Guía de selección y grados de tuercas: ASTM A194, SAE y sistemas métricos

Por qué son importantes las calidades de las nueces

La combinación de tuercas-con-pernos es la base de la seguridad del sistema de fijación

La tuerca no es simplemente un accesorio del perno - sino que es un componente integral del sistema de unión atornillada. La tuerca debe soportar la precarga del perno a través del enganche de la rosca y distribuir la fuerza de sujeción sobre la superficie de apoyo. Si la tuerca es más débil que el perno, las roscas se romperán antes de que el perno alcance su precarga prevista, lo que provocará una falla en la unión. Si la tuerca es excesivamente más dura que el perno, puede irritar o dañar las roscas del perno durante la instalación. La coincidencia de grados adecuada garantiza que la junta alcance su capacidad de diseño y mantenga la integridad durante toda la vida útil.

Consecuencias del uso de grados de tuerca incorrectos - Desmontaje, aflojamiento y fractura de roscas

El desprendimiento de roscas es el modo de falla más común debido a grados de tuercas que no coinciden, y ocurre cuando las roscas de las tuercas más blandas se deforman bajo carga y pierden su acoplamiento. Esto suele ocurrir de forma progresiva, y la articulación pierde gradualmente la precarga antes de una separación repentina. En servicios de alta-temperatura, la expansión térmica diferencial entre materiales que no coinciden puede acelerar el aflojamiento. En conexiones estructurales, una tuerca fracturada debido a una resistencia inadecuada puede provocar la separación completa de la junta y el colapso estructural. El costo de una tuerca emparejada de grado adecuado-es insignificante en comparación con las consecuencias de una falla.

Descripción general de las normas internacionales - ASTM A194, SAE J995, ISO 898-2, GB/T 3098.2

Los grados de tuercas están definidos por estándares internacionales que especifican requisitos de material, dureza, carga de prueba y dimensiones. ASTM A194 cubre tuercas para servicio de alta-temperatura y alta-presión, utilizadas principalmente con pernos ASTM A193. SAE J995 cubre tuercas de acero al carbono y aleado para ingeniería general en tamaños imperiales. ISO 898-2 define clases de propiedades de tuercas métricas con el mismo sistema de numeración que ISO 898-1 para pernos. GB/T 3098.2 es el estándar equivalente chino. Comprender estos estándares es esencial para las adquisiciones internacionales y el cumplimiento de los proyectos.

Explicación de los grados de tuercas ASTM A194

Grado 2H - Más común, coincide con pernos B7, acero al carbono medio templado y revenido

ASTM A194 Grado 2H es el grado de tuerca estándar para empernados de alta-temperatura y representa más del 80 % de la demanda de tuercas industriales. Fabricadas con acero de medio carbono (normalmente AISI 1040 o 1045) templado y revenido, las tuercas de grado 2H alcanzan una dureza mínima de 24 HRC y una tensión de carga de prueba igual al grado de perno al que sirven. Están diseñados específicamente para coincidir con pernos ASTM A193 B7 en conexiones de brida, recipientes a presión y conjuntos de válvulas que funcionan hasta 450 grados. Las tuercas de grado 2H están marcadas con la designación "2H" en una cara.

Grado 7 - coincide con pernos B16, resistente a altas temperaturas

Las tuercas A194 Grado 7 están hechas de acero de aleación de cromo-molibdeno-vanadio para combinar con los pernos A193 B16 en servicio a alta-temperatura de hasta 593 grados. Estas tuercas tienen requisitos de dureza más altos que las 2H y están diseñadas específicamente para mantener la fuerza y ​​resistir la fluencia a temperaturas elevadas. El tratamiento térmico y químico controlado garantiza la compatibilidad con el material de perno B16 en los mismos límites de servicio. Las tuercas de grado 7 están marcadas con "7" en la cara y son esenciales para aplicaciones de generación de energía y calentadores de refinería.

Tuercas de acero inoxidable grado 8/8M -, coinciden con pernos B8/B8M

Las tuercas A194 Grado 8 se fabrican con acero inoxidable tipo 304 y las tuercas Grado 8M con acero inoxidable tipo 316. Estas tuercas brindan resistencia a la corrosión a juego con los pernos A193 B8 y B8M para entornos químicos, farmacéuticos, alimentarios y marinos. Tienen una dureza menor que los grados de tuercas de acero al carbono, pero tienen una carga de prueba suficiente para desarrollar toda la capacidad de tracción del perno correspondiente. El grado 8M con molibdeno ofrece una mayor resistencia a las picaduras en entornos con cloruro.

Tuercas de baja temperatura - de grado 4/4L -, compatibles con pernos L7/L7M

Las tuercas A194 Grado 4 y 4L se producen a partir de acero de aleación de cromo-molibdeno con tratamiento térmico y químico controlado para garantizar la resistencia al impacto a bajas temperaturas. El grado 4 coincide con los pernos A320 L7 para servicio hasta -101 grados, mientras que el grado 4L coincide con L7M con control de dureza adicional para el cumplimiento de servicio amargo con NACE MR0175. Estas tuercas se someten a pruebas de impacto Charpy con muesca en V para verificar la ductilidad a la temperatura mínima de diseño.

Explicación de los grados de tuercas SAE J995

SAE J995 define los grados de tuercas correspondientes a los grados de pernos SAE J429. Las tuercas de grado 2 están hechas de acero con bajo contenido de carbono y combinan con pernos de grado 2 para aplicaciones generales no-críticas. Las tuercas de grado 5 son de acero al carbono medio templado y revenido, y combinan con pernos de grado 5 para aplicaciones automotrices y de maquinaria. Las tuercas de grado 8 utilizan acero de aleación de carbono medio templado y revenido, que combinan con pernos de grado 8 para aplicaciones de servicio pesado-. El grado de la tuerca siempre debe igualar o exceder el grado del perno en resistencia. - una tuerca de Grado 5 en un perno de Grado 8 se desgastaría antes de que el perno alcance su capacidad de precarga.

Explicación de los grados de tuercas métricas (ISO 898-2)

El sistema métrico de grados de tuercas ISO 898-2 utiliza designaciones de clases de propiedad que incluyen 04, 05, 6, 8, 10 y 12. El primer dígito indica la tensión de carga de prueba de la tuerca como un porcentaje de 100 MPa cuando se multiplica; por ejemplo, la clase 8 tiene una carga de prueba de 800 MPa o más, según el estilo de la tuerca. Las tuercas de clase 6 coinciden con pernos ISO 6.8, las de clase 8 coinciden con pernos de 8.8, las de clase 10 coinciden con pernos de 10.9 y las de clase 12 coinciden con pernos de 12.9. La regla de coincidencia estándar es la misma en todos los sistemas: el grado de la tuerca debe ser al menos tan fuerte como el perno al que sirve.

Tipos de tuercas y aplicaciones

Las tuercas hexagonales son el estándar-de uso general y están disponibles en configuraciones hexagonales normales y pesadas. Las tuercas hexagonales pesadas (ASME B18.2.2) tienen dimensiones planas más grandes-y mayor espesor, lo que proporciona mayor área de soporte y resistencia para conexiones de brida. Las tuercas de seguridad incluyen tipos con inserciones de nailon (límite de temperatura ~120 grados) y todos los-tipos de rosca metálica deformada (adecuados hasta 650 grados). Las tuercas ciegas cubren los extremos de los pernos expuestos para mayor seguridad y apariencia. Las contratuercas son más delgadas para aplicaciones de bloqueo de doble tuerca-con espacio limitado-. Las tuercas de mariposa permiten apretarlas manualmente para un montaje rápido. Las tuercas especiales, incluidas las tuercas T-, las tuercas para soldar y las tuercas remachables, sirven para aplicaciones específicas de fabricación y ensamblaje.

Principios de resistencia de las tuercas y coincidencia de pernos

Estándares de dimensiones de tuercas

Las dimensiones de las tuercas hexagonales se especifican mediante-el ancho de las caras, el grosor y el tamaño de la rosca. Las tuercas hexagonales SAE siguen ASME B18.2.2 con dimensiones de serie estándar y pesada. Las tuercas hexagonales métricas siguen las normas ISO 4032 (normal) e ISO 4033 (alta) con tamaños de caras planas que coinciden con el tamaño de llave correspondiente. Las tuercas hexagonales pesadas tienen-dimensiones entre caras más grandes - por ejemplo, una tuerca hexagonal pesada de 1 pulgada mide 1-5/8 pulgadas entre caras versus 1-1/2 pulgadas para una tuerca hexagonal estándar. La selección adecuada de las dimensiones de la tuerca garantiza un área de soporte adecuada para la carga de la aplicación y compatibilidad con la longitud del perno.

Opciones de tratamiento de superficies de nueces

Las opciones de tratamiento de la superficie de las tuercas son paralelas a las de los pernos y deben seleccionarse en función del entorno de servicio. Las nueces simples (desnudas) son adecuadas para aplicaciones en interiores secos. El óxido negro proporciona un acabado cosmético con una mínima protección contra la corrosión. El revestimiento de zinc ofrece una resistencia económica a la corrosión para uso en interiores y exteriores moderados. La galvanización en caliente-proporciona la máxima protección contra la corrosión para ambientes marinos y exteriores, pero requiere un roscado de gran tamaño en las roscas de las tuercas para adaptarse al espesor del recubrimiento. El recubrimiento Dacromet elimina el riesgo de fragilización por hidrógeno para aplicaciones de tuercas de alta-resistencia. El recubrimiento de fosfato con aceite proporciona lubricación para el ensamblaje y al mismo tiempo ofrece una protección limitada contra la corrosión.

Capacidades de suministro de tuercas del fabricante

ManufacturerPipe suministra tuercas ASTM A194 grados 2H, 7, 8, 8M, 4 y 4L, SAE J995 grados 2, 5 y 8 e ISO clases 8, 10 y 12. Nuestra gama de tamaños cubre M6 a M100 métrico y 1/4 de pulgada a 4 pulgadas imperial. Fabricamos tuercas hexagonales, tuercas hexagonales pesadas, contratuercas, contratuercas, tuercas ciegas y configuraciones de tuercas personalizadas según los dibujos. Como proveedor completo de soluciones de fijación, podemos suministrar pernos, tuercas y arandelas como paquetes combinados para simplificar la adquisición y garantizar la compatibilidad de grados en todo el conjunto de juntas.

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