آشنایی با اتصالات پیچ و مهره‌ای

امروزه استفاده از اتصالات پیچ و مهره‌ای در صنعت به نحو چشمگیری افزایش‌یافته به‌طوری‌که این سازه‌ها در گذشته فقط شامل سوله‌های صنعتی و مجتمع‌های پتروشیمی بود اما امروزه در صنایع مختلفی چون نفت و گاز ، پتروشیمی ، ساختمان ، برق ، آب و فاضلاب و کارخانه جات صنایع نیز به‌صورت گسترده به کار می‌رود.

کیفیت مناسب اتصالات پیچ و مهره‌ای در سازه‌های فولادی از مهم‌ترین عوامل یکپارچگی دستگاه‌های سازه‌ای بوده و تخریب بسیاری از ساختمان‌های فولادی طبق گزارش زلزله‌های گذشته ناشی از مشکل جوشکاری اتصالات بوده است. یک اتصال ضعیف و نامناسب می‌تواند منجر به یک سری زوال‌های پی‌درپی و بنیادی در سازه فولادی شود. با جوشکاری اتصالات حساس مثل جوش شیاری نفوذی اتصال گیردار تیر به ستون در محل کارخانه و نصب اسکلت فولادی صرفاً با پیچ کردن قطعات از پیش‌ساخته شده می‌توان علاوه بر تسریع در اجرای پروژه، به ارتقای کیفیت ساخت نیز کمک کرد. خرید پیچ و مهره

علل شکست اتصالات پیچ و مهره‌ای

زمانی که اتصال پیچ و مهره توانایی تحمل یک‌بار یا تلفیقی از چند بار واردشده را نداشته باشد از هم جدا می‌گردد. این جدایی اتصال ممکن است به‌صورت خوردگی و هرزی رزوه‌های پیچ یا مهره و یا هر دو منجر شود و یا از طریق شکست پیچ این جدای صورت گیرد. به این پدیده در اصطلاح Failure یا شکست پیچ و مهره گفته می‌شود. خرید واشر

در این مقاله تلاش می‌کنیم تا به تشریح دلایل اصلی شکست سازه های پیچ و مهره‌ای بپردازیم. دسترسی به این دلایل با بررسی حوادث و شکست‌های متعدد سازه های پیچ و مهره‌ای به وجود آمده و مطالعه آن‌ها می‌تواند راه را برای انتخاب مناسب‌تر و دقیق‌تر این اتصالات بسته به محل به‌کارگیری پیچ و مهره هموار کند.

شکست در اثر اعمال بار بیش‌ازحد بر اتصالات پیچ و مهره‌ای

حوادث و اتفاقات بسیار متعددی می‌تواند موجب اعمال بار ناگهانی و بیش‌ازحد مجاز به سازه های  پیچ و مهره‌ای شود. در این مورد و موارد مشابه اتصال پیچ و مهره می‌تواند دچار شکست بر اثر بار اعمالی بیش از حد شود.

شکست بر اثر عدم وجود سیستم قفل کننده سازه های پیچ و مهره ای

ماشین‌ها و اتصالاتی که در معرض بار مکانیکی و لرزش می‌باشند معمولاً به‌نوعی سیستم قفل کننده سازه های پیچ و مهره مجهز هستند. عدم وجود سیستم‌های قفل کننده در سازه پیچ و مهره‌ای این ماشین‌آلات می‌تواند موجب حادثه و یا خسارت جبران‌ناپذیری شود. لازم به ذکر است ، منظور از شکست اتصال پیچ و مهره حتماً شکست فیزیکی یکی از اجزا نبوده و هرگونه از کار افتادگی در این سیستم شکست محسوب می‌گردد. خرید زنجیر

شکست اتصالات پیچ و مهره‌ای بر اثر خستگی فلزات

ساختار فلز پیچ و مهره‌ها معمولاً بر اثر ضربه پرس هنگام شکل‌دهی به گل پیچ و یا بر اثر تمرکز لحظه‌ای تنش حاصل از اعمال بار اتفاق می‌افتد. این ترک‌های کوچک بر اثر اعمال بار متناوب به‌تدریج رشد کرده و به‌اندازه‌ای می‌رسند که دیگر توان تحمل بار را ندارند و موجب شکست پیچ خواهد شد. شکل زیر سطح مقطع یک پیچ شکسته شده بر اثر خستگی فلز را نشان می‌دهد.

شکست اتصالات پیچ و مهره‌ای بر اثر اعمال گشتاور نامناسب

پیچ و مهره در هنگام اتصال باید به‌اصطلاح سفت شوند. اما این سفت شدن مبنا و مقدار کنترل‌شده‌ای دارد که به آن بار اولیه یا Preload گفته می‌شود. میزان گشتاوری که برای اتصال پیچ و مهره‌ها استفاده می‌شود باید به‌اندازه‌ای باشد که او لا این اتصالات نقش مکانیکی خود را در محکم نگه‌داشتن قطعات حفظ کنند و از طرفی دچار بار بیش از حد و شکسته شدن نشوند.

شکست اتصالات پیچ و مهره‌ای بر اثر خوردگی

زمانی که پیچ و مهره در تماس با عوامل خورنده محیطی مثل گرما، رطوبت، نمک‌های معدنی، محیط‌های اسیدی و آمونیاکی و … قرار می‌گیرد و جنس آن و یا نوع آبکاری سطحی آن‌ها برای مواجه‌شدن با این محیط‌ها آماده‌سازی نشده باشد دچار سایدگی می‌شوند. این خوردگی‌ها از سطح پیچ و مهره شروع‌شده و به‌تدریج و با گذر زمان به لایه‌های درونی‌تر نفوذ کرده و ساختار فلز را پوک می‌کند. ناحیه زنگ‌زده یا اکسیده شده و سایده شده کاهش سطح مقطع مقاومتی پیچ و مهره را رقم میزند و علاوه بر این در نقاطی که سرعت خوردگی بیشتر شود تمرکز تنش را نیز به همراه خواهد داشت که هر دو از عوامل مؤثر در شکست اتصالات پیچ و مهره‌ای محسوب می‌شوند.