Pernos estructurales de alta-resistencia para proyectos internacionales: estándares, riesgos y adquisiciones

El papel de los pernos-de alta resistencia en las conexiones de acero

Las conexiones atornilladas son la forma más común de ensamblar estructuras de acero en el sitio, y los pernos estructurales de alta-resistencia son los componentes que hacen que esas conexiones sean confiables. Se aprietan con una precarga definida para que la unión transfiera la carga por fricción o por rodamiento, según el método de diseño, y deben funcionar como un conjunto con tuercas y arandelas a juego.

En proyectos internacionales, la norma de pernos debe coincidir con el código de diseño vigente: AISC 360 para proyectos de EE. UU., EN 1090-2 y los Eurocódigos para proyectos europeos, y los códigos nacionales correspondientes en otros lugares. Las clases de resistencia parecen similares en todos los sistemas, pero las dimensiones de la rosca, el ancho entre caras, la dureza de la arandela y los requisitos de prueba difieren, por lo que la sustitución directa sin una revisión de ingeniería no es segura.

Normas internacionales de un vistazo

Clases de propiedad y resistencias mínimas a la tracción.

Los valores de resistencia anteriores están definidos en los documentos estándar correspondientes. A325 y la clase 8.8 a menudo se describen como equivalentes, pero los dos sistemas difieren en la tolerancia de la rosca, el ancho entre caras, la dureza de la arandela y las pruebas de aceptación, por lo que la respuesta correcta a un dibujo es suministrar pernos fabricados y probados según el estándar realmente especificado.

Riesgos críticos en proyectos internacionales

Dimensiones imperiales versus métricas

Los dibujos de EE. UU. y el Reino Unido suelen especificar pernos de tamaño-en pulgadas, como 3/4, 7/8 o 1 pulgada. Una pulgada equivale a 25,4 mm y un perno métrico del tamaño nominal más cercano no es el mismo producto. Reemplazar un perno de 1 pulgada con un perno M24 cambia el diámetro del orificio, la distancia al borde, el área de apoyo y las suposiciones de diseño en los cálculos de conexión. Cuando el sistema de dibujo es ambiguo, el paso correcto es presentar una solicitud de información (RFI) y hacer que el ingeniero registrado confirme el sistema antes de realizar el pedido.

Fragilización por hidrógeno de pernos galvanizados de alta-resistencia

La galvanización en caliente-es una protección normal contra la corrosión para muchos productos de acero, pero generalmente está prohibida para pernos ASTM F3125 Grado A490 y para ensamblajes de clase 10.9 utilizados en conexiones precargadas, según las especificaciones vigentes, como la especificación RCSC y AISC 360. Durante el decapado con ácido y el galvanizado, los átomos de hidrógeno pueden difundirse en el acero; Una vez tensado el perno, el hidrógeno atrapado puede provocar micro-fisuras y fallas repentinas, un fenómeno conocido como fragilización por hidrógeno. Cuando los dibujos requieren A490, el recubrimiento se limita a escamas de zinc (tipo Dacromet-) ​​o sistemas de pintura.

Tuerca sobre-roscado después de galvanizar

Los grados galvanizables como el A325 se pueden galvanizar por inmersión en caliente-, pero la capa de zinc en las roscas hace que sea imposible colocar tuercas estándar. La práctica correcta es roscar tuercas de gran tamaño dentro de los límites de la norma vigente y hacer coincidir el perno, la tuerca y las arandelas como un conjunto probado. Un roscado excesivo más allá del rango permitido reduce la conexión de las roscas y puede hacer que las roscas se deshilachen durante el ajuste, por lo que la conexión nunca alcanza la precarga de diseño.

Combinación y reutilización de ensamblajes

Los pernos, tuercas y arandelas de alta-resistencia deben provenir de un solo fabricante y probarse como un conjunto, porque la compatibilidad dimensional entre componentes es parte del estándar. Los pernos estructurales precargados generalmente se tratan como de un solo-uso; Los pernos de control de tensión (TC) son estrictamente de un solo uso. Si un perno ha sido tensado más allá del límite elástico dentro del rango plástico, su reutilización puede provocar fallas en la junta y cualquier reutilización debe ser aprobada por un ingeniero estructural.

Lista de verificación de adquisiciones y garantía de calidad

Confirmar si el proyecto utiliza pernos métricos o imperiales y generar un RFI cuando los dibujos sean ambiguos.

Haga coincidir el estándar de pernos con el código de diseño: AISC 360 para proyectos de EE. UU., EN 1090-2 para proyectos de la UE

Exigir informes de pruebas de materiales (MTR) completos con números de calor para cada lote

Verifique el método de precarga especificado: giro-de-tuerca, control de torsión o indicadores de tensión directa

Verifique el recubrimiento con el grado: A490 con escamas de zinc o pintura, no galvanizado-en caliente

Organizar pruebas de tracción y factor k-pre-y k-factor cuando el estándar del proyecto requiera pruebas de ensamblaje.

Empaque los sujetadores en tambores de acero sellados o cajas de madera contrachapada con protección contra la humedad y listas de empaque detalladas.

Para sujetadores estructurales producidos según estos estándares, consulte nuestra gama de sujetadores en sujetadores estructurales.

Preguntas frecuentes

P: ¿Puede un perno GB/T 1228 8.8S reemplazar un perno ASTM A325?
No sin una revisión de ingeniería. Los niveles de resistencia son comparables, pero las dimensiones de la rosca, el ancho entre caras, la dureza de la arandela, el marcado y las pruebas de aceptación difieren entre los sistemas, y el producto suministrado debe cumplir con el estándar escrito en los dibujos.

P: ¿Por qué los pernos A490 no deben estar galvanizados-en caliente?
El decapado ácido y el galvanizado permiten que el hidrógeno se difunda en el acero de alta-resistencia. Bajo precarga, el hidrógeno atrapado puede causar una fractura frágil repentina, por lo que la especificación RCSC y AISC 360 prohíben la galvanización en caliente-y electro-para A490; En su lugar se utilizan escamas de zinc o sistemas de pintura.

P: ¿Se pueden reutilizar los pernos-de alta resistencia?
Generalmente no. Los pernos precargados están diseñados para un apriete y los pernos de control de tensión (TC) son estrictamente de un solo uso. Cualquier reutilización debe ser evaluada y aprobada por un ingeniero estructural.

P: ¿Cuál es la diferencia entre EN 14399 y EN 15048?
EN 14399 cubre conjuntos de pernos precargados en las clases 8.8 y 10.9, probados para que el conjunto pueda apretarse a una precarga definida. EN 15048 cubre pernos estructurales no-precargados. Los dos sistemas no son intercambiables en conexiones precargadas.

P: ¿Cuál es el perno correcto-que sobresale después de apretarlo?
Después de apretar, una longitud uniforme del extremo del perno debe sobresalir más allá de la tuerca, como control visual de que el perno sea lo suficientemente largo. Un exceso de saliente-, especialmente con cuellos de rosca visibles, indica sobre-tensión y se debe reemplazar el perno.

P: ¿Qué documentos debe proporcionar un proveedor de sujetadores?
Como mínimo: informes de pruebas de materiales con números de calor, certificados de pruebas de tracción y, cuando lo requiera la norma, informes de pruebas de factor k-o de ensamblaje. Estos documentos son controlados por inspectores in situ y por auditores de seguros.