Анкерные болты ASTM F1554 класса 105: характеристики, выбор и руководство по выбору поставщиков

На этапе отбора материала фундамента опоры электропередачи диаметр анкерного болта обычно фиксируется геометрией опорной плиты, а не нагрузкой. Когда 1-дюймовый стержень класса 36 может обеспечить лишь около одной трети предела текучести, необходимого для расчетного подъема, практическим решением редко является повторное бурение пластины; это переехать в ASTM F1554, класс 105 в том же диаметре. Эта марка представляет собой анкерный болт из закаленной и отпущенной легированной стали с минимальным пределом текучести 105 фунтов на квадратный дюйм, что почти вдвое превышает предел текучести марки 55 и почти в три раза выше, чем у марки 36.

Спецификация F1554 охватывает анкерные болты с головкой, прямые анкерные стержни и изогнутые анкерные болты. Число в названии марки означает гарантированный минимальный предел текучести в тысячах фунтов на квадратный дюйм. Для марки 36 используется углеродистая сталь, для марки 55 — высокопрочная углеродистая сталь, а для марки 105 — легированная сталь со средним содержанием углерода, подвергнутая закалке и отпуску. Разница металлургическая, а не косметическая, и она отображается в каждом отчете об испытаниях.

Краткий обзор механических требований для 105 класса

ASTM F1554 класса 105 доступен от 1/2 дюйма до максимального диаметра, указанного в механических таблицах стандарта. В таблице ниже перечислены значения, которым должен соответствовать сертифицированный отчет об испытаниях, прежде чем материал покинет завод.

В строке превышения диаметра случаются ошибки в спецификации. Ряд конструктивных деталей предполагает предел текучести 105 фунтов на квадратный дюйм независимо от диаметра, но сам стандарт требует более низких значений для стержней большого диаметра. Всегда уточняйте фактический диаметр у производителя, прежде чем принимать сертификат мельницы.

Почему стоит выбрать 105 класс вместо 36 или 55?

Выбор класса — это соотношение стоимости и силы. В приведенном ниже сравнении три марки F1554 расположены таким образом, чтобы было видно реальное расстояние между ними.

К классу 36 относятся легкие фундаменты и временные сооружения. Марка 55 подходит для большинства обычных анкеров опорной плиты колонны. Марка 105 заслуживает внимания, когда опрокидывающие моменты, динамические нагрузки на оборудование или ограниченные размеры опорной плиты не оставляют места для болта большего размера. Поскольку предел прочности зависит от квадрата диаметра, переход от класса 55 к классу 105 может уменьшить стержень диаметром 2-1/4 дюйма примерно до 1-3/4 дюйма при той же рабочей нагрузке, сокращая опорную плиту, краевые расстояния и глубину заделки за один шаг.

Скрытые факторы производительности, которые меняют поведение поля

Закалка и отпуск: откуда пластичность

Оценка 105 не просто сильнее в общем смысле. В ходе цикла закалки и отпуска образуется отпущенный мартенсит, который обеспечивает высокий предел текучести, сохраняя при этом достаточную пластичность для изгиба без образования трещин. Минимальное удлинение в 15 % имеет значение в полевых условиях, поскольку монтажники обычно возвращают смещенные анкерные стержни на место или сгибают верхнюю опору J-образного анкера в соответствии с шаблоном.

Ловушка снижения номинальных характеристик слишком большого диаметра

При диаметре более 2-1/2 дюйма ASTM F1554 класса 105 снижается до минимального предела текучести 95 фунтов на квадратный дюйм и минимального предела прочности на растяжение 115 фунтов на квадратный дюйм. Если в конструкции используется 3-дюймовый стержень и при этом предполагается предел текучести 105 тысяч фунтов на квадратный дюйм, соединение рассчитывается примерно на 10 % выше гарантированной мощности. На гистограмме ниже показаны значения урожайности для всего семейства сортов.

Цинкование и водородное охрупчивание

Горячее цинкование в соответствии с ASTM A123/A153 является наиболее распространенным способом защиты от коррозии анкерных болтов, поскольку закладная сталь требует длительного срока службы. Марка 105 представляет собой высокопрочную легированную сталь, и этап кислотной очистки перед цинкованием может привести к попаданию в сталь водорода. Ответственный производитель контролирует время травления и температуру ванны, а во многих спецификациях проектов после цинкования добавляется проверка на водородную хрупкость. Полный обзор отделочных работ и связанных с ними рисков см. в нашей статье. Типы обработки поверхности болтов, полное руководство по выбору .

Соответствующие гайки и шайбы не являются обязательными.

F1554 класса 105 необходимо собирать с помощью толстых шестигранных гаек по ASTM A563 класса DH или DH3 (также признается ASTM A194 класса 8) и закаленных шайб по ASTM F436. Стандартная шестигранная гайка недостаточно прочна для болта с усилием 125 тысяч фунтов на квадратный дюйм, а отсутствие закаленной шайбы позволяет гайке врезаться в более мягкую листовую сталь.

Горячеоцинкованная тяжелая шестигранная гайка для высокопрочных анкерных болтов Эта тяжелая шестигранная гайка с покрытием из горячего цинкования предназначена для анкерных болтов F1554 класса 105, соответствует требуемой прочности A563 DH или DH3 и предотвращает залипание гайки в сочетании с закаленными шайбами. Посмотреть продукт →

Сварка не вариант

При сварке закаленный пруток нагревается выше температуры отпуска, разрушается термообработанная микроструктура и остается мягкая, слабая зона термического влияния. Таким образом, система F1554 рассматривает класс 105 как чисто механическое соединение. Если конструкция анкера требует сварки, спроектируйте удлинитель резьбовой муфты или перейдите к классу 55 и следуйте положениям стандарта по сварке.

Типичное промышленное использование анкерных болтов класса 105

Спрос на марку 105 соответствует высоким, тонким или тяжелонагруженным конструкциям. Распределение ниже представляет типичный портфель проектов; Фактические сочетания различаются в зависимости от региона, но картина одинакова: отрасли, которые не могут позволить себе большой анкерный болт, — это именно те отрасли, для которых требуется высшая марка.

Опоры ЛЭП, высокие мачты освещения и антенные конструкции приводят анкерные болты в постоянное напряжение от ветровых нагрузок, а в сейсмических зонах – в циклическое опрокидывание. Промышленные предприятия используют марку 105 там, где смонтированные на раме компрессоры, мельницы и дробилки создают повторяющиеся циклы нагрузки на фундаменты. Мосты и транспортные конструкции используют его для опорных рам знаков, порталов и световых стандартов, где жесткость анкерного узла участвует в динамическом анализе. Во всех трех случаях общая резьба одна и та же: диаметр болта ограничен, поэтому марка должна выдерживать нагрузку.

Как указать F1554 класса 105 без дорогостоящих ошибок

Анкерные болты являются одними из наименее дорогих элементов в графике строительства, однако неправильная марка или отсутствие отчета об испытаниях могут остановить всю последовательность монтажа. Используйте следующие шаги в качестве основы спецификации покупки.

ASTM F1554 Анкерный болт из углеродистой стали, оцинкованный горячим способом Анкерный болт, изготавливаемый по индивидуальному заказу, из F1554 класса 36, 55 или 105, с горячим цинкованием для защиты от коррозии. Это имеет решающее значение для этапов покупки, которые помогают избежать дорогостоящих задержек при монтаже из-за неправильных оценок или отсутствия отчетов об испытаниях. Посмотреть продукт →

1. Подтвердите диаметр и уровень прочности. Если толщина любого анкера превышает 2-1/2 дюйма, спроектируйте его с усилием 95 фунтов на квадратный дюйм вместо 105 фунтов на квадратный дюйм и укажите это в заказе на поставку.
2. Определите форму и изгиб. Укажите, имеет ли болт головку, прямой стержень или изогнутый анкер, и укажите на чертеже угол изгиба и внутренний радиус.
3. Зафиксируйте покрытие и припуск нити. Для горячего цинкования укажите толщину покрытия, необходимо ли нарезать резьбу на гайках большего размера, а также допустимое уменьшение длины резьбы, вызванное наростами покрытия.
4. Сопоставьте аппаратное обеспечение. Требуются тяжелые шестигранные гайки класса DH или DH3 A563 и закаленные шайбы F436 с таким же покрытием, что и стержень.
5. Добавьте дополнительные тесты, если от них зависит проект. F1554 позволяет покупателям вызывать дополнительные испытания на растяжение, испытания на удар по Шарпи с V-образным надрезом, ультразвуковой контроль и магнитопорошковый контроль. Укажите их в заказе на покупку, а не в последующем электронном письме.
6. Требуйте прослеживаемой документации. В сертификатах заводских испытаний должны быть указаны номер плавки, химический анализ и фактические испытанные механические показатели. Храните их вместе с заводскими чертежами.

Если вам нужна помощь в проверке спецификации по проектному чертежу, отправьте нам чертеж через страница контактов прежде чем вы возьмете на себя обязательства перед поставщиком. Мы регулярно поддерживаем пакеты крепежа для стальных конструкций, а для размеров или нестандартных форм, выходящих за рамки стандартного диапазона, мы можем напрямую обсудить производство OEM/ODM.

Проверка, хранение и соблюдение требований

Приемочный контроль — это последний контроль качества перед тем, как анкерный болт исчезнет в бетоне. Краткий контрольный список позволяет обеспечить соответствие поставляемого оборудования замыслу проекта.

• Проверьте маркировку. F1554 требует постоянной идентификации производителя и марки. Болты класса 105 имеют маркировку «105» на головке или конце стержня, а также символ производителя. Отсутствие маркировки означает отсутствие отслеживания.
• Проверьте протоколы испытаний. В сертификате завода должны быть указаны номер плавки, химический состав, значения текучести и растяжения, удлинение и уменьшение площади. Убедитесь, что номер партии в отчете совпадает с номером партии на грузовике.
• Осмотрите резьбу и покрытие. Поврежденная резьба подвергает сталь коррозии и может содраться во время натяжения. Небольшие вмятины на гальваническом покрытии можно подкрасить краской с высоким содержанием цинка, но болт с пропущенным, вздутым или сильно сколотым покрытием следует отправить на карантин для проверки.
• Храните якоря правильно. Храните связки на земле, под навесом и отдельно от медных и алюминиевых материалов, которые могут образовывать элементы гальванической коррозии на месте.
• Не сваривайте, не нагревайте и не гальванизируйте повторно полевые детали. Любое нагревание выше диапазона отпуска снижает прочность после термообработки, а повторное цинкование использованного болта сопряжено с риском водородной хрупкости, которого можно избежать.

Если проект требует повторного тестирования, работайте с производителем, чтобы взять образец исходной плавки, а не принимать заменители, полученные на месте. Соответствие требованиям после установки зависит от записей владельца, поэтому храните сертификаты станка вместе с рабочими чертежами и записями крутящего момента при установке. Этот файл также является самым быстрым подтверждением соответствия во время аудита.