Cosa sono i bulloni, i dadi e le rondelle della torre?

Questo documento fornisce una panoramica tecnica dettagliata degli elementi di fissaggio specializzati:bulloni, dadi e rondelle—utilizzati nella costruzione di strutture come torri di trasmissione, torri di turbine eoliche e altre installazioni critiche in acciaio. Questi componenti sono progettati per garantire elevata resistenza, durevolezza e resistenza ambientale.

1. Componenti e funzioni primarie

Un gruppo di fissaggio per torre è in genere costituito da tre elementi chiave, ciascuno con un ruolo specifico:

· Bulloni: si tratta di barre filettate, spesso con testa esagonale, progettate per passare attraverso fori preforati negli elementi strutturali collegati. La loro funzione principale è quella di resistere alle forze di trazione (allungamento) e di taglio (scorrimento). I tipi più comuni utilizzati sono i bulloni a testa esagonale e i bulloni di ancoraggio (per fissare la base della torre alle fondamenta).
· Dadi: questi componenti filettati internamente si accoppiano ai bulloni per fissare la connessione. I dadi esagonali sono standard e, per connessioni critiche ad alta resistenza, a volte viene utilizzato un dado sottile (o controdado) insieme a un dado standard per evitare l'allentamento dovuto alle vibrazioni.
· Rondelle: sono anelli piatti posizionati sotto la testa del dado o del bullone. Svolgono diverse funzioni vitali:
· Distribuire la pressione: proteggere le superfici in acciaio collegate da eventuali danni distribuendo la forza di serraggio su un'area più ampia.
· Prevenire l'allentamento: le rondelle elastiche (chiamate anche molle a disco) forniscono una forza di compensazione che aiuta a impedire l'allentamento del dado in caso di vibrazioni.
· Compensazione degli spazi vuoti: aiuta a compensare piccoli disallineamenti nei fori praticati.

2. Dimensioni esterne

Le dimensioni di questi elementi di fissaggio sono standardizzate e corrispondono alla dimensione della filettatura e al grado di resistenza.

· Dimensioni delle filettature: per le strutture a torre per carichi pesanti, le dimensioni delle filettature metriche più comuni vanno da M10 a M64 e oltre. Standard come NB/T 31082-2016 specificano le dimensioni delle rondelle utilizzate con bulloni da M36 a M64, indicando la scala degli elementi di fissaggio utilizzati in applicazioni come le torri eoliche.
· Lunghezza del bullone: ​​la lunghezza è determinata dallo spessore dei materiali da unire, più lo spazio necessario per il dado e le rondelle. Una regola generale è che la filettatura del bullone dovrebbe sporgere oltre il dado di 1-2 passi di filettatura per una connessione sicura.
· Dimensioni delle rondelle: le rondelle sono dimensionate in base al loro diametro interno (d), che deve adattarsi al gambo del bullone, e al loro diametro esterno (dc), che determina la superficie di appoggio. Ad esempio, una rondella per un bullone M42 ha un diametro interno di 43,4 mm e un diametro esterno di 78 mm secondo NB/T 31082-2016.

3. Grado/Classe

Il "grado" o la "classe" indicano la resistenza meccanica del dispositivo di fissaggio, fondamentale per l'integrità strutturale.

· Bulloni: il grado di prestazione dei bulloni è indicato sulla testa con due numeri separati da un punto (ad esempio, 6,8, 8,8, 10,9).
· Il primo numero rappresenta la resistenza alla trazione nominale (in MPa) divisa per 100. Un bullone di grado 8.8 ha una resistenza alla trazione nominale di 800 MPa.
· Il secondo numero è il rapporto di snervamento (il rapporto tra la resistenza allo snervamento e la resistenza alla trazione). Un bullone di grado 8.8 ha una resistenza allo snervamento di 800 * 0,8 = 640 MPa.
· Per i collegamenti più critici e sottoposti a forti sollecitazioni vengono utilizzati gradi più elevati, come 10.9 e 12.9.
· Dadi: le classi di resistenza dei dadi sono indicate da un singolo numero (ad esempio 8, 10, 12), che in genere dovrebbe corrispondere o superare il grado del bullone per garantire che le filettature non si spanino sotto carico.
· Gradi specializzati: esistono standard come T/CISA 193-2021 per bulloni e dadi in acciaio resistente agli agenti atmosferici, progettati specificamente per resistere alla corrosione atmosferica in strutture come le torri di trasmissione.

4. Trattamento superficiale

I trattamenti superficiali sono essenziali per prevenire la corrosione, che nel tempo può compromettere gravemente la resistenza della connessione.

· Bullone zincato a caldo (HDG): Questa è la protezione più comune e robusta per esterni elementi di fissaggio della torreI componenti vengono immersi in un bagno di zinco fuso, creando un rivestimento spesso e compatto che garantisce un'eccellente resistenza alla corrosione per decenni. È specificamente richiesto da norme come la DL/T 284-2012 per la trasmissione. bulloni della torre e dadi. Uno svantaggio è che il rivestimento può essere spesso e compromettere la tenuta della filettatura, richiedendo attenzione durante il montaggio.
· Rivestimento meccanico: questo processo, che prevede la burattatura dei pezzi con polvere di zinco e microsfere di vetro, crea un rivestimento uniforme senza l'utilizzo di elettricità. Un vantaggio fondamentale è che elimina virtualmente il rischio di infragilimento da idrogeno, un fenomeno pericoloso che può causare la frattura dell'acciaio ad alta resistenza.
· Fosfatazione: questo trattamento chimico crea uno strato di fosfato cristallino sulla superficie che di per sé non è particolarmente resistente alla corrosione, ma è eccellente nel trattenere l'olio. Una volta rivestito con olio, offre una buona protezione ed è particolarmente prezioso per bulloni ad alta resistenza (grado 10.9 e superiore) perché, come la placcatura meccanica, evita l'infragilimento da idrogeno. Ha anche buone proprietà anti-grippaggio.
· Ossidazione (annerimento): si tratta di un processo a basso costo che crea un sottile strato di magnetite sulla superficie, offrendo di per sé una protezione minima dalla corrosione. In genere, viene integrato con l'applicazione di olio. "Annerimento + oliatura" è una scelta popolare ed economica per elementi di fissaggio industriali in cui la resistenza alla corrosione non è un problema primario.
· Dacromet: un rivestimento in lamelle di zinco-alluminio che offre una resistenza alla corrosione superiore rispetto alla galvanica standard ed evita inoltre l'infragilimento da idrogeno. Tuttavia, è più morbido e può danneggiarsi durante l'installazione, e il suo contenuto di cromo pone problemi ambientali.

5. Standard internazionali

La produzione e l'uso di questi elementi di fissaggio sono regolati da un'ampia gamma di standard internazionali, nazionali e specifici del settore per garantire sicurezza, prestazioni e intercambiabilità.

· Terminologia generale: GB/T 3099.3-2017 (allineato con ISO 1891) definisce la terminologia per i trattamenti superficiali degli elementi di fissaggio.
· Standard specifici del settore:
· Torri di trasmissione di potenza: T/CISA 193-2021 riguarda bulloni e dadi in acciaio resistente agli agenti atmosferici per queste strutture. DL/T 1236-2013 specifica i requisiti per bulloni e dadi di ancoraggio utilizzati nelle strutture dei pali di trasmissione.
· Torri delle turbine eoliche: NB/T 31082-2016 descrive in dettaglio i gruppi di bulloni ad alta resistenza, comprese le rondelle, utilizzati per le flange delle torri delle turbine eoliche.
· Standard internazionali e regionali:
· ASTM (USA): Standard come ASTM F436 specificare i requisiti per le rondelle in acciaio temprato.
· EN (Europa): Il EN14399 la serie governa precaricato ad alta resistenza bullone strutturale gruppi, compresi vari tipi di rondelle.
· ISO (internazionale): standard come ISO 7416 riguardano le rondelle in acciaio temprato e rinvenuto per bulloni ad alta resistenza.

In sintesi, bulloni, dadi e rondelle per torri non sono semplici elementi di fissaggio. Sono un sistema accuratamente progettato in cui le dimensioni, l'elevata resistenza e il trattamento superficiale (come la zincatura a caldo) sono selezionati per funzionare in sinergia, garantendo la sicurezza e la stabilità a lungo termine delle strutture vitali che tengono insieme.