگاه بسیار بزرگ , نکات زیاد ی را که هر یک با صرف هزینه هنگفتی می توانست آزمایش شود به
ما یادآور شده اند. عدم وجود سیستم مقاوم جانبی موثر و عدم تقارن مهاربندی در پلان و ارتفاع (وقوع طبقه نرم) دلیل اصلی
تخریب ساختمانهای با اسکلت فولادی در زلزله های قبل می باشد. اشکالات اجرایی زیادی بوی ژه در اتصالات و نحوه و میزان
جوشکاری آنها, متناقض با آئین نامه ها در ساختمانهای آسیب دیده و در حال احداث دیده می شود . برای جلوگیری از
حوادثی مشابه بم در کشور نباید فرصت را از دست داد و از یکسو باید با بهبود فرهنگ ساخت و ساز در کشور، زمینه های
اصلاح مکانیزم کنترل کیفیت طراحی و نظارت اجرای ساختمان های جدیدالاحداث را فراهم آورد . ساختمانهای فولادی پیچ و
مهره ای جایگزین مناسبی برای موارد متداول با اتصالات جوشی جهت رفع مشکلات اجرائی جوش است . علاوه بر ارتقای
کیفی و امکان پیش سازی و صنعتی کردن ساختمانهای فولادی، با اتصالات پیچ و مهره ای در ساخت پروژه های انبوه سازی
تسریع می شود.
شش گوش, استادبولت, بولت صفحه ستون, پیچ آلن, پیچ آهنی, پیچ خود کار, پیچ سر استوانه ای دوسو -, پیچ سر تخت خزینه دوسو, پیچ شش گوش, پیچ های بولت و شش گوش, مهره, مهره باریک), مهره چشمی, مهره شش گوش-, مهره مربعی

انواع پیچ و مهره و واشر به همراه کاربرد انها

 

پیچ چیست؟

پیچ (screw) در واقع استوانه ای است که شیارهای مارپیچ آن را احاطه کرده است. طراحی شیار پیچ ها برای بریدن مواد نرم تر و سخت تر متفاوت است، شیارها اغلب به صورت مثلث، مربع، ذوزنقه و نیم دایره روی سطح جانبی بدنه ایجاد می شود. شایع ترین کاربرد پیچ برای نگه داری اشیا و قطعات به یکدیگر می باشند. در انتهای اغلب پیچ ها یک بخش خاص و نوک تیز وجود دارد تا ورود به قطعه آسان گردد. ابزار های رایج برای استفاده از پیچ ها آچار و پیچ گوشتی است، سر این ابزار معمولا بزرگتر از بدنه پیچ است تا بتواند نیروی بیشتری به پیچ وارد کرده و آن را در طول قطعه براند.

مهره چیست؟

مهره جسمی حلقه‌ای شکل، گرد یا چندضلعی است که داخل سوراخش رزوه شده است. مهره‌ها یراقی کمکی برای پیچ‌ها هستند تا به واسطه آنها پیچ‌ها سفت تر در مسیر پیچش خود بسته شوند. مهره و پیچ اصطلاحاً با حالت مادگی و نری درون هم چفت می‌گردند. رزوه و شیار مهره‌ها با رزوه و شیار پیچ‌ها باید دارای تناسب خاص برای چرخش صحیح پیچ درون مهره باشد. مهره‌ها معمولاً از جنس فولاد، آهن یا دیگر فلزات هستند اما برای پیچ‌های پلاستیکی مهره‌های پلاستیکی هم ساخته شده است.

واشر چیست؟

واشر، در حقيقت، واسطه بين مهره و بدنه بوده و حلقه‌ای است از جنس فلز و یا گاه لاستیک. واشرها معمولا جهت توزیع بار پیچ و مهره‌ها استفاده می‌شوند. استفاده از واشر دلايل گوناگونی دارد؛ برای نمونه: ۱٫ زير مهره قرار می گيرد تا چرخش مهره به قطعه ی اصلی آسيب نرساند. ۲٫ از باز شدن مهره يا پيچ براثر لرزش جلوگيری می كند. ۳٫ فشار حاصل از بستن مهره بر قطعه ی كار را بهتر انتقال می دهد.

انواع پیچ

شش گوش شامل پیچ فولادی گرید ۸٫۸ -فولادی گرید ۱۰٫۹-خشکه ۸٫۸-خشکه ۱۰٫۹-پیچ فولادی HV-فولادی استاندارد A490-فولادی din 6914-فولادی din 931-فولادی din 933-استیل-شش گوش ۸٫۸-شش گوش ۱۰٫۹-پیچ شش گوش HV 10-شش گوش استیل-آچاری فولادی-آچاری خشکه-آهنی-شش گوش آهنی-پیچ آجاری آهنی-گرید ۵٫۶-استیل استاندارد A 304-فولادی استاندارد A 325-استاندارد A470
استاد بولت شامل استاد بولت گرید B7-استاد بولت گرید B7M-استاد بولت گرید ۸٫۸-استاد بولت گرید ۱۰٫۹-استاد بولت گرید B6-استاد بولت گرید B5-استاد بولت گرید B8-استاد بولت گرید L7M-استاد بولت استاندارد A193-استاد بولت din2510
آلن شامل پیچ آلن din 912-آلن din 913-آلن din 916-آلن گرید ۸٫۸-آلن گرید ۱۰٫۹-آلن گرید ۱۲٫۹-آلن سر ستاره ای-آلن چهارگوش-پیچ آلن شش گوش-آلن استاندارد ASTM A837
پیچ سرمته ای شامل سرمته ای سرتخت-سرمته ای سر گرد-سرمته ای آچاری-سر مته ای واشر دار-شیروانی-پیچ سرمته ای استاندارد Din 7504-سرمته ای استاندارد din 231
انکربولت که نام دیگر آن یولت صفحه ستون است
یو بولت (پیچ U) که شامل پیچ یو استاندارد din 3570-یو بولت آهنی-یو بولت استیل-Uبولت A304-یو بولت A316-یو بولت گالوانیزه سرد-یو بولت سفید-یو بولت آبکاری شده
رول بولت شمامل رول بولت استاندارد NMG115-رول بولت NMG116- رول بولت NMG 121
پیچ متری شامل متری آهنی-متری فولادی-متری خشکه-متری گرید ۸٫۸-متری گرید ۱۰٫۹-متری آبکاری شده-پیچ متری گالوانیزه-متری سفید-متری گالوانیزه سرد
استیل شامل پیچ آچاری استیل استاندارد A304-استیل استاندارد A316-شش گوش استیل-استیل نیم دنده-استیل تمام دنده-آچاری استیل-آلن سرخزینه استیل-آلن مغزی استیل-آلن گل قارچی استیل-متری استیل-استوانه استیل-پیچ سرتخت استیل-سرتخت چهارسو-سر تخت دو سو استیل-خودکار استیل-پیچ حودکار سراستوانه استیل-خودکار سر تخت استیل-شیروانی استیل-تلگرافی استیل-متری اینچی استیل-پیچ متری میلیمتر استیل
انواع مهره

شش گوش شامل مهره شش گوش آهنی-شش گوش فولادی-مهره شش گوش خشکه-شش گوش گرید ۸٫۸-مهره شش گوش گرید ۱۰٫۹-مهره شش کوش گرید ۲H-شش گوش گرید ۲HM-شش گوش گرید ۴-مهره شش گوش استاندارد A194-مهره شش گوش استاندارد A304-مهره شش گوش استاندارد A316-شش گوش استاندارد din 934-مهره شش گوش استاندارد A490-شش گوش استاندارد din 6915-مهره شش گوش کلاس ۸-شش گوش کلاس ۱۰-مهره شش گوش باریک-شش گوش بلند-مهره شش گوش میلیمتر-شش گوش اینچی-مهره شش گوش ریزآلمان-مهره شش گوش دنده ژاپنی-شش گوش دنده میلیمتر-مهره شش گوش واشر دار-شش گوش استیل-مهره شش گوش جوشی-مهره شش گوش چاک دار-شش گوش کاسه نمدی-مهره شش گوش HV
استیل شامل مهره شش گوش استیل-سر بسته استیل-مهره کاسه نمدی استیل-واشر دار استیل-مهره شرکت نفتی استیل-مهره خروسکی استیل-ریزآلمان استیل-مهره جوشی استیل
مهره چاکدار شامل استاندارد din 979-مهره چاکدار تاجدار
مهره جوشی شامل استاندارد din 928-مهره جوشی استاندارد din 929
انواع واشر

واشر تخت شامل واشر تخت آهنی-واشر تخت آهنی-واشر تخت فولادی-واشر تخت خشکه-واشر تخت گرید ۱۰٫۹-واشر تخت استاندارد din 125-واشر تخت استاندارد din 6916-واشر تخت گرید۱۰-واشر تخت HV10-واشر تخت استیل-واشر فنری استاندارد din 6913-واشر فنری din 7980-واشر فنری din 127

انواع پیچ و مهره و واشر به همراه کاربرد انها

کاربرد پیچ و مهرهاز کاربردهای مهم پیچ و مهره می توان به موارد زیر اشاره کرد: کاربرد پیچ و مهره در صنعت ساختمان شامل اسکلت فلزی پیچ و مهره ای و سازه های فلزی پیچ و مهره ، سازه های فضایی و سازه های سبک می باشد . پیچ و مهره های پر کاربرد در اسکلت فلزی شامل پیچ و مهره های فولادی گرید ۸٫۸ و ۱۰٫۹ با استاندارد DIN 931 – DIN 933 – DIN 934 و پیچ و مهره های HV در استاندارد DIN 6914 – DIN 6915 و واشرهای فولادی در استاندارد DIN 6916 است . امروزه این نوع پیچ و مهره ها در صنعت از کاربرد بالایی برخوردار می باشد . از دیگر کاربردهای پیچ و مهره در صنعت ساختمان می توان به بولتهای صفحه ستون که به آن انکر بولت می گویند که به صورت L شکل می باشد را می توان نام برد . پیچ و مهره در کابینت و درب و پنجره ها و … در صنعت ساختمان پر کاربرد می باشد یکی از پر کاربردترین پیچ و مهره ها ، پیچ و مهره سازه های فضایی می باشد که شرکت  پیچ ومهره کیمیا صنعت توانایی تولید این محصولات را در حجم انبوه دارا می باشد . پیچ و مهره در صنعت نفت و گاز و پتروشیمی از کاربرد فراوانی برخوردار می باشد که با نام پیچ و مهره های شرکت نفتی شناخته شده اند . پیچ و مهره های پر کاربرد در صنعت نفت و گاز و پترو شیمی شامل استاد بولت با استاندارد A193 گریدهای B8 – B8M – B7 – B7M- L7 – L7M و … می باشد که به همراه مهره با استاندارد A194 در گرید ۲H و ۲HMو مهره گرید است که در تجهیزات خطوط لوله و شیرآلات و لوله و اتصالات سر چاهی مورد استفاده میشود . مهره و واشر های مورد استفاده در صنعت نفت و گاز و پتروشیمی از ارتفاع بلندتر نسبت به مهره های معمولی برخوردار می باشند . این پیچ و مهره ها با نوع پوشش های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد . که شامل پوشش گالوانیزه گرم و پوشش روی نیکل و پوشش تفلون و … کاربرد دارد . هر یک از این پوشش ها مقاومت پیچ و مهره را در مقابل سرما و گرما و رطوبت و حرارت بالا میبرد و از اهمیت بالایی برخوردار می باشند . شرکت  پیچ ومهره کیمیا صنعت با استفاده از پرسنل با تجربه ، توانایی تولید پیچ و مهره های شرکت نفتی را بر اساس تقاضای کارفرمایان محترم را دارد . پیچ و مهره در صنعت آب و فاضلاب نسبت به صنعت نفت و گاز پتروشیمی دارای تفاوت هایی می باشند . البته ظاهراً پیچ و مهره های مصرفی در صنعت آب و فاضلاب با صنعت نفت و گاز و پترو شیمی شباهت هایی دارند با این تفاوت که در این صنف پیچ و مهره از گرید و سختی پایین تری استفاده می شود و چیزی که مورد اهمیت می باشد نوع پوشش آن است . چون پیچ و مهره ها در معرض رطوبت می باشد.

شغل پیچ ومهره ,شرکت پیچ ومهره ,  تولید پیچ ومهره ,خرید پیچ ومهره ,شغل پیچ ومهره فروشی ,مغازه پیچ ومهره , اطلاعات تخصصی پیچ ومهره , راه اندازی پیچ ومهره فروشی ,سفارش پیچ و مهره ,فروش پیچ و مهره, بازار پیچ و مهره

تولید انواع پیچ های 8.8 و 10.9 و 12.9

پیچ در واقع سطح شیبداری است که یک محور یا یک استوانه را دور می زند.

یکی از روشهـای عمده اتصالات و خصوصاً اتــصالات مکانیکی استفــاده از پیچ و مهـــره است. پیچ و مهره خشکه 8.8 پیچ و مهره خشکه 10.9

پیچ معمولا در اتصالاتی استفاده می شود که نیاز به باز و بسته شدن داشته باشد و یا دارای لرزه هایی است که باید بعد از مدتی دوباره تنظیم یا محکم شود برخلاف چسب یا جوش که یک اتصال دائمی هستند.

واژه( Bolt) واژه ای عام است که درمورد همه اتصال دهنده های رزوه دار نظیر پیچهای دو سر رزوه بدون گل یا تمام رزوه ( Stud Bolt) و نیز پیچهای خودکار ( Machine Screws ) اطلاق می گردد. مباحث گوناگونی در ارتباط با پیچ و مهره ها نظیر مواد و آلیاژ های مصرفی ، ابعاد دلخواه ،آنالیز شیمیایی و خواص مکانیکی و فیزیکی ، طراحی و هندسه ، تعاریف تخصصی ، روش تولید ، طبقه بندی پیچها ، بازرسی و کنترل کیفیت ، کاربردها ، پوشش و رنگ ، انواع پیچ و مهره ، نشانه گذاری ، عیوب احتمالی ، طریقه استفاده و اعمال گشتاور، استانداردهای مرتبط ، خوردگی ،انواع شکست، عملیات حرارتی ، نمونه برداری و مستند سازی وجود دارد. دراستـــاندارد ISO 1891 تعـاریف و واژه های مربوط به پیچ و مهره ها ذکر شده است.

متریال:

در پیچ های فلزی از فولاد کربن پایین , کربن متوسط و کربن بالا استفاده میکنند.

یکی از مهمترین نکاتی که در تولید پیچ و مهره باید به آن توجه داشت نوع جنس و مواد اولیه است که در کیفیت محصول و قیمت تمام شده آن تاثیر زیادی دارد .نوع مفتول فولادی که در تولید پیچ و مهره ها استفاده می شود باید قابلیت فرم پذیری سرد (ColdHeadingQuality (CHQ باشند.

این نوع فولاد معمولا از فولاد های ساختمان و معمولی گرانتر می باشد . در این نوع فولاد سعی می شود حبابهای ریز هوا به حداقل برسد و سطح و مقطع مفتول به صورت یکنواخت و همگن تر باشد تا در هنگام تولید ایجاد ترک نشود.

نکته : این نوع از پیچ ها بعد از تولید مورد عملیات حرارتی قرار گرفته تا میزان مقاومتشان تقویت گردد.

فولاد های کربن پایین:

پیچ های تولید شده از این فولاد معمولا در صنایعی استفاده می شود که فشار بالایی چه از لحاظ دما , کشش و نیرو بر روی آن نباشد مانند صنایع برق و مخابرات و صنایع پایین دستی .به این پیچ ها , پیچ آهنی می گویند.

فولاد های کربن متوسط:

پیچ های تولید شده از این فولاد به علت استحکام بالا دزر صنایع پل سازی , استراکچر سازی , نفت و صنایع حساس استفاده می شوند . این نوع از پیچ ها , پیچ فولادی یا خشکه خطاب می شوند.

فولاد های کربن بالا (زنگ نزن):

پیچ های تولید شده از این فولاد به علت مقاومت بسیار بالا در زمینه های مختلف در صنایع دریایی , صنایع غذایی ومکانهای بسیار مرطوب استفاده می شوند.

نکته: به علت هزینه بسیار بالای این محصولات از مشابه فولادی با پوشش های مختلف در صورت امکان استفاده می شود.

استفاده از فلز های آلمینیوم , مس و برنج نیز معمول می باشد.

فورج:

فورج پیچ و مهره به دو روش سرد و گرم انجام می گیرد.

در روش فورج گــرم بعــد از حــرارت دهــی سـر قطـعه در دمـای بــالا (۸۵۰-۱۲۰۰) توسط دستگاه پرس شکل سر پیچ ایجاد می شود.

در روش فورج سرد یا اکستروژن بدون استفاده از حرارت و توسط دستگاه قالب زنی ، پیچ در طی چند مرحله ولی بسیار سریع تغییر مقطع داده و بصورت آماده استفاده (رزوه شده) از دستگاه خارج می گردد.

پیچ ها از لحاض ظاهری به دو دسته تقسیم می شوند.

۱-پیچ های خودکار: پیچ های خودکار نوعی از پیچ هستند که برای ثایت شدن در قطعه مورد اتصال نیازی به مهره ندارد و درون کار فرو می رود و نوک آن معمولا مانند میخ تیز می باشد , در مواردی می تواند قطعه را سوراخ کند. مانند پیچ سر مته ای و پیچ چوب.

۲-پیچ های غیر خودکار: این نوع پیچ ها برای ثابت شدن نیاز به مهره دارند یا قطعه ای که مانند مهره باشد و بتواند کار مهره را انجام دهد , معروفترین آن را می توان پیچ شش گوش را ذکر کرد همچنین پیچ اتاقی , پیچ جوشی , پیچ استوانه , پیچ آلن واستاد بولت و …

پوشش:
همانگونه که در گذشته توضیح دادیم برای استفاده از پیچ و مهره های آهنی و فولادی در محیط های مرطوب و صنایع دریایی از پوشش های مختلف استفاده می شود که به اختصار هر کدام را توضیح می دهیم.

فسفات و کرومات:
این پوششها که پوششهای تبدیلی نامیده می‌‌شوند، پوششهایی هستند که ‌از خود فلز ایجاد می‌‌شوند. فسفاتها و کروماتها نامحلول‌اند. با استفاده ‌از محلولهای معینی مثل اسید سولفوریک با مقدار معینی از نمکهای فسفات ، قسمت سطحی قطعات فلزی را تبدیل به فسفات یا کرومات آن فلز می‌‌کنند و در نتیجه ، به سطح قطعه فلز چسبیده و بعنوان پوششهای محافظ در محیط‌های خنثی می‌‌توانند کارایی داشته باشند.
این پوششها بیشتر به ‌این دلیل فراهم می‌‌شوند که ‌از روی آنها بتوان پوششهای رنگ را بر روی قطعات فلزی بکار برد. پس پوششهای فسفاتی ، کروماتی ، بعنوان آستر نیز در قطعات صنعتی می‌‌توانند عمل کنند؛ چرا که وجود این پوشش ، ارتباط رنگ با قطعه را محکم‌تر می‌‌سازد. رنگ کم و بیش دارای تخلخل است و اگر خوب فراهم نشود، نمی‌‌تواند از خوردگی جلوگیری کند.

اکسید فلزات:
اکسید برخی فلزات بر روی خود فلزات ، از خوردگی جلوگیری می‌‌کند. بعنوان مثال ، می‌‌توان تحت عوامل کنترل شده ، لایه‌ای از اکسید آلومینیوم بر روی آلومینیوم نشاند. اکسید آلومینیوم رنگ خوبی دارد و اکسید آن به سطح فلز می‌‌چسبد و باعث می‌‌شود که ‌اتمسفر به‌ آن اثر نکرده و مقاومت خوبی در مقابل خوردگی داشته باشد.
همچنین اکسید آلومینیوم رنگ‌پذیر است و می‌‌توان با الکترولیز و غوطه‌وری ، آن را رنگ کرد. اکسید آلومینیوم دارای تخلخل و حفره‌های شش وجهی است که با الکترولیز ، رنگ در این حفره‌ها قرار می‌‌گیرد.

گالوانیزه گرم مذابی (HotDipGalvanaized):
روی فلزی است به رنگ سفید متمایل به آبی٬ بالاتراز ۱۰۰ درجه سانتیگراد شکننده٬ مابین۱۰۰ الی ۲۰۰ درجه سانتیگراد نرم٬ قابل انحنا و انبساط است و می‌توان به صورت ورقه‌های نازک درآورد٬ بالای ۲۰۰ درجه سانتیگراد دوباره شکننده می‌شود. خاصیت تکنیکی خیلی مهم روی حفاظت خیلی خوب پوشش‌های آن در مقابل خوردگی است. این خاصیت ترجیحا بواسطه تشکیل لایه یکنواخت و چسبنده اتمسفر ایجاد می‌شود و عموما شامل اکسید و هیدروکسید کربنات روی و گاهی نیز سولفات و کلرید روی می‌باشد.
این روش گالوانیزه کردن بوسیله غوطه ور نمودن فلز در حمام روی مذاب در دمای ۴۲۰-۴۵۰ C انجام می شودو پس از خارج نمودن نمونه از حمام , روی نخست با اکسیژن و سپس با کربن واکنش داده و لایه مقاوم به خوردگی (ZnCo3) را ایجاد می کند . این روش برای جلوگیری از زنگ زدگی استفاده می شود .
این نوع گالوانیزه باعث پیوند روی و اهن می شود و این پوشش قابلیت پذیرش جوش دارد و برای کار در دمای بالا (تا ۲۰۰C ) مناسب می باشد .گاهی به حمام روی سرب افزوده می شود که هدف از این کار افزایش سیالیت روی است . این امر باعث کاهش مصرف روی و قابل بازیافت بودن سرباره می شود.

گالوانیزه الکتریکی ( سفید , زرد , هفت رنگ و سبز ) (zinc plated):
در این روش ترسیب گالوانیک یک فلز بر پایه واکنشهای الکتروشیمیایی صورت می‌گیرد. هنگام الکترولیز در سطح محدود الکترود/الکترولیت در نتیجه واکنشهای الکتروشیمیایی الکترون‌ها یا دریافت می‌شوند (احیا) و یا واگذار می‌شوند (اکسیداسیون). برای اینکه واکنشها در جهت واحد مورد‌ نظر ادمه یابند لازم است به طور مداوم از منبع جریان خارجی استفاده شود. واکنشهای مشخص در آند و کاتد همچنین در الکترولیت همیشه به صورت همزمان صورت می‌گیرند. محلول الکترولیت باید شامل یونهای فلز رسوب‌کننده باشد و چون یونهای فلزها دارای بار مثبت می باشند به علت جذب بارهای مخالف تمایل به حرکت در جهت الکترود یا قطبی که دارای الکترون اضافی می‌باشد (قطب منفی یا کاتد) را دارند. قطب مخالف که کمبود الکترون دارد قطب مثبت یا آند نامیده می‌شود. به طور کلی سیکل معمول پوشش‌دهی را می‌توان به صورت زیر در نظر گرفت:

یک اتم در آند یک یا چند الکترون از دست می‌دهد و در محلول پوشش‌دهی به صورت یون مثبت در می‌آید.
یون مثبت به طرف کاتد یعنی محل تجمع الکترون‌ها جذب شده و در جهت آن حرکت می‌کند.
این یون الکترون‌های از دست داده را در کاتد به دست آورده و پس از تبدیل به اتم به صورت جزیی از فلز رسوب می‌کند.

نیکل کروم:
( نیکل سفید شبیه به نقره متمایل به زرد / کروم سفید شبیه به نقره متمایل به آبی)
در این روش ابتدا نمونه با نیکل آبدهی می شود
(نیکل رسانا بوده خاصیت مغناطیسی دارد, زنگ نمی زند و جوش می پذیرد )
بعد از آن با کروم به منظور ایجاد سطحی صیقلی , خوب و مقاوم در برابر خوردگی ایجاد می شود
(کروم زنگ نمیزند , جوش و نقاشی نمی پذیرد و در برابر اسید های هالوژن دار تاثیر می پذیرد اما در برابر گازها ,محلول های قلیایی و نمکی مقاوم است).

تفلن (P.T.F.E):
پوشش P.T.F.T در رنگ های مختلف مانند سبز, آبی, زرد ,مشکی, توسی و …… می باشد.
این پوشش در برابر خوردگی و سایش مقاومت دارد . این پوشش توانایی تحمل دمای ۲۰۰ تا ۳۵۰ C
رادارد.ضمنا پوشش تفلن عایق الکتریکی و ضد آب بوده و در برابر اسید, باز و نمک ایستایی دارد .
گروه دیگری از پوشش ها هستند که مورد استفاده در صنایع قید و بستی نمی باشند و از توضیح آن پرهیز می نماییم. مانند پوشش طلا , نقره , پلاتین و …

تولید رزوه:
با ۲ روش می توان رزوه ها را تولید نمود :
الف) ماشینکاری (حدیده)
در این روش توسط تراشکاری رزوه هایی را بر روی میل گرد ایجاد می کنیم. قطر خارجی رزوه های تولید شده به این روش برابر با قطر ساق پیچ است.

ب) نورد ( رولینگ ) (مالشی)
در این روش بجای تراش و حذف قسمتهایی از میل گرد اولیه ، توسط فرآیند اکستروژن رزوه ها را ایجاد می کنیم . مقطع پیچ قبل از رزوه شدن دارای ۲ قطر متفاوت می باشد، قسمتی که قرار است رزوه شود دارای قطری کمتر بوده که پس از رزوه بواسطه انبساط شعاعی و دارای قطری برابر ساق (Shank ) می گردد.
ضعیف ترین منطقه رزوه نسبت به نیروهای مکانیکی قطر کوچک ( Minor) است و چون این مقدار در هر دو روش تولید برابر است بنابراین از لحاظ مقاومت یکسانند، از طرفی کار سرد بر روی آلیاژ پیچ در روش نورد موجب افزایش فشردگی و استحکام رزوه ها می گردد.
در این روش بعد از عملیات رزوه زنی ،پیچهای با گرید ۸٫۸ و بالاتر جهت افزایش استحکام و سختی مورد عملیات حرارتی سختکاری (۷۰۰-۹۰۰) قرار گرفته آستنیتی می شود (۱۰ دقیقه به ازای هر۱۰ میلیمتر ضخامت ) و سپس در روغن کوئنچ شده و پس از آن جهت بازگشت خواص ضربه پذیری و جلوگیری از تردی در دمای ۴۰۰ تا ۶۰۰ تمپر می گردد.
هنگام عملیات حرارتی Quench-Tempering به منظور جلوگیری از کربوره شدن بیش از حد یا دکربوره شدن ، دمای کوره میبایست خنثی بوده و تحت کنترل باشد.
عملیات حرارتی در کنار مواد اولیه و فرایند تولید از ارکان تولید پیچ و مهره محسوب می شود.

پیچ (screw) در واقع استوانه ای است که شیارهای مارپیچ آن را احاطه کرده است. طراحی شیار پیچ ها برای بریدن مواد نرم تر و سخت تر متفاوت است، شیارها اغلب به صورت مثلث، مربع، ذوزنقه و نیم دایره روی سطح جانبی بدنه ایجاد می شود. شایع ترین کاربرد پیچ برای نگه داری اشیا و قطعات به یکدیگر می باشند. در انتهای اغلب پیچ ها یک بخش خاص و نوک تیز وجود دارد تا ورود به قطعه آسان گردد. ابزار های رایج برای استفاده از پیچ ها آچار و پیچ گوشتی است، سر این ابزار معمولا بزرگتر از بدنه پیچ است تا بتواند نیروی بیشتری به پیچ وارد کرده و آن را در طول قطعه براند.

بخش استوانه ای از قسمت انتها تا نوک پیچ را پای پیچ گویند که ممکن است کل یا بخشی از آن رزوه شده باشد. به فاصله میان هر شیار با شیار دیگر گام پیچ گفته می شود. بیشتر جهت صعود مارپیچ ها به فرم ساعت گرد است که اصطلاحا به آنها پیچ راستگرد گویند که برای باز کردن آن باید آچار را به سمت چپ بگردانیم. پیچ های چپ گرد در موارد خاص مورد استفاده قرار می گیرند.

پیچ های قدرت که گاهی محرک های خطی یا پیچ های انتقال نیز نامیده می شوند، برای تبدیل حرکت دورانی مهره یا پیچ به حرکت خطی نسبتا آهسته در امتداد محور پیچ به کار می روند. هدف بسیاری از آن ها اخذ مزیت مکانیکی بیشتر است، مانند جک ها و پرس ها و هدف برخی حصول به جا به جایی دقیق حرکت محوری است.

یک پیچ انتقال قدرتکه با زاویه جلو بری یا پیشروی λ و زاویه مارپیچ Ψ و زیر نیروی فشاری F بارگذاری شده است. اگر یک راه از پیچ را باز کنیم یک مثلث قائم الزاویه ایجاد می شود که وتر آن لبه دنده، ارتفاع آن میزان پیشروی دنده و قاعده آن محیط دایره ای به قطر میانگین dm است.

پیچ در واقع سطح شیبداری است که یک محور یا یک استوانه را دور می‌زند. در مورد پیچها می‌دانید که آنها قطعات چوبی یا فلزی را به یکدیگر متصل می‌کنند. اما این تنها مورد استفاده پیچ نیست. می‌توانید شیشه‌هایی را که در منزل دارید امتحان کنید و بعضی از آنها درپوشی دارند که روی آنها پیچیده می‌شود. مثالهای دیگر از کاربرد پیچ عبارت‌اند از چرخ گوشت، پنکه، ملخ هواپیما، و انواع گیره‌های مورد استفاده در کارگاه‌های نجاری و غیره.

به شیارهای مارپیچی درون پیچ و مهره رزوه می‌گویند.
پیچ هارا به دو صورت یا نوع کلی میشود تقسیم کرد:

1-پیچهای خودکار :

پیچهای خودکار نوعی از پیچ هستند که برای ثابت شدن در قطعه مورد اتصال نیازی به مهره ندارند و درون کار فرو میروند و نوک آنها معمولاً مانند میخ تیز هست و حتی میتوانند قطعه کار شده را سوراخ کنندمثل پیچهای سرمته ای، پیچ چوب ،…

2-پیچهای غیر خودکار یا ساده:

این نوع پیچها برای ثابت شدن نیاز به مهره دارند یا قطعه ای که مانند مهره باشد و بتواند کار مهره را انجام دهد. معروفترین پیچ از این نوع را میتوان انواع پیچهای شش گوش ذکر کرد همچنین پیچهایی دیگر مثل پیچ اتاقی، پیچ جوشی، پیچ استوانه، پیچ آلن و … را میشود نام برد.

جنس پیچها میتواند از فلز، چوب، پلاستیک باشد. پر مصرف ترین مواد در تولید این نوع اتصالات فولاد میباشد و نوع آن فولادهای کم کربن و کربن متوسط میباشد. ولی استفاده کردن از فولادهای با کربن بالا، فولاد زنگ نزن(استنلس استیل )(صنایع دریایی -صنایع غذایی -مکانهای مرطوب )، آلومینیوم (ظروف تفلون)، مس، برنج نیز معمول میباشد.

یکی از مهمترین نکاتی که در تولید این گونه اتصالات مانند پیچ ومهره و پرچ باید توجه داشت نوع و جنس مواد اولیه میباشد. جنس و نوع مواد اولیه نه تنها در کیفیت این نوع اتصالات تاثیر دارد در قیمت تمام شده آنها نیز تاثیر زیادی دارد. نوع مفتول فولادی که در تولید پیچ و پرچ و مهره ها استفاده میشود باید قابلیت و فرم پذیری سرد را داشته باشد( Cold heading quality (CHQ. این نوع فولادها معمولاً از فولاد ساختمانی و معمولی گرانتر هستند و دلیل آن این میباشد که در فولاد های با قابلیت CHQ سعی میشود تا حبابهاب ریز هوا به حداقل برسد و سطح و مقطع مفتول به صورت یکنواخت تر و همگن تر باشد تا در هنگام تولید سطح قطعات تولیدی ترک نخورد وترک نداشته باشد.

انتخاب رده مکانیکی مناسب برای هر اتصال بستگی به نیروهای وارد بر پیچ وطراحی ابعاد پیچ دارد،علاوه بر آن باید به نکات زیر توجه کرد.

الف-اگر بخواهیم ابعاد پیچ کوچکتر شود میبایست پیچ با رده مقاومت بالاتری انتخاب گردد.

ب-انتخاب پیچ با رده مقاومت بالاتربستگی به جنس قطعه ای که زیر سر پیچ ومهره قرار میگیرد دارد.

مثلاً اگر جنس قطعه از …. باشند نمیتوان از پیچ 9و12 استفاده کردوباید از واشر سخت شده را واسطه کرد در غیر اینصورت صفحه له میشود.

پ-پیچ ها با رده مقاومت بالا داری تغییر طول کمتری هستند بنابراین قابلیت جذب انرژی کمتری در حالتهای بحرانی دارند که اصطلاحاً شکننده هستند بنابراین با اضافه کردن مقاومت وطول پیچ،ضربات ناشی از بارهای ناگهانی را باید در نظر گرفت.

ث-هنگام طراحی پیچ باید به شرایط ویژه از قبیل نرمش در درجه حرارت پایین ، داشتن مقاومت کافی در برابر حرارت بالا ویا خوردگی توجه کرد.درجه حرارت مجاز برای پیچ های استاندارد بین 50- تا �300+ درجه است .�

ج-معمولاً در ماشین سازی در صورتیکه شرایطی حاکم نباشد رده مقاومت پیچ 8.8 پیچ خشکه 8.8 مهره 8.8 مهره خشکه 8.8 پیچ و مهره 8.8 استفاده می شود