ASTM F3125 Grado A325 y EN 14399: dos sistemas de pernos
Actualmente, ASTM A325 está cubierto por la especificación general ASTM F3125 como Grado A325, el sistema imperial de pernos estructurales de alta resistencia- de América del Norte. EN 14399 es el sistema europeo para conjuntos de pernos estructurales precargados de alta-resistencia (Sistemas HR y HRC). Ambos sistemas están diseñados para conexiones de acero críticas, pero difieren fundamentalmente en geometría, clases de propiedades, base de precarga y procedimientos de apriete. La elección correcta se rige por el código de diseño del proyecto, no por el precio.
| Aspecto | ASTM F3125 Grado A325 | EN 14399 (Sistema HR / HRC) |
|---|---|---|
| Reglas de diseño que rigen | Especificación AISC 360 y RCSC | EN 1993-1-8 y EN 1090-2 |
| Sistema de hilo | ASME B1.1 (UNC/UNF, imperial) | ISO 965 (métrico) |
| Rango de diámetro | 1/2 pulg. a 1-1/2 pulg. | M12 a M36 |
| Designación de fuerza | Grado A325, tracción mínima 120 ksi (aproximadamente 827 MPa) | Clases de propiedad 8.8 y 10.9 según ISO 898-1 |
| Base de precarga | Tensión mínima de perno=0.7 x Fu x Ab (tablas RCSC) | Fp,C=0.7 x fub x As (EN 1993-1-8) |
| Sistemas de precarga | Llave calibrada, giro-de-tuerca e indicadores de tensión directa | Sistema HR (cabeza hexagonal), Sistema HRC (control de tensión/corte estriado-desactivado) |
EN 15048 cubre pernos estructurales ordinarios no-precargados y no debe sustituirse por los conjuntos precargados EN 14399.
Propiedades mecánicas de un vistazo
ASTM F3125 Grado A325
El grado A325 es un perno estructural hexagonal pesado de acero-con medio-carbono o aleación-tratado térmicamente. Según la especificación actual ASTM F3125, la resistencia a la tracción mínima especificada es de 120 ksi (aproximadamente 827 MPa) en todos los diámetros cubiertos. El tipo 1 es compatible con el galvanizado en caliente-, mientras que el acero resistente a la intemperie tipo 3 está especificado para resistencia a la corrosión atmosférica en ambientes marinos o costeros sin pintura.
EN 14399 clases de propiedad
Los conjuntos EN 14399 se especifican en las clases de propiedad 8.8 (resistencia mínima a la tracción 800 MPa, rendimiento 640 MPa) y 10.9 (resistencia mínima a la tracción 1040 MPa, rendimiento 940 MPa) según ISO 898-1. EN 14399-1 proporciona requisitos generales, EN 14399-3 cubre los conjuntos de tuercas y pernos hexagonales del sistema HR y EN 14399-6 cubre los conjuntos de control de tensión del sistema HRC.
Tensión mínima de perno para A325 (Tabla RCSC 5.2)
| Tamaño del perno (pulg.) | Tensión mínima del perno (kips) | kN aproximado |
|---|---|---|
| 1/2 | 12 | 53 |
| 5/8 | 19 | 85 |
| 3/4 | 28 | 125 |
| 7/8 | 39 | 173 |
| 1 | 51 | 227 |
| 1-1/8 | 56 | 249 |
| 1-1/4 | 71 | 316 |
| 1-1/2 | 85 | 378 |
Los valores se toman de las tablas de tensión mínima de pernos del RCSC para A325; Las cifras de kN están redondeadas. Para conjuntos EN 14399, la precarga de diseño se calcula como Fp,C=0.7 x fub x As utilizando el área de tensión del perno.
Métodos de precarga, torsión y apriete
El torque de instalación se estima con la fórmula universal T=kx D x Fp, donde k es el coeficiente de torque, D el diámetro nominal y Fp la precarga de diseño. El coeficiente k varía según el acabado de la superficie y la lubricación, normalmente entre aproximadamente 0,10 y 0,20, por lo que debe verificarse mediante pruebas certificadas por lote y condición de lubricación en lugar de tomarse de una tabla estática. El ajuste del sitio se controla mediante uno de los siguientes métodos:
Llave calibrada:Control de par con lecturas de verificación, el método de campo más común.
Gire-la-tuerca:apriételo hasta que esté ajustado-apretado, haga coincidir la marca-y luego gire en el ángulo especificado; el método central respaldado por AISC 360 para juntas críticas.
Corte estriado-desactivado (sistema HRC):la ranura del perno se corta en la precarga de diseño; El 100% de las splines deben cortarse y las splines no cortadas se rechazan.
Indicadores de tensión directa:La precarga se lee directamente desde el espacio del indicador debajo de la cabeza del perno.
Para conjuntos precargados, EN 1090-2 requiere que el procedimiento de torsión de instalación y los registros de torsión se documenten y archiven para su inspección.
Reglas de sustitución e inspección
Los conjuntos ASTM A325 y EN 14399 no se pueden mezclar ni sustituir sin una verificación de ingeniería y la aprobación formal del ingeniero registrado. Los sistemas difieren en la geometría de la cabeza, las longitudes de las roscas, las tolerancias dimensionales y la clasificación metalúrgica, y el recálculo del diseño debe respaldar una sustitución de estándares cruzados. Los proveedores deben proporcionar documentación de trazabilidad completa, generalmente certificados de prueba de fábrica EN 10204 3.1 con trazabilidad numérica de calor-e informes de pruebas a nivel de lote-para resistencia a la tracción de la cuña, carga de prueba y factor k-calibrado, de modo que la inspección de terceros-pueda completarse sin rechazos en el sitio.
Preguntas frecuentes
¿Se pueden sustituir entre sí los pernos ASTM A325 y EN 14399?No sin verificación de ingeniería. Aunque ambos son pernos estructurales de alta-resistencia, difieren en el perfil de la cabeza, las dimensiones de la rosca, las tolerancias y las clases de propiedades. Cualquier sustitución debe ser confirmada mediante un nuevo cálculo del diseño y aprobada por el ingeniero registrado.
¿Qué tornillos se requieren para un proyecto AISC 360?Los proyectos diseñados según AISC 360 utilizan conjuntos ASTM F3125 Grado A325 o Grado A490 con precarga según la especificación RCSC. Los sujetadores EN 14399 no pueden reemplazarlos directamente sin una verificación de ingeniería.
¿Qué tornillos se requieren para un proyecto Eurocódigo 3?Los proyectos diseñados según EN 1993 (Eurocódigo 3) utilizan conjuntos de pernos precargados EN 14399 en clases de propiedad 8.8 o 10.9. Los pernos ASTM A325 no cumplen con los requisitos europeos en cuanto a fuerza de sujeción, tolerancias y grados de materiales en conexiones precargadas.
¿Hay disponibles pernos galvanizados A325?Sí. ASTM F3125 Grado A325 Tipo 1 es compatible con el galvanizado en caliente-, sujeto a tolerancia de rosca y controles de fragilidad por hidrógeno-. El acero resistente a la intemperie tipo 3 se utiliza cuando se requiere resistencia a la corrosión atmosférica autoprotectora.
¿Cómo se debe determinar el par de apriete en obra?El torque debe calcularse a partir del coeficiente de torque certificado k del lote real y la condición de lubricación usando T=kx D x Fp. Los valores de la tabla estática son sólo para planificación; Las pruebas certificadas por lote son requeridas por la práctica ASTM/RCSC y EN 1090-2.
¿Qué documentación debe proporcionar el proveedor de pernos?Trazabilidad completa del lote con certificados de pruebas de fábrica EN 10204 3.1, informes de pruebas de propiedades mecánicas y registros del factor k-calibrado y del estado de lubricación, lo que permite una aceptación sin problemas por parte de los inspectores del proyecto.