استاد بولت

استاد بولت

استاد بولت ها ( اتصالات ) یکی از انواع پیچ های دو سر رزوه تمام دنده ای هستند که سر وته آنها برای بستن مهره باز است و به وسیله 2 مهره روی قطعه بسته می شود، که در بستن فلنج ها و قطعات فیزیکی مورد استفاده قرار می گیرد. استاد بولت ها در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، سیمان، ساختمان سازی، معدن، خطوط تولید ماشین آلات، مخازن سر چاهی، آب و فاضلاب شیرآلات و تجهیزات خطوط لوله، سد سازی، پل سازی، و صنعت ساختمان و … کاربرد دارند.

استاد بولت ها شامل متریال های تفلون و گالوانیزه و یا استنلس استیل می گردند. متریال های مورد استفاده در تولید استاد بولت ها طبق استانداردهای مختلف ASME نعریف می شوند که پر کاربردترین آنها A193 و برای مهره A194 می باشد. اندازه و سایز استاد بولت ها می تواند بسته به نوع مصرف قابل تولید و انتخاب باشد. این پیچ ها به گونه ای طراحی شده اند که بتوان در هر دو سر آنها مهره را به کار بست.

استاد بولت ها با استانداردهای مختلفی از قبیل … NMG, DIN, ISO همراه با Certificat و شناسنامه ارائه می گردند. از دیگر خصوصیات استاد بولت ها گرید های آن است که به عنوان مثال B7 وB8 می باشند.

استاد بولت ها بسته به نوع گالوانیزه گرم یا سرد و داکرومات در صنایع استفاده می شوند. استاد بولت A193 به عنوان پر کاربردترین استاد بولت برای اتصالات لوله و فلنج فشار قوی و درجه حرارت بالا می باشند.

نمونه ای از استاد بولت ها:

استاد بولت B7 : این نوع استاد بولت همراه دو مهره سنگین استفاده می شود و پر مصرف ترین نوع استاد بولت می باشد و تا دمای زیر 800 درجه فارنهایت انتخابی مناسب برای فلج های صنعتی می باشد.

استاد بولت B16 : این نوع استاد بولت در دمای بالای 1000 درجه فارنهایت مورد استفاده قرار می گیرد و در درجه حرارت بالا ی 850 درجه فارنهایت استاندارد B16 طول عمر 2 و نیم برابر استاد بولت B7 است.

استاد بولت ها در سایزهای گوناگون از قطر 10 میلیمتر تا قطر 100 میلیمتر تولید می شوند. استاد بولت ها در متریال های مختلف از قبیل B8T ،B8M ،B8 ،L43 ،B16، L7M ،L7 ،B7M ،B7 ،B6، B5 با استانداردهای DIN 976, DIN 975, BS 4882, ANSI B16/5 تولید می شود. استاد بولت ها در چند تایپ مختلف مثل استاد بولت های عادی، استاد بولت های گرم که به بازار عرضه می گردند.

در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی استادد بولت ها جایگاه ویژه ای دارند. به عنوان مثال برای اتصال لوله ها به هم از فلنج و استادبولت استفاده می شود. استادبولت ها با مواد گوناگونی پوشش دهی می شوند آبکاری سرد، آبکاری گرم، داکرومات، PTF، نیکل، تفلون و آبکاری زرد از جمله پوشش ها می باشد.

در صنایع فراساحل به علت خورندگی آب دریا از آلیاژهای مناسب جهت جلوگیری از خورده شدن استادبولت در اعماق آب دریا و مهیا کردن طول عمر مناسب برای استاد بولت استفاده می شود. ممکن است از متریال های رایج جهت تولید و مصرف این استاد بولت ها برای مناطق آب شور با روکش های مناسب استفاده گردد. در کارگاه استاد بولت ها به صورت طولی ( تمام میلگرد به صورت طولی ) تولید می گردد یعنی اینکه بعد از عملیات رزوه گذاری روی میلگرد آنرا به اندازه دلخواه برش می زنند و به بازار عرضه می کنند، مشتری با توجه به نیاز خود ابعاد خود را مشخص و به تولید کننده اعلام می کند. تولید کننده نسبت به ابعاد مشتری شروع به قطع استادبولت از میلگرد تمام رزوه می کند. استاد بولت پس از برش به وسیله تورپلاست مورد حفاطت قرار می گیرند برای انتقال استادبولت ها به محل مصرف از جعبه های مخصوص استفاده می شود. در صورت حمل اشتباه استادبولت ها امکان خرابی رزوه استادبولت ها وجود دارد مخصوصا در استادبولت های تفلون و یا PTF شده بهتر است بعد از گذاشتن آنها در جعبه به دقت استادبولت ها را درون آن ثابت نگه داریم تا درست به مقصد برسند.

در مواردی خاص از آلیاژهای خاص جهت تولید استاد بولت استفاده می شود به عنوان مثال دربو ژنراتور ها و یا توربوکمپرسورها به علت لرزش بیش از حد استاد بولت ها و امکاه ایجاد ترک در استاد بولت از آلیاژهای مناسب این کار استفاده می گردد. استادبولت هایی با قطر بیش از 3 اینچ در مصارف خاص پتروشیمی بیشتر قرار می گیرند.

در ایران استادبولت ها بیشتر در صنایع نفت و پتروشیمی در خطوط لوله مورد استفاده قرار می گیرد استاد بولت به روش فشار و رزوه که به نام رولینگ معروف هست تولیدی می شود در این روش استادبولت بعد از سایز شدنمیلگرد و کشیده شدن آن درون دستگاه رولینگ قرار می گیرد و به صورت یکپارچه تمامی آن یک دنده می شود، در حین دنده زنی مرتبا روی آن روغن ریخته می شود که این روغن برای برای انتقال حرارت ایجاد شده و پلیسه های احتمالی از روی استادبولت است. شایان ذکر است که دستگاه های رولینگ توان تولید استادبولت ها را در قطرهای مختلف با گام های دنده ایی مختلف را دارند این کار با تعویض قرقره های دستگاه میسر می شود. استادبولت ها در ایران اکثرا از استانداردهای طولی اینچ تبعیت می کنند که از قطر 2/1 اینچ تا 4 اینچ مورد مصرف قرار می گیرند.

میلگردهای مورد استفاده در تولید در تولید استادبولت استانداردهای مشخصی دارند که طراح نسبت به موضوع طراحی و شرایط استفاده از آن آنها را انتخاب می کند.برای انتخاب یک استادبولت می توان از جداول استاندارد طراحی آنها را انتخاب کرد. شایان ذکر است رزوه های استادبولت ها بنا به مصرف شکل های گوناگونی دارند مثلا استادبولت رزوه کبریتی در صنایع ماشین سازی جهت انتقال دقیق قطعه مکانیکی مورد استفاده قرار می گیرد. این گونه از استادبولت ها از متریال های بسیار مقاوم و بعد از سخت کاری استفاده می شوند. از استادبولت های دنده کبریتی برای تبدیل نیروهای دورانی به نیروهای افقی و عمودی است. این گونه استاد بولتها هیچ گونه عملیات آبکاری نخواهند داشت. پیچ های متری از جمله استادبولت هایی هستند که به طول های بیشتر از 1 متر به بازار عرضه می شو

اسکلت فلزی پیچ و مهره

انواع اسکلت فلزی با پیچ و مهره با دقت چند میلی متر را توسط پرسنل و مهندسین با سابقه و دستگاه های تمام اتوماتیک از مرحله برش ورق ( جهت ساخت تیر ورق ) به وسیله دستگاه برش دقیق cnc ، مرحله جوش کاری با استفاده از جوش آرگون و زیرپودری با دقت بالا ، تست جوش ، سند بلاست برای بدست آوردن سطحی صاف و سیقلی ، رنگ آمیزی اسکلت فلزی با رنگ رزین کرومات به دلیل محافظت در برابر عوامل خورنده را داراست .
همان گونه که قبل تر بیان شد روش دیگر اجرا اسکلت فلزی تماما به وسیله جوشکاری صورت می گیرد که این روش نیز همانند روش پیچ و مهره دارای مزایا و معایبی هستند ، سیستم جوشکاری معمولا یا در محل کارگاه با استفاده از پروفیل های IPE ( استفاده به عنوان تیر ) و IPB ( تیرآهن بال پهن استفاده به عنوان ستون ) توسط پرسنل جوشکار حرفه ای صورت میگیرد و یا ابتدا اسکلت مورد نظر در محل کارخانه سازنده اسکلت فلزی و سوله از نوع تیر ورق ساخته شده و به محل کارگاه انتقال می یابد و قطعات ساختمان نظیر تیر های اصلی ، ستون و … به وسیله جوش به یکدیگر متصل میشوند .
در این میان سیستم سازه ای ساختمان ، اهمیت سازه ، تعداد طبقات ، قیمت تمام شده و … تاثیر به سزایی بر انتخاب روش ساخت اسکلت فلزی ( پیچ و مهره ای ) دارد ، به عنوان مثال به برخی مزایا و معایب اسکلت فلزی پیچ و مهره ای میپردازیم :
از آنجا که اسکلت فلزی در کارخانه زیر نظر متخصصین این امر ساخته و کنترل کیفیت می گردد در نتیجه می توان انتظار جوش با کیفیت تر و حصول مقاومت مورد نظر مهندس محاسب را داشت ، جهت ساخت بسیاری از سازه های مهم و مرتفع در جهان از اسکلت فلزی با پیچ و مهره استفاده می شود که این خود گویا کیفیت بالا و ضریب ایمنی قابل قبول تر نسبت به سیستم جوشکاری می باشد . از طرفی همان طور که قبل تر بیان شد اتصالات پیچ و مهره ای یا از نوع اتکایی و یا از نوع اصطکاکی هستند ، در اتصال پیچ و مهره ای اتکایی که برای اتصال تیر های فرعی در سازه های فلزی کاربرد دارد در واقع بار زنده و مرده المان بر روی ضخامت پیچ ها افتاده و پیچ ها تحت برش قرار می گیرند از همین رو است که از این اتصال برای موارد درجه ۲ سازه نظیر تیر فرعی کاربرد دارد . اما در اتصال اصطکاکی که بسیار پر کاربرد و روش اصلی برای متصل نمودن اجزا درجه ۱ سازه نظیر تیر ها و ستون هاست بستن پیچ و مهره ها نیازمند ابزار بخصوص بنام آچار ترک متر و پرسنل متخصص جهت بستن صحیح پیچ هاست که این مورد در نوع خود نیازمند تمهیداتی در سیستم اجرایی می باشد ، در این اتصال پیچ ها تحت کشش قرار گرفته و صفحات به هم فشرده می شوند . به طور کلی می توان هزینه بالا در ساخت ، حمل و نصب اسکلت فلزی با پیچ مهره و نیاز به پرسنل متخصص و دستگاه های خاص را از محدودیت های این سیستم دانست .
برخی مزایا و معایب اسکلت فلزی جوشکاری :
بر اساس پروژه ، اغلب کارهای کوچک فلزی که المان های سازه ای همچون تیر و ستون را پروفیل های گرم نورد ، استفاده از IPE به عنوان تیر و استفاده از دوبل IPE و یا IPB تحت عنوان ستون به کار می روند سیستم جوشی سریع ترین روش برای اجرا اسکلت فلزی خواهد بود و از نظر هزینه و دستمزد هم نسبت به اسکلت فلزی پیچ و مهره ای صرفه جویی قابل توجهی صورت می گیرد چرا که اولا هزینه حمل حذف میگردد ثانیا ساخت اسکلت فلزی توسط جوشکار در محل کارگاه صورت میگیرد ، از طرفی جوشکاری در کارگاه ساختمانی مطمئنا کیفیت جوش در کارخانه را نخواهد داشت بخصوص که جوش کاری در ارتفاع به دلیل سختی های خاص خود و امکان تست جوش کمتر معمولا دارای کیفیت پایین تری می باشد .

د آزمایش کشش گوه اي پیچ و مهره چیست؟
آزمایش کشش گوه اي:

پس از آزمون کشش این آزمایش بر روي پیچ انجام میشود .الزام آیین نامه براي انجام آزمایش کشش بر روي نمونه ي کامل و واقعی پیچ و مهره ي استفاده شده در پروژه است، مگر در مواردي که محدودیت ظرفیت دستگاه آزمایش وجود دارد و یاطول پیچ و مهره خیلی کوتاه است که در این حالت از نمونه ي ماشین کاري شده استفاده میشود.در این آزمایش باید دست کم به مقدار چهاررزوه ي کامل از پیچ بین فکهاي دستگاه قرار بگیرد. حداکثر سرعت دستگاه نباید بیشتر از25 mm/minباشد . شکست به وجود آمده تنها باید در بدنه ي پیچ و مهره باشد و در صورت بروز شکست در محل اتصال سرپیچ به بدنه، حتی اگر به مقاومت مورد نیاز نیز رسیده باشد،نمونه مورد پذیرش نیست. این شکست در پیچ هاي ساخته شده به روش فورج گرم بیشتر مشاهده میشود و بر همین اساس تا حد امکان به روش فورج باید از پیچ هاي ساخته شده به روش فورج سرد استفاده شود. از آنجایی که در ایران و در حال حاضر تنها تا قطر M 24سرد تولید میشود، در طراحی باید تلاش نمود تا از قطرهاي بالاتر استفاده نشود.

پیچ استوانه , پیچ خودکار, پیچ اهنی , پیچ خشگه , پیچ الن , پیچ الن سر تخت , پیچ الن مغزی , پیچ سرمته , پیچ چشمی , پیچ استیل , پیچ تک خار , پیچ متری , پیچ متری دنده کبریتی , پیچ تی , پیچ جوشی , پیچ چهار گوش , پیچ دنده درشت , پیچ دنده ریز , پیچ گالوانیزه , پیچ گالوانیزه گرم , پیچ میلیمتر , پیچ دنده ژاپنی , پیچ نیم متری , پیچ یک متری , پیچ کفشکی , پیچ نیم رزوه , پیچ تمام رزوه پیچ خشکه 8.8

مهره اهنی , مهره خشگه , مهره باریک , مهره شش گوش , مهره چهار گوش , مهره خاردار , مهره داربستی , مهره فلنچی , مهره گالوانیزه , مهره گالوانیزه گرم , مهره , مهره دنده کبریتی , مهره کاسه نمدی , مهره واشر دار ,

واشر تخت , واشر فنری , واشر مسی , واشر چهار گوش ,واشر خورشیدی , واشر خاردار , واشر تخت گالوانیزه , واشر تخت گالوانیزه گرم , واشر فنری گالوانیزه , واشر فنری گالوانیزه گرم

فلنج
کاربرد فلنج
فلنج فولادی دارای یک گردن مخروطی است که شعاع این گردن در انتها با قطر لوله برابر و به آن جوش می شود. وجود این گردن باعث تقویت تحمل فلنج میگردد. این نوع فلنج برای تحمل فشارهای بالا و دماهای زیر صفر و همچنین بارهای نوسانی و ارتعاشی مناسب است. جهت اتصال به اتصالات جوشی یا نازل های تجهیزات و مخازن در دو نوع معمولی و بلند ساخته می شود. به علت ضخامت کافی در جاهائی که دما زیاد و تنش های برشی، فشاری و ارتعاشی وجود دارد بکار می روند. فلنج فولادی در انتها دارای گردن بوده و مشخصات آن در قسمت انتهای گردن با مشخصات لوله به آن جوش می شود یکسان است (از لحاظ قطر و ضخامت). این نوع فلنج دارای یک قسمت مخروطی (Tapered Hub) می باشد که ضخامت آن رفته رفته تا محل جوش لب به لب (Butt weld) با لوله کم می شود و این قسمت مخروطی باعث تقویت فلنج شده و در موقع عملیات نظیر تنش زدایی و امتحان جوش با اشعه ایکس و یا گاما صفحه فلنج را از قسمت گرم شده دور نگه می دارد. فلنج فولادی برای فشارهای بالا و دماهای زیر صفر و یا بسیار زیاد کاربرد دارد و برای تمام سرویس ها تا کلاس ۲۵۰۰ قابل استفاده است و بطور کلی نصب این نوع فلنج دارای کم ترین هزینه است و برای مکان هایی که تنش ضربه ای ، ارتعاشی و برشی زیاد است توصیه می گردد.
فلنج چیست؟
فلنج ها يكي از اتصال دهنده هاي لوله ها ، شير آلات ودستگاهها به يكديگر مي باشد. فلنج بصورت قطعه ديسكي شكل بوده كه هميشه بصورت جفت به كمك پيچ ومهره دو قطعه را به يكديگر متصل مي سازدوبه آساني باز شده وبراي فشارهاي كم وبالا مناسب مي باشد. آب بندي بين دو فلنج توسط لاي(Gasket) كه در بين آنها قرار داده مي شود انجام ميگيرد .جنس فلنجها از فولاد وآلياژهاي ان ويا از چدن وساير مواد ساخته مي شود.
انواع فلنج
-فلنج با سطح ساده (FLAT FACE) : در اين نوع از فلنجها سطح يك فلنج كه بايد در مقابل سطح فلنج ديگر قرار گيرد صاف مي باشد . معمولا فلنجهاي چدني و يا فولادي كه در فشارهاي كم كاربرد دارند از اين نوع ساخته مي شوند. 2- فلنج با سطح برجسته (Raised face) : در اين نوع فلنجها سطح فلنج كه درمقابل فلنج ديگر قرارگرفته و برفلنج پلی اتیلن روي آن لايي قرار داده مي شود نسبت به سطح كلي فلنج برجسته تر ساخته مي شود . بر اساس استاندارد مقدار برجستگي درتمام اندازه ها براي كلاسهاي 150و 300 برابر 1.6 mm وكلاسهاي بالاتر برابر 6.4 mm مي باشد. در قسمت برجستگي ممكن است سطح كاملا صيقلي (smooth finish) و يا داراي شيار (serrated finish) باشد واين شيارها يابصورت هم مركز ويا حلزوني مي باشد كه روش ساخت آن در استاندارد (mss-sp-6) مشخص گرديده است (معمولا عمق شيارها 0.4mm وفاصله آن از هم 0.8 mm مي باشد) 3-فلنج نر وماده (Male & Female) : صفحه اين نوع فلنجها كه بصورت جفت وجود دارد يكي داراي برامدگي (به ارتفاع 6.4mm ) و ديگري تو رفتگي (به عمق 5 mm) مي باشد. 4- فلنج با صفحه داراي زبانه و شياردار (Tongue & Groove facing) : اين نوع فلنج نيز بصورت جفت وجود دارد و همانند فلنج نر و ماده بوده با اين تفاوت كه قطر داخلي زبانه و شيار تا سوراخ فلنج (مسير جريان) ادامه ندارد و بنابراين لايي (gasket) را روي قطر داخلي و خارجي خود نگه مي دارد و همين باعث مي شود لايي (gasket) از خوردگي و فرسودگي محفوظ بماند. ساختمان زبانه و شيار مينيمم سطح لايي نوع مسطح را ايجاب مي كند و بنابراين تحت فشار پيچها كمترين بار و ماكزيمم راندمان اتصالي (joint efficiency) ممكنه براي لائيهاي مسطح را خواهد داشت. دراين نوع اتصال ميزان برامدگي زبانه 6.4mm و ميزان عمق شيار برابر 5mm مي باشد.

مزایای سازه های پیچ و مهره ای

كيفيت مناسب اتصالات در سازههاي فولادي عامل اصلي يكپارچگي سيستمهاي سازهاي بوده و تخريب بسياري ازساختمانهاي فولادي طبق گزارش زلزله هاي گذشته ناشي از مشكل جوشكاري اتصالات تعيين شده است. يك اتصال ضعيف ونامناسب مي تواند منجر به يك سري زوال هاي پي در پي و بنيادي در سازه فولادي گردد. با جوشكاري اتصالات حساس مثل جوش شياري نفوذي اتصال گيردار تير به ستون در محل كارخانه و نصب اسكلت فولادي صرفا با پيچ كردن قطعات از پيش ساخته شده ميتوان علاوه بر تسريع در اجراي پروژه، به ارتقاي كيفيت ساخت كمك شاياني نمود.
مزایای ساخت اسکلت فلزی پیچ و مهره ای نسبت به سایر اسکلت ها عبارتند از :

سرعت اجرا: سرعت اجرای سازه های با اتصالات پیچ و مهره ای نسبت به اتصالات جوشی بالاتر و کاملا قابل لمس می باشد و زمان ساخت سازه های پیچ و مهره ای کمتر از سازه های با اتصالات جوشی است و با توجه به مدت زمان بالای اجرای پروژه های کشورمان این نوع از سازه ها جهت کاهش زمان ساخت پیشنهاد می گردد .

سرعت نصب : در این گونه از سازه ها بدلیل حذف کامل جوشکاری در محل نصب سازه ،فقط با جایگذاری قطعات و بستن تعدادی پیچ و مهره محدود می شود که این عامل باعث افزایش چشمگیر سرعت نصب می شود و خطاهای نصب به حداقل خود می رسد .
كيفيت ساخت : كيفيت ساخت سازه با امكانات موجود در كارخانه و طبق نقشه هاي طراحي شده و تحت نظارت واحد كنترل كيفی قابل مقايسه با سازه های جوشی كه در محل نصب سازه ساخته می شوند نمي باشد .

پرت مصالح : معمولا در محاسبات دست محاسب در انتخاب مقاطع خاص تیر اهن بسته میباشد و مجبور است با اضافه کردن ورق و جوشکاری به مقطع مورد نظر برسد حال انکه در ساختمان پیچ و مهره ای امکان اضافه کردن مقاطع سبکتر و با مقاومت بیشتر وجود دارد که استفاده از ورق در ساخت مقاطع پرت آهن آلات را به حداقل می رساند .

ایمنی و پایداری سازه: چه به لحاظ تئوری و چه به لحاظ عملی ثابت شده است که ساختمان های پیچ و مهره ای به دلیل کیفیت بهتر پایداری بیشتری در برابر زلزله و نیروهای جانبی دارند .

هزینه کمتر: اجرای ساختمان پیچ و مهره ای به لحاظ اقتصادی می تواند هزینه کمتری را به مالک تحمیل کند ولی این بدان معنی نیست که دو سازه که کاملا مقاطع آن یکسان می باشد سازه پیچ و مهر ه ای کم هزینه تر باشد ولی به دلیل باز بودن دست طراح در بهینه سازی و ساخت مقاطع با وزن کمتر، امکان کاهش وزن سازه توسط طراح به راحتی امکان پذیر است .

مقاومت در برابر آتش سوزی:در دماهای بالا معمولا اتصالات پیچ و مهره ای مقاومت بیشتری در برابر حرارت دارند و احتمال تخریب سازه بسیار کمتر از اتصالات جوشی است .

عدم نیاز به فضای کار: معمولا در شهر ها به دلیل عدم وجود موقعیت و مکان مناسب جهت ساخت اغلب پیمانکاران دچار زحمت فراوان شده که با استفاده از این نوع سازه ها ، قابلیت اجرا در شلوغ ترین و کم حجم ترین موقعیت ها فراهم کرده است .

رواج جهانی: در کلیه کشورهای آمریکایی و اروپایی تمامی سازه ها به صورت پیچ و مهره ای اجرا می شود مگر در سازه های بسیار کم اهمیت که اتصالات آن جوشی اجرا شود که از دلایل مهم استفاده از این نوع سازه ها در این کشور ها ، عملکرد بهتر آن و تجربه بیشتر آن کشور ها در ساخت سازه های فولادی مي باشد .
خوردگی سازه: در سازه هاي پيچ و مهره اي قبل از رنگ آميزي قطعات توسط دستگاههاي سندبلاست و وايربرس تحت نظر واحد كنترل كيفي زنگ زدايی می شوند كه در سازه های جوشی اين عمليات انجام نمی گردد و همچنين در سازه های جوشی بجای رنگ غنی از روی كه در سازه های پيچ و مهره ای استفاده می شوند ، ضد زنگ بكار می رود كه اين امر باعث خوردگی سريع سازه می شود .

امکان استفاده در مدیریت حوادث: با توجه به امکان جابجایی این گونه سازه ها امکان جابجایی و نصب آن در مناطق بحران زده مانند سیل و زلزله امکان پذیر می باشد