انواع گرید پیچ استیل؛ بررسی تفاوت گریدها و کاربرد آنها

انتخاب گرید مناسب پیچ استیل به محیط استفاده، میزان تماس با رطوبت و مواد خورنده و همچنین مقدار بار واردشده به اتصال بستگی دارد. از بین گریدهای رایج، A2 و A4 بیشترین کاربرد را دارند. A2 معمولاً برای محیط‌های عمومی و کم‌خطر از نظر خوردگی و A4 برای محیط‌های مرطوب، ساحلی، غذایی و شیمیایی مناسب‌تر است. کلاس‌های 50، 70 و 80 نیز میزان استحکام مکانیکی پیچ را مشخص می‌کنند و نباید با گرید آلیاژی یکسان در نظر گرفته شوند. در ادامه، انواع گرید پیچ استیل، تفاوت A1، A2، A3، A4 و A5، ویژگی‌های کلاس‌های استحکام و کاربرد هرکدام را بررسی می‌کنیم تا انتخاب گرید برای هر پروژه دقیق‌تر انجام شود.

گرید A1؛ مناسب برای قطعاتی که به ماشین‌کاری نیاز دارند

A1 یکی از گریدهای آستنیتی است که به دلیل قابلیت ماشین‌کاری مناسب، برای تولید قطعات و اتصالاتی که نیاز به تراشکاری و فرآیندهای مشابه دارند استفاده می‌شود. این گرید در مقایسه با گریدهای متداولی مانند A2 و A4 کاربرد محدودتری در پیچ‌های عمومی دارد.

A1 برای محیط‌هایی که خوردگی اهمیت زیادی دارد، انتخاب مناسبی نیست. در این شرایط معمولاً باید به سراغ گریدهایی با مقاومت خوردگی بالاتر رفت. بنابراین کاربرد اصلی A1 بیشتر در قطعات ماشین‌کاری‌شده و محیط‌هایی است که شرایط خورنده شدیدی وجود ندارد.

گرید A2؛ انتخاب رایج برای کاربردهای عمومی

A2 یکی از پرکاربردترین گریدهای مهره و پیچ استیل است و از نظر ترکیب آلیاژی با خانواده استیل 304 ارتباط دارد. این گرید مقاومت مناسبی در برابر خوردگی عمومی دارد و برای بسیاری از کاربردهای صنعتی، ساختمانی و عمومی مناسب است.

در محیط‌های داخلی، تجهیزات عمومی، فضاهای شهری و محل‌هایی که تماس شدید با یون‌های کلرید وجود ندارد، A2 معمولاً انتخاب مناسبی است. با این حال، قرار گرفتن مداوم پیچ در معرض آب شور، رطوبت بسیار زیاد یا مواد حاوی کلر می‌تواند مقاومت آن را به چالش بکشد.

یکی از نکات مهم درباره A2 این است که مقاومت خوردگی آن به معنی مقاومت کامل در برابر تمام شرایط محیطی نیست. یون کلر می‌تواند باعث ایجاد خوردگی حفره‌ای روی فولاد زنگ‌نزن شود. به همین دلیل برای محیط‌های ساحلی، دریایی و برخی محیط‌های صنعتی خورنده، معمولاً گرید A4 گزینه مناسب‌تری است.

گرید A3؛ مناسب برای اتصالات ساخته‌شده با فرآیند جوشکاری

A3 در گروه فولادهای آستنیتی پایدار قرار می‌گیرد. این ویژگی باعث شده است که در قطعات و مجموعه‌هایی که عملیات جوشکاری روی آن‌ها انجام می‌شود، کاربرد داشته باشد.

تفاوت اصلی A3 با A2 در پایداری بیشتر ساختار آلیاژ در شرایط مرتبط با جوشکاری است. بنابراین در مجموعه‌هایی که فرآیند تولید شامل جوشکاری است، استفاده از گرید مناسب می‌تواند به حفظ خواص مورد انتظار اتصال کمک کند.

البته انتخاب A3 باید بر اساس شرایط واقعی پروژه انجام شود. برای اتصالاتی که هم‌زمان در معرض خوردگی شدید و بارهای مکانیکی بالا قرار دارند، باید ترکیب گرید آلیاژی و کلاس استحکام به‌صورت جداگانه بررسی شود.

گرید A4؛ انتخاب مناسب برای محیط‌های مرطوب و کلریدی

A4 در خانواده فولادهای آستنیتی قرار دارد و از نظر آلیاژی با استیل 316 مرتبط است. مهم‌ترین تفاوت آن با A2 وجود مولیبدن در ترکیب آلیاژی است. وجود حدود 2 تا 3 درصد مولیبدن، مقاومت A4 را در برابر خوردگی موضعی ناشی از یون کلر افزایش می‌دهد.

به همین دلیل A4 برای محیط‌هایی مانند موارد زیر کاربرد بیشتری دارد:

• مناطق ساحلی و مجاورت آب دریا
• تجهیزات صنایع غذایی و نوشیدنی
• محیط‌های دارای مواد شیمیایی خورنده
• استخرها و فضاهای دارای مواد کلردار
• تجهیزات در معرض رطوبت بالا
• برخی تجهیزات دریایی

در مناطق ساحلی، نمک موجود در هوا و رطوبت می‌تواند خوردگی اتصالات را افزایش دهد. در این مواقع استفاده از A4 نسبت به A2 مقاومت بیشتری در برابر خوردگی ایجاد می‌کند. با این حال، حتی A4 نیز برای هر محیط کلریدی مناسب نیست و در شرایط بسیار سخت، به‌خصوص در دماهای بالا، ممکن است به گریدهای مقاوم‌تری نیاز باشد.

گرید A5؛ برای اتصالات جوشی در محیط‌های خورنده

A5 نیز مانند A3 برای کاربردهایی که پایداری آلیاژ پس از جوشکاری اهمیت دارد، مورد توجه قرار می‌گیرد؛ با این تفاوت که در ترکیب آن مولیبدن وجود دارد. بنابراین A5 را می‌توان برای مجموعه‌های جوشکاری‌شده‌ای در نظر گرفت که علاوه بر شرایط تولید، با محیط خورنده نیز مواجه هستند.

از نظر کاربرد، A5 در مقایسه با A2 و A4 استفاده عمومی کمتری دارد و زمانی انتخاب می‌شود که ویژگی‌های آلیاژی آن با شرایط پروژه همخوانی داشته باشد. استفاده از گرید بالاتر بدون توجه به شرایط واقعی محیط، الزاماً به معنی انتخاب بهتر نیست و هزینه اتصال را نیز افزایش می‌دهد.

تفاوت گرید A2 و A4 در چیست؟

مهم‌ترین تفاوت A2 و A4 به مقاومت آن‌ها در برابر خوردگی مربوط می‌شود. هر دو گرید از فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی هستند و لایه محافظ اکسید کروم روی سطح آن‌ها از فلز در برابر خوردگی عمومی محافظت می‌کند. تفاوت اصلی زمانی مشخص می‌شود که اتصال در معرض یون‌های کلرید قرار بگیرد.

A4 به دلیل وجود مولیبدن، مقاومت بیشتری در برابر خوردگی حفره‌ای و شرایط کلریدی دارد. به همین دلیل برای فضای داخلی و کاربردهای عمومی، A2 در بسیاری از موارد کافی است. اما برای محیط ساحلی، دریایی، استخر و برخی فرآیندهای غذایی و شیمیایی، A4 انتخاب متداول‌تری است.

سایت ویرگول در این زمینه می نویسد:

پیچ های فولادی اغلب در دو کلاس A2 و A4 تولید می شوند. پیچ و مهره های 316 فولاد ضد زنگ که از فولاد ضد زنگ 316 با نسبت کروم و نیکل یکسان و 2 درصد مولیبدن بیشتر در ساختار ساخته شده اند، خواص مکانیکی تقریباً یکسانی دارند. این بدان معناست که هر دو کلاس پیچ فولادی A2 و A4 دارای مقاومت، استحکام کششی و سختی سطح یکسانی هستند و تفاوت اصلی آنها یا به عبارت ساده تر، مزایای پیچ و مهره فولادی 316 A4 در خواص شیمیایی و مغناطیسی آن است.

کلاس‌های 50، 70 و 80؛ بخش دوم کد پیچ استیل

گرید آلیاژی تنها بخشی از مشخصات پیچ استیل است. در استاندارد ISO 3506، پیچ‌های استیل با یک کد شامل گرید و کلاس استحکام مشخص می‌شوند. برای نمونه A2-70 یا A4-80. بخش عددی این کد به حداقل استحکام کششی مربوط است.

کلاس‌های رایج را می‌توان این‌گونه تفکیک کرد:

• کلاس 50: حداقل استحکام کششی حدود 500 مگاپاسکال دارد و بیشتر برای اتصالاتی مناسب است که مقاومت خوردگی و شکل‌پذیری اهمیت بیشتری دارد.
• کلاس 70: حداقل استحکام کششی آن 700 مگاپاسکال است و یکی از رایج‌ترین کلاس‌ها برای کاربردهای عمومی صنعتی به شمار می‌رود.
• کلاس 80: حداقل استحکام کششی آن 800 مگاپاسکال است و برای اتصالاتی که بار مکانیکی بیشتری تحمل می‌کنند کاربرد دارد.

بنابراین A4-80 الزاماً به معنی یک گرید آلیاژی متفاوت از A4 نیست. A4 نوع آلیاژ و 80 کلاس استحکام را نشان می‌دهد. این تفکیک هنگام سفارش پیچ اهمیت زیادی دارد، زیرا انتخاب گرید مناسب از نظر خوردگی بدون توجه به استحکام مورد نیاز اتصال کافی نیست.

آیا مهره پیچ استیل باید هم‌گرید باشد؟

سایت پیچ ام دی اف در این زمینه می نویسد:

بهتر است پیچ، مهره و واشر از جنس و گرید سازگار انتخاب شوند. این کار به حفظ عملکرد اتصال و مقاومت مناسب مجموعه در برابر خوردگی کمک می‌کند.

جمع‌بندی

انتخاب انواع گرید پیچ استیل باید بر اساس شرایط واقعی محل استفاده انجام شود. A1 بیشتر برای قطعات ماشین‌کاری‌شده، A2 برای کاربردهای عمومی، A3 برای مجموعه‌های پایدارشده در فرآیند جوشکاری، A4 برای محیط‌های مرطوب و کلریدی و A5 برای اتصالات جوشی در شرایط خورنده کاربرد دارد. در کنار گرید آلیاژی، کلاس‌های 50، 70 و 80 نیز استحکام کششی پیچ را مشخص می‌کنند. بنابراین هنگام خرید، تنها توجه به عنوان «پیچ استیل» کافی نیست و باید گرید، کلاس استحکام و شرایط محیطی پروژه در کنار یکدیگر بررسی شوند.