نوار کامل مشکی: راهنمای نمرات، استفاده و انتخاب

A نوار نخ کامل مشکی یک طول پیوسته از میله فولادی با رزوه هایی است که از یک سر به سر دیگر کشیده می شود و با سطح تیره و غیر بازتابنده آن مشخص می شود. عنوان "سیاه" بسیار مهم است زیرا پوشش محافظ را توصیف می کند - معمولا اکسید سیاه، فسفات سیاه یا یک مقیاس آسیاب نورد گرم ساده - که مقاومت در برابر خوردگی، روانکاری و کاربردهای مناسب میله را تعیین می کند. رایج ترین گریدها برای میله رزوه ای مشکی، فولاد کربنی 4.6، 4.8، 8.8، و 10.9 تحت سیستم درجه بندی متریک ISO است که فولاد آلیاژی B7 استاندارد پیچ ​​و مهره در دمای بالا مطابق با ASTM A193 است. انتخاب درجه و پرداخت صحیح در درجه اول بر اساس الزامات بار کششی، قرار گرفتن در معرض محیط، و اینکه آیا میله در محیط خشک داخلی، یک محیط مرطوب، یا یک کاربرد محدود به فشار در دمای بالا استفاده می شود، هدایت می شود.

رمزگشایی پایان "سیاه": انواع و تفاوت های عملکردی

اصطلاح "سیاه" در زمینه یک نوار رزوه ای به یک روکش استاندارد و منفرد اشاره نمی کند. این شامل چندین عملیات سطحی متمایز است که هر کدام سطح حفاظت در برابر خوردگی، ضریب اصطکاک و ظاهر خاص خود را دارند. اشتباه گرفتن یک روکش مشکی با دیگری می‌تواند منجر به زنگ‌زدگی زودرس، زنگ زدگی رزوه یا روابط نادرست گشتاور-کشش در اتصالات پیچ‌دار بحرانی شود.

روکش نورد گرم ساده که اغلب در تجارت "خود رنگ" یا "نوار سیاه" نامیده می شود، مقرون به صرفه ترین و رایج ترین میله رزوه ای همه منظوره است که در پریزهای سخت افزاری فروخته می شود. پوشش‌های اکسید سیاه و فسفات، پوشش‌های تبدیلی هستند که شیمی سطح فولاد را بدون افزودن ضخامت قابل اندازه‌گیری تغییر می‌دهند، به این معنی که بر تناسب رزوه یا قطر گام تأثیر نمی‌گذارند. در مقابل، روی سیاه یک پوشش آبکاری شده است که معمولاً ضخامت آن را افزایش می دهد 5 تا 12 میکرون -و این باید در تلورانس نخ در نظر گرفته شود. برای اطمینان از مونتاژ رایگان، یک میله رزوه‌ای با روکش روی، به آجیل‌هایی نیاز دارد که با مقدار اضافی تولید شده باشند.

نمرات فولاد و خواص مکانیکی میله رزوه ای مشکی

عملکرد مکانیکی یک میله رزوه کامل مشکی با درجه فولاد آن تعیین می شود که حداقل استحکام کششی، استحکام تسلیم و ازدیاد طول را مشخص می کند. سیستم درجه بندی متریک ISO، تعریف شده در ISO 898-1 برای اتصال دهنده های فولاد کربنی ، از یک کد دو رقمی استفاده می کند که در آن رقم اول ضرب در 100 حداقل استحکام کششی تقریبی را بر حسب MPa نشان می دهد و حاصل ضرب دو رقم در 10 نسبت تسلیم به کشش تقریبی را نشان می دهد. انتخاب درجه اشتباه برای بار کاربردی منجر به تغییر شکل پلاستیک در اثر تسلیم شدن یا شکستگی شکننده در اثر اضافه بار می شود.

علامت درجه روی یک میله رزوه ای مشکی معمولاً روی یک یا هر دو انتهای میله یا روی مهره ای که آن را همراهی می کند مهر می شود. یک بار درجه 8.8 همچنین ممکن است دارای یک ریزساختار خاموش و معتدل باشد که در آزمایشگاه با ساختار دانه مارتنزیت سکوریت شده آن قابل شناسایی است. در میدان، عدم وجود علامت گذاری یک علامت هشدار دهنده است. یک نوار مشکی بدون مهر قابل مشاهده باید درجه 4.6 یا پایین‌تر در نظر گرفته شود و نباید در هر برنامه باربری که خرابی می‌تواند باعث جراحت یا آسیب مالی شود استفاده شود.

مشخصات موضوع و کلاس های تناسب

رشته های روی یک نوار رزوه ای کامل یک ویژگی کالای عمومی نیستند. آنها با یک کلاس تحمل خاص تولید می شوند که تعیین می کند چگونه میله با مهره ها و سوراخ های ضربه خورده جفت می شود. رزوه استاندارد برای نوار رزوه ای مشکی متریک عبارت است از نمایه نخ درشت متریک ISO (پروفایل M) به ازای ISO 68-1 ، با زاویه پهلو 60 درجه. کلاس تحمل به طور معمول است 6 گرم برای نخ خارجی روی میله ، که تناسب متوسطی را فراهم می کند که سهولت مونتاژ را با مقاومت در برابر شل شدن تحت ارتعاش متعادل می کند.

برای میله‌هایی که با مهره‌ها استفاده می‌شوند، یک نخ میله 6 گرمی همراه با یک نخ مهره 6H، تناسب فاصله استاندارد ISO را ایجاد می‌کند. وقتی قرار است میله به جای استفاده از یک مهره در سوراخ ضربه‌خورده قرار گیرد، کلاس تناسب حیاتی‌تر می‌شود. یک رزوه میله 6 گرمی در سوراخ 6H فاصله کافی برای بیشتر کاربردها ایجاد می کند، اما برای ماشین آلات دقیق یا جاهایی که میله باید مرتباً برداشته شود و دوباره نصب شود، ممکن است رشته تنگ 5/6 گرم روی میله مشخص شود. کلاس thread به ندرت در خود نوار مشخص می شود. این یک مشخصات تولید است که باید از مستندات تامین کننده تایید شود.

رزوه های برش در مقابل نورد: روش ساخت و تاثیر آن

روشی که برای شکل دادن رزوه ها بر روی یک میله رزوه کامل مشکی استفاده می شود، به طور قابل توجهی بر مقاومت در برابر خستگی، پوشش سطح و ثبات ابعادی میله تأثیر می گذارد. نورد رزوه، جایی که پروفیل رزوه با فشار دادن قالب های فولادی سخت شده در برابر میله دوار به صورت سرد شکل می گیرد، نخی با خواص مکانیکی برتر تولید می کند. فرآیند سرد کاری سطح نخ را فشرده و سخت می کند و ایجاد یک لایه تنش پسماند فشاری که شروع ترک خستگی را به تاخیر می اندازد. رزوه های نورد شده همچنین سطح صاف تری دارند زیرا مواد به جای برش جابجا می شوند و در نتیجه عیوب سطحی که باعث افزایش تنش می شود کمتر می شود.

رزوه های برش، که با برداشتن مواد با قالب یا ابزار برش تک نقطه ای تولید می شوند، دارای عیب ذاتی برش از طریق خطوط جریان دانه فولاد هستند. این باعث ایجاد انتهای دانه های آشکار در ریشه نخ می شود که در برابر خوردگی و شروع ترک های خستگی حساس تر هستند. برای میله رزوه ای درجه 8.8 یا 10.9 که تحت بارگذاری چرخه ای قرار می گیرد، یک نخ نورد شده می تواند عمر خستگی 50٪ تا 100٪ طولانی تر را فراهم کند از یک نخ برش معادل. حق بیمه قیمت برای میله های نخ نورد شده اندک است و در هر برنامه ای که شامل لرزش، چرخه فشار یا بارگذاری دینامیکی باشد قابل توجیه است.

حفاظت در برابر خوردگی و محدودیت های فینیش های سیاه

هیچ روکش سیاهی مانند گالوانیزه گرم یا فولاد ضد زنگ از محافظت در برابر خوردگی برخوردار نیست. یک میله رزوه ای سیاه رنگ اساساً یک محصول فولاد کربنی با لایه سطحی آرایشی یا محافظ ملایم است و در صورت قرار گرفتن در معرض رطوبت، تراکم یا آب و هوای بیرون بدون حفاظت اضافی زنگ می زند. مقیاس آسیاب نورد گرم تقریباً هیچ محافظت مانعی ارائه نمی دهد. در شرایط مرطوب فقط چند روز شروع زنگ قرمز را به تاخیر می اندازد. اکسید سیاه، در حالی که جذاب است، یک لایه مگنتیت (Fe3O4) است که ذاتاً متخلخل است و برای مهر و موم کردن سطح به یک روغن پس از درمان یا فیلم مومی متکی است. بدون این درزگیر، اکسید سیاه مقاومت در برابر خوردگی ناچیز دارد.

برای کاربردهایی که میله قابل مشاهده است و در معرض رطوبت گاه به گاه قرار می گیرد - مانند اتصالات معماری، مونتاژ مبلمان، یا تکیه گاه نرده های داخلی - فسفات سیاه با پوشش روغن مکمل یا روکش روی سیاه، بادوام ترین راه حل را برای ارتقاء به فولاد ضد زنگ ارائه می دهد. آبکاری روی سیاه با یک لایه غیر فعال کروم سه ظرفیتی می تواند محقق شود 96 ساعت مقاومت در برابر پاشش نمک خنثی قبل از زنگ قرمز بر اساس ISO 9227، که برای برنامه های تحت پوشش در فضای باز کافی است. با این حال، برای قرار گرفتن در معرض دائمی در فضای باز، خدمات مدفون، یا محیط های دریایی، پوشش سیاه کافی نیست. در این شرایط، مواد باید به فولاد گالوانیزه گرم، میله رزوه‌دار فولاد ضد زنگ 304 یا ضد زنگ 316 برای قرار گرفتن در معرض ساحل ارتقا یابد.

پیش بارگذاری، گشتاور-تنش، و نقش روانکاری

هنگامی که یک میله رزوه ای سیاه رنگ در یک اتصال پیچ و مهره کششی استفاده می شود - که در فولاد سازه ای، نصب ماشین آلات و اتصالات لوله فلنج رایج است - دستیابی به پیش بار طراحی مستلزم درک رابطه گشتاور-کشش است. این رابطه توسط ضرایب اصطکاک در سطح مشترک رزوه و سطح یاتاقان مهره غالب است. رنگ مشکی به طور مستقیم بر این ضرایب اصطکاک تأثیر می گذارد. یک میله در مقیاس آسیاب ساده دارای ضریب اصطکاک بالا و ناسازگار است، معمولاً در محدوده 0.20 تا 0.35 بسته به شرایط سطح یک روکش اکسید سیاه با روغن دارای ضریب بسیار پایین تر و قابل پیش بینی تری است 0.12 تا 0.18 . سطح فسفاته و روغنی بین 0.15 و 0.22 قرار می گیرد.

مفهوم عملی این است که گشتاور یکسانی که روی میله‌هایی با روکش‌های مشکی متفاوت اعمال می‌شود، پیش‌بارهای متفاوتی را تولید می‌کند. گشتاور بیش از حد یک میله اکسید سیاه روغن کاری شده به مقدار مشخص شده برای یک میله در مقیاس آسیاب خشک می تواند باعث ایجاد رزوه ها یا حتی شکستن میله شود. روش نصب باید شرایط پایان خاص را در نظر بگیرد و استفاده از آچار گشتاور کالیبره شده با ضریب K شناخته شده (ضریب مهره) برای ترکیب میله و مهره خاص برای اتصالات حیاتی ضروری است. اگر ضریب K ناشناخته باشد، پیش بارگذاری را می توان با اندازه گیری ازدیاد طول پیچ با یک میکرومتر یا یک گیج پیچ اولتراسونیک تأیید کرد، که عدم قطعیت رابطه گشتاور-کشش را از بین می برد.

برش و اصلاح نوار رزوه دار مشکی در میدان

یک میله رزوه ای کامل اغلب در محل برش داده می شود. روش برش اهمیت دارد زیرا هم بر یکپارچگی رزوه های باقی مانده و هم بر توانایی شروع یک مهره در انتهای برش تأثیر می گذارد. اره برش ساینده سریعترین روش است، اما در محل برش یک سوراخ و منطقه متاثر از حرارت باقی می گذارد. فرز باید به الف بایگانی شود پخ 45 درجه در اطراف کل محیط انتهای میله، و دو نخ اول پشت برش باید با یک فایل نخ یا یک مهره شکافنده تعقیب شود تا هرگونه اعوجاج از بین برود. اره نواری برشی تمیزتر با ورودی گرمای کمتر ایجاد می کند و برای میله های درجه بالاتر که حرارت برش ساینده می تواند فولاد را به صورت موضعی نرم کند و استحکام آن را در انتهای برش کاهش دهد ترجیح داده می شود.

پس از برش، فولاد خام در معرض دید در وجه برش خورده فاقد پوشش سیاه و سفید است. این صورت به سرعت زنگ می زند. روی یک نوار اکسید سیاه، انتهای بریده شده باید با یک محلول سیاه‌کننده سرد درمان شود یا با رنگ غنی از روی پوشانده شود تا حفاظت در برابر خوردگی بازیابی شود. در یک اتصال ساختاری حیاتی، انتهای بریده شده نباید در مکانی قرار گیرد که آب در آن جمع شود یا فولاد در معرض تماس با فلزی غیر مشابه باشد که باعث خوردگی گالوانیکی شود. یک ضربه ساده از ترکیب ضد گیر یا گریس سنگین روی صفحه برش خورده اغلب برای کاربردهای داخلی کافی است، اما جایگزینی برای بازسازی پوشش مناسب در خدمات در فضای باز نیست.

اندازه‌ها، طول‌ها و ملاحظات خرید رایج

میله رزوه کامل مشکی در قطرهای استاندارد متریک از M6 تا M100 یا بزرگتر در کارخانه های تخصصی تولید می شود که M8، M10، M12، M16، M20 و M24 متداول ترین اندازه های موجود هستند. طول های استاندارد معمولاً هستند 1 متری، 2 متری و 3 متری اگرچه طول‌های گل میخ کوتاه‌تر پیش از برش برای کاربردهای خاص موجود است. وزن در هر متر با مربع قطر افزایش می یابد. یک میله M24 تقریباً 3.55 کیلوگرم بر متر وزن دارد، در حالی که یک میله M12 حدود 0.89 کیلوگرم بر متر وزن دارد. برای میله‌های با قطر زیاد، وزن به یک ملاحظات حمل تبدیل می‌شود که ممکن است در حین نصب نیاز به بلند کردن مکانیکی داشته باشد.

هنگام تهیه میله رزوه سیاه، مشخصات باید به وضوح قطر، گام (درشت، مگر اینکه ریز مشخص شده باشد)، درجه، پایان، استاندارد نخ و طول را مشخص کند. یک فراخوان کامل به عنوان مثال می‌خواند: "M20 x 2.5، درجه 8.8، اکسید سیاه، نخ ISO 68-1، تحمل 6 گرم، طول 2 متر." مشخصات مبهم، جایگزینی محصولی با درجه پایین تر یا با پایان متفاوت را می طلبد. تامین کنندگان معتبر گواهی های تست مواد (MTCs) را ارائه می کنند که عدد حرارت فولاد، ترکیب شیمیایی و نتایج تست مکانیکی آن را ردیابی می کند. برای کاربردهای سازه‌ای که توسط کد ساختمانی کنترل می‌شوند، این گواهی‌ها باید همراه با مستندات پروژه حفظ شوند تا مطابقت را نشان دهند.