To udtryk, to betydninger
Høj-trækbolt er et materialeudsagn: Det betyder, at boltstålet har en høj modstand mod at blive trukket fra hinanden, kvantificeret ved trækstyrke i MPa. Bolt med høj-styrke er et designudsagn: det betyder, at bolten er beregnet til at bære belastning med styrke i træk, forskydning og bøjning, og i konstruktionsteknik betyder det specifikt en bolt, der er spændt til en friktions-grebsforbindelse, hvor belastningen overføres ved friktion mellem de fastspændte plader i stedet for ved at bære på boltskaftet. Fordi alle bolte med høj-trækstyrke også er stærke i designmæssig forstand, og mange bolte med høj-styrke er lavet af stål med høj-trækstyrke, overlapper termerne i praksis. Forvirringen er vigtig for en jernbanekøber, fordi en fiskebolt angivet som høj-styrke kan leveres som en strukturel friktions-grebsbolt med forskellige dimensioner, eller en bolt bestilt med høj-trækstyrke kan leveres uden ejendomsklassemærkning overhovedet. Den korrekte specifikation angiver altid egenskabsklassen eller det nøjagtige mekaniske krav, aldrig kun adjektivet.
Ejendomsklasser under ISO 898-1
De mekaniske egenskaber af metriske stålbolte er fastsat af ejendomsklassemærker i henhold til ISO 898-1. Det første ciffer er en tiendedel af den mindste trækstyrke i MPa, det andet ciffer er en tiendedel af forholdet mellem flyde og trækstyrke. En klasse 8.8 bolt har derfor en minimumstrækstyrke på 800 MPa og en flydespænding på mindst 640 MPa; klasse 10.9 giver 1040 MPa trækstyrke og 940 MPa udbytte. Tabellen nedenfor viser de klasser, der optræder i spor- og broarbejde.
| Ejendomsklasse | Min trækstyrke Rm | Yde- eller bevisspænding | Typisk jernbanebrug |
|---|---|---|---|
| 4.8 | 400 MPa | 320 MPa | Lette fiskebolte, generel fastgørelse |
| 5.6 | 500 MPa | 300 MPa | Fiskebolte på konventionelle liner |
| 8.8 | 800 MPa | 640 MPa | Sporbolte, T-bolte, ankerbolte |
| 10.9 | 1040 MPa | 940 MPa | Tunge-trækbolte, strukturel friktion-grebsboltning |
| 12.9 | 1220 MPa | 1100 MPa | Specialiserede samlinger med høj-belastning, sjældent i spor |
Klassen er markeret på bolthovedet og på møtrikken for bolte over 5,8, så karakter kan verificeres ved levering uden laboratorietest. En bolt uden hovedmærke bør afvises af sikkerhedsmæssige-kritiske sporbrug. Hårdhed er også et godt leveringstjek: klasse 8.8 er typisk 22 til 32 HRC og klasse 10.9 omkring 32 til 39 HRC, og et misforhold mellem mærkning og hårdhed indikerer forfalsket eller blandet materiale.
Hvilke jernbanekomponenter bruger hvilken kvalitet
Jernbanefastgørelsesudstyr kort over klasserne som følger. Fiskebolte, også kaldet ledbolte, forbinder to skinneender gennem fiskepladen; på konventionelle strækninger er de sædvanligvis 4,8 til 5,6 grader, mens tunge-træk og høj-midlertidige led bruger 8,8 eller højere. T-bolte og ankerbolte i elastiske fastgørelsessystemer bærer systemets forspænding og er typisk 8,8, med 10,9 specificeret på tunge-træksystemer. Skruespidser er en anden komponentfamilie: de er gevindet direkte ind i svellens træ- eller plastdyvel, og deres holdekraft kommer fra gevindindgreb med underlaget, ikke fra en møtrikoverflade, så de er specificeret af spidsstandarden og svellematerialet snarere end af boltegenskabsklassen. Strukturelle bolte med høj-styrke forekommer i stålbroer og viadukter, hvor friktions-grebsforbindelsen er designet og forspændt i henhold til konstruktionskoden, og boltegenskabsklassen er en del af forbindelsesberegningen.
Gevindindgreb og møtrikhøjde
En almindelig specifikationsfejl er at kræve en overdreven gevindindgrebslængde i den tro, at mere gevindkontakt forhindrer afisolering. Den tekniske regel er anderledes: En standardmøtrik med en højde på 0,8 gange boltens diameter udvikler boltens fulde trækkapacitet, og længere indgreb tilføjer intet til styrken, fordi boltskaftet, ikke gevindet, bliver det svage punkt. Det, der faktisk forhindrer afisolering, er korrekt gevindtilpasning til ISO 965-tolerancer, tilstrækkelig hårdhed af møtrikken i forhold til bolten og rene, smurte gevind ved tilspænding. For en 20 mm bolt er møtrikhøjden med fuld-styrke omkring 16 mm, og det er unødvendigt at angive et gevindindgreb på 1,5 gange diameteren, som nogle gange forekommer i amatørspecifikationer, og det kan endda forårsage problemer ved at gøre samlingen følsom over for tolerancestabling. Den korrekte fremgangsmåde er at følge komponentstandarden: møtrikhøjden, gevindtolerancen og prøvebelastningstesten er defineret der, og et afisoleret gevind efter tilspænding er et symptom på forkert pasform, forkert hårdhed eller for stort drejningsmoment, ikke på utilstrækkeligt indgreb.
Lav temperatur og brintskørhed
To yderligere valgpunkter betyder noget for sporbolte. I kolde områder under ca. -40 grader C mister kulstofstålbolte sejhed, og specifikationen bør tilføje et slagkrav eller flytte til en lav-temperaturklasse, da en sprød bolt under forspænding kan svigte uden varsel. I den modsatte retning er høj-bolte i klasse 10.9 og derover, eller med en hårdhed over omkring 390 HV, modtagelige for brintskørhed, hvis de er galvaniseret: brint introduceret under plettering kan forårsage forsinket brud efter installation. Den praktiske regel er at undgå galvanisering på hærdede skinnebolte og bruge zinkflagebelægning eller varm-dypforzinkning i stedet, og at kræve en-skørhedsbagning, hvis galvanisering er uundgåelig, ifølge ISO 4042-praksis. En køber, der angiver fiskebolte i klasse 10.9 til en kyststrækningsline, bør derfor angive belægningsprocessen såvel som ejendomsklassen, fordi de to sammen afgør, om bolten overlever den første vinter.
Ofte stillede spørgsmål
Q1: Er en bolt med høj-trækstyrke det samme som en bolt med høj-styrke?
Ikke ligefrem. Høj-trækstyrke beskriver materialet, en trækstyrke på 800 MPa eller mere, klasse 8.8 og derover. Høj-styrke beskriver designrollen, inklusive forudindlæste friktionsforbindelser. I praksis overlapper vilkårene hinanden, så angiv altid ejendomsklassen skriftligt.
Q2: Hvad betyder 8.8 på et bolthoved?
Det er ISO 898-1-egenskabsklassen: minimum trækstyrke 800 MPa og flydespænding 640 MPa. Mærkningen er en tiendedel af trækstyrken efterfulgt af en tiendedel af udbytte--forholdet.
Q3: Hvilken kvalitet skal fiskebolte være?
Konventionelt samlespor bruger almindeligvis 4,8 til 5,6, mens tunge-træk og høj-trafik angiver 8,8 eller højere. Kvaliteten skal matche fiskepladedesignet og vedligeholdelsesmomentspecifikationen for linjen.
Q4: Hvorfor revner hærdede bolte efter installation?
Forsinket brud af klasse 10.9 og derover er sædvanligvis brintskørhed fra galvanisering. Løsningen er at bruge zinkflager eller varme-belægninger, der ikke tilfører brint, eller bage delene i henhold til ISO 4042 efter plettering.
Q5: Hvor meget trådindgreb er nødvendigt for fuld styrke?
Cirka 0,8 gange boltdiameteren, som er standardmøtrikkens højde. Længere indgreb øger ikke trækkapaciteten; korrekt pasform og hårdhed er det, der forhindrer stripning.
Q6: Hvordan kan jeg verificere kvaliteten af leverede bolte?
Kontroller hovedmarkeringen i forhold til egenskabsklassen, kontroller hårdheden med en bærbar tester, og anmod om møllecertifikatet med de mekaniske testresultater. Umærkede bolte bør afvises af sikkerhedsmæssige-kritiske sporbrug.