คุณจำเป็นต้องรู้อะไรบ้างก่อนซื้อสกรูสแตนเลส

เหตุใดสกรูสแตนเลสจึงสมควรได้รับความสนใจมากกว่าที่ได้รับ

สกรูสแตนเลส เป็นตัวยึดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้าง วิศวกรรมทางทะเล การแปรรูปอาหาร อุปกรณ์ทางการแพทย์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค แต่มักเลือกใช้ตามราคาหรือรูปลักษณ์เพียงอย่างเดียว วิธีการดังกล่าวนำไปสู่การกัดกร่อนก่อนเวลาอันควร กระแสไฟฟ้าขัดข้อง ร่องไดรฟ์ที่หลุดออก และการประนีประนอมทางโครงสร้างซึ่งมีค่าใช้จ่ายในการซ่อมมากกว่าตัวสกรูมาก ด้วยเกรดตัวยึดที่ทำจากสเตนเลสสตีลตั้งแต่โลหะผสมออสเทนนิติก 18-8 พื้นฐานไปจนถึงองค์ประกอบดูเพล็กซ์และซูเปอร์ออสเทนนิติก และมีสไตล์หัวพิมพ์ ประเภทไดรฟ์ และการกำหนดค่าเกลียวให้เลือกหลายสิบแบบ การตัดสินใจเลือกอย่างชาญฉลาดจำเป็นต้องมีความเข้าใจพารามิเตอร์ที่สำคัญเก้าประการ คู่มือนี้ครอบคลุมเนื้อหาแต่ละข้อในแง่ปฏิบัติและเฉพาะเจาะจง

การเลือกเกรด: การตัดสินใจที่สำคัญที่สุดที่คุณจะทำ

เกรดโลหะผสมของสกรูสแตนเลสจะกำหนดความต้านทานการกัดกร่อน ความแข็งแรงทางกล และความเหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมเฉพาะ การเลือกเกรดที่ไม่ถูกต้องถือเป็นความผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดและมีค่าใช้จ่ายสูงที่สุดในการเลือกตัวยึด

จุดที่ 1 — ทำความเข้าใจเกี่ยวกับเกรดหลักและตำแหน่งที่ใช้

เกรด 304 (18-8) เป็นเกรดสกรูสแตนเลสที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด ประกอบด้วยโครเมียม 18% และนิกเกิล 8% ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมภายในอาคาร การสัมผัสแสงกลางแจ้ง และการสัมผัสกับน้ำจืด อย่างไรก็ตาม มีความอ่อนไหวต่อการกัดกร่อนตามรอยแยกและการเกิดรูพรุนในสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยคลอไรด์ เช่น บริเวณชายฝั่งหรือสระว่ายน้ำ เกรด 316 เพิ่มโมลิบดีนัม 2–3% ให้กับองค์ประกอบ 304 ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานคลอไรด์ได้อย่างมาก และทำให้เป็นตัวเลือกที่ถูกต้องสำหรับอุปกรณ์ทางทะเล อุปกรณ์แปรรูปทางเคมี และการก่อสร้างชายฝั่ง เกรด 410 เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกที่มีความต้านทานแรงดึงสูงกว่า (สูงถึง 1,000 MPa) แต่มีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำกว่า ซึ่งใช้ในกรณีที่ภาระทางกลมีความสำคัญมากกว่าการสัมผัสสารเคมี สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความรุนแรงสูง ดูเพล็กซ์เกรด 2205 หรือ 904L ซุปเปอร์ออสเทนนิติก เกรดมีความต้านทานที่เหนือกว่าแต่มีต้นทุนที่สูงกว่ามาก ตารางด้านล่างสรุปความแตกต่างของเกรดที่เกี่ยวข้องมากที่สุด:

จุดที่ 2 — รู้ความแตกต่างระหว่าง A2 และ A4 ในคำศัพท์ ISO

ตามข้อกำหนดของตัวยึดสากล (ISO 3506) สกรูสแตนเลสจัดอยู่ในประเภท A2 (เทียบเท่ากับ 304) หรือ A4 (เทียบเท่ากับ 316) ตามด้วยหมายเลขประเภทคุณสมบัติที่บ่งบอกถึงความต้านทานแรงดึง ตัวอย่างเช่น A2-70 หมายถึงสเตนเลสเกรด 304 ที่มีความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำ 700 MPa ในขณะที่ A4-80 หมายถึงเกรด 316 ที่มีความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำ 800 MPa ระบบการกำหนดนี้ใช้อย่างสม่ำเสมอกับซัพพลายเออร์ในยุโรป และมีการใช้กันมากขึ้นในการจัดซื้อทั่วโลก การระบุ A4-70 เมื่อคุณต้องการความต้านทานการกัดกร่อนในระดับน้ำทะเลและความสามารถในการรับน้ำหนักปานกลางจะสะอาดกว่าและเกิดข้อผิดพลาดน้อยกว่าการอ้างอิงถึงเกรด 316 เพียงอย่างเดียว

คุณสมบัติทางกล: ความแข็งแรง ความแข็ง และพิกัดโหลด

จุดที่ 3 — ความต้านแรงดึงและโหลดพิสูจน์ไม่เหมือนกัน

ความต้านแรงดึงคือค่าความเค้นสูงสุดที่สกรูสามารถรับได้ก่อนเกิดการแตกหัก แต่ค่าที่เป็นประโยชน์มากกว่าคือ โหลดหลักฐาน — แรงตามแนวแกนสูงสุดที่ตัวยึดสามารถคงอยู่ได้โดยไม่เสียรูปถาวร สำหรับสกรูสแตนเลส A2-70 (เช่น M8) โหลดทดสอบจะอยู่ที่ประมาณ 18.6 kN ในขณะที่ความสามารถในการรับแรงดึงอยู่ที่ 25.1 kN วิศวกรที่ออกแบบข้อต่อแบบสลักเกลียวควรกำหนดขนาดการเชื่อมต่อโดยพิจารณาจากภาระที่พิสูจน์ ไม่ใช่ความต้านทานแรงดึง เพื่อให้แน่ใจว่าสกรูยังคงยืดหยุ่นภายใต้ภาระบริการ สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือสเตนเลสออสเทนนิติก (304, 316) ไม่สามารถผ่านกรรมวิธีทางความร้อนเพื่อเพิ่มความแข็งแรงได้ คุณสมบัติทางกลของสเตนเลสถูกกำหนดโดยการทำงานเย็นในระหว่างการผลิต

จุดที่ 4 — การกะเทาะเป็นโหมดความล้มเหลวที่แท้จริงซึ่งมีเฉพาะในเหล็กกล้าไร้สนิม

การครูดหรือที่เรียกว่าการเชื่อมหรือการยึดด้วยความเย็น เกิดขึ้นเมื่อพื้นผิวสเตนเลส 2 ชิ้นภายใต้แรงกดสัมผัสเกิดการสึกหรอของกาวและการเชื่อมแบบไมโครเข้าด้วยกันระหว่างการขันให้แน่น เป็นเรื่องปกติโดยเฉพาะกับเกรดออสเทนนิติก และสามารถทำให้ตัวยึดถูกล็อคอย่างถาวรที่ระดับแรงบิดใดๆ ก็ได้ แม้ว่าจะต่ำกว่าโหลดแคลมป์ที่ต้องการก็ตาม มาตรการป้องกันประกอบด้วยการใช้สารประกอบป้องกันการยึดติด (สูตรที่มีนิกเกิลหรือโมลิบดีนัม-ไดซัลไฟด์) การใช้ตัวยึดที่มีค่าความแข็งต่างกันบนพื้นผิวผสมพันธุ์ ลดความเร็วในการติดตั้ง (ขันด้วยมือหลายรอบสุดท้าย) และพิจารณาสกรูสแตนเลสที่มีการเคลือบ PTFE หรือแว็กซ์ การขูดด้วยสเตนเลสไม่ใช่ข้อบกพร่องของวัสดุ แต่เป็นปรากฏการณ์ทางไทรโบโลยีที่คาดการณ์ได้ ซึ่งการติดตั้งที่เหมาะสมจะกำจัดออกไป

สไตล์หัวรถและประเภทการขับเคลื่อน: ฟังก์ชั่นเหนือสุนทรียภาพ

จุดที่ 5 — รูปแบบส่วนหัวกำหนดข้อกำหนดพื้นผิวแบริ่งและฟลัช

รูปแบบของหัวสกรูส่งผลต่อการกระจายแรงยึดข้ามข้อต่อ และสกรูจะต้องอยู่ในระดับเดียวกับพื้นผิวหรือไม่ หัวแพน และ หัวหกเหลี่ยม สกรูมีพื้นผิวรับน้ำหนักขนาดใหญ่ กระจายโหลดเป็นบริเวณกว้าง และลดการเสียรูปของพื้นผิวให้เหลือน้อยที่สุด เหมาะสำหรับข้อต่อโครงสร้าง หัวเทเปอร์ (หัวแบน) สกรูจะอยู่ชิดกับหรือใต้พื้นผิว จำเป็นในการใช้งานที่ส่วนที่ยื่นออกมาทำให้เกิดการรบกวน เช่น บานพับ การยึดแผง หรือพื้นผิวตามหลักอากาศพลศาสตร์ หัวปุ่ม สกรูมีโดมทรงต่ำพร้อมพื้นที่รับน้ำหนักมากกว่าแบบฝังฝ้า ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและฮาร์ดแวร์เฟอร์นิเจอร์ สำหรับการใช้งานกลางแจ้งหรือทางทะเล ให้หลีกเลี่ยงหัวหกเหลี่ยม (ซอคเก็ต) ภายในในตำแหน่งที่เปิดโล่ง ซึ่งน้ำที่สะสมอยู่ภายในช่องจะช่วยเร่งการกัดกร่อนของรอยแยกได้ - ควรใช้หัวกระทะหรือหัวกระดุม

จุดที่ 6 — ประเภทของไดรฟ์ส่งผลโดยตรงต่อการถ่ายโอนแรงบิดในการติดตั้งและความเข้ากันได้ของเครื่องมือ

ส่วนเว้าของตัวขับจะกำหนดว่าแรงบิดถูกถ่ายโอนจากเครื่องมือไปยังสกรูได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด และมีแนวโน้มที่ลูกเบี้ยว (ตัวขับจะลื่นไถลจากส่วนเว้า) จะเกิดขึ้นภายใต้แรงบิดสูงเพียงใด ฟิลลิปส์ (PH) ตัวขับได้รับการออกแบบมาให้หลุดออกมาภายใต้แรงบิดที่มากเกินไป — โดยตั้งใจเพื่อป้องกันการขันแน่นเกินไป — แต่สิ่งนี้ทำให้ไม่น่าเชื่อถือสำหรับการใช้งานสเตนเลสที่มีแรงบิดสูง โปซิดริฟ (PZ) ไดรฟ์ให้การถ่ายโอนแรงบิดที่เหนือกว่าและต้านทานการแคมเอาท์ได้ดีกว่าฟิลลิปส์แม้จะมีรูปลักษณ์ที่คล้ายคลึงกัน Torx (สตาร์ไดรฟ์) ให้ประสิทธิภาพการถ่ายเทแรงบิดที่ดีที่สุดโดยแทบไม่มีการแคมเอาท์ ทำให้เป็นตัวขับเคลื่อนที่ต้องการสำหรับสกรูสแตนเลสในการใช้งานด้านโครงสร้าง ยานยนต์ และทางทะเล ซ็อกเก็ตหกเหลี่ยม (อัลเลน) ตัวขับให้แรงบิดที่ดีเยี่ยมสำหรับสกรูเครื่องจักร แต่มีความเสี่ยงที่จะเกิดการโค้งมนภายใต้ภาระหนักสูง หากความพอดีของเครื่องมือไม่สมบูรณ์แบบ จับคู่ขนาดดอกสว่านให้ตรงกับขนาดส่วนเว้าเสมอ — ดอกที่สึกหรอหรือไม่ตรงกันจะทำลายส่วนเว้าของตัวขับสเตนเลสอย่างรวดเร็วเนื่องจากความแข็งของวัสดุ

รูปแบบเกลียว ประเภทของจุด และความเข้ากันได้ของวัสดุ

จุดที่ 7 — รูปแบบเกลียวและระยะพิทช์จะต้องตรงกับประเภทการโหลดของแอปพลิเคชัน

สกรูสแตนเลสมีจำหน่ายในรูปแบบเกลียวหยาบ (UNC หรือเมตริกหยาบ) และเกลียวละเอียด (UNF หรือเมตริกละเอียด) ด้ายหยาบ มีความทนทานต่อการต่อเกลียวไขว้มากกว่า ติดตั้งได้ง่ายกว่าอย่างรวดเร็ว และเหมาะกว่าสำหรับวัสดุที่อ่อนกว่า เช่น อลูมิเนียม พลาสติก และวัสดุผสมไม้ ซึ่งการปอกด้ายเป็นความเสี่ยงหลัก ด้ายละเอียด ให้ความต้านทานแรงดึงที่มากขึ้นต่อความยาวหน่วยเนื่องจากพื้นที่ความเค้นที่มากขึ้น ทนทานต่อการคลายตัวของแรงสั่นสะเทือนมากกว่า และให้ความสามารถในการปรับเปลี่ยนที่ดีขึ้นในการประกอบที่แม่นยำ สำหรับสกรูสแตนเลสแบบเกลียวในตัวเองที่ใช้ในโลหะแผ่น ประเภทการขึ้นรูปเกลียว (ซึ่งจะแทนที่วัสดุโดยไม่ต้องตัด) จะสร้างเกลียวที่แข็งแรงกว่าประเภทการตัดเกลียวในโลหะดัด ในขณะที่จุดตัดเกลียวจำเป็นสำหรับซับสเตรตที่แข็งกว่าและวัสดุที่เปราะซึ่งจำเป็นต้องมีระยะห่างจากเศษ

จุดที่ 8 — ความเสี่ยงจากการกัดกร่อนของกัลวานิกขึ้นอยู่กับโลหะที่เชื่อมเข้าด้วยกัน

เหล็กกล้าไร้สนิมอยู่ในระดับสูงในซีรีส์กัลวานิก ซึ่งหมายความว่ามันจะทำหน้าที่เป็นแคโทดและเร่งการกัดกร่อนในโลหะที่สัมผัสกันซึ่งอยู่ต่ำกว่าซีรีส์นี้ รวมถึงเหล็กกล้าคาร์บอน อลูมิเนียม และสังกะสี เมื่อใช้สกรูสแตนเลสกับส่วนประกอบอะลูมิเนียมโดยมีอิเล็กโทรไลต์ (ความชื้น น้ำเกลือ) อะลูมิเนียมจะกัดกร่อนได้เป็นพิเศษและรุนแรง กลยุทธ์ในการลดผลกระทบ ได้แก่ การใช้แหวนรองไนลอนหรือ PTFE เพื่อแยกโลหะที่ไม่เหมือนกัน การใช้จาระบีไดอิเล็กทริกที่ส่วนต่อประสาน ระบุสกรูสแตนเลสที่มีขนาดเล็กกว่าเมื่อเทียบกับชิ้นส่วนอะลูมิเนียม (เพื่อลดอัตราส่วนพื้นที่แคโทดต่อแอโนด) หรือเปลี่ยนไปใช้ตัวยึดอะลูมิเนียมหรือไทเทเนียมที่ความเข้ากันได้ทางไฟฟ้าเป็นข้อจำกัดหลัก ข้อต่อระหว่างสเตนเลสกับสเตนเลสไม่มีความเสี่ยงด้านไฟฟ้า หากส่วนประกอบทั้งสองมีเกรดเดียวกัน

การตกแต่งพื้นผิว การรับรอง และการรับรู้ถึงสินค้าลอกเลียนแบบ

จุดที่ 9 — ตรวจสอบความถูกต้องของเกรด — สกรูสแตนเลสปลอมเป็นปัญหาที่แท้จริง

ตลาดสำหรับตัวยึดที่ทำจากสเตนเลสสตีลนั้นมีผลิตภัณฑ์ลอกเลียนแบบหรือติดฉลากไม่ถูกต้องเป็นจำนวนมาก โดยเฉพาะสกรูที่มีเครื่องหมาย 316 ซึ่งเป็นเกรด 304 จริงๆ หรือเกรดออสเทนนิติกที่มีปริมาณนิกเกิลไม่เพียงพอที่จะเป็นไปตามข้อกำหนด การทดสอบภาคสนามอย่างง่ายโดยใช้แม่เหล็กจะให้การตรวจสอบครั้งแรก: ออสเทนนิติก 304 และ 316 อย่างสมบูรณ์ควรเป็นแม่เหล็กอ่อนหรือไม่มีแม่เหล็กเท่านั้น ในขณะที่การตอบสนองทางแม่เหล็กอย่างแรงบ่งบอกถึงแกนเฟอร์ริติกหรือเหล็กกล้าคาร์บอน สำหรับการใช้งานที่สำคัญ โปรดขอรายงานการทดสอบวัสดุ (MTR) ที่รับรององค์ประกอบทางเคมี รายงานการตรวจสอบขนาดที่ยืนยันการวัดเกลียว และการพิสูจน์ว่าผลิตภัณฑ์ได้รับการผลิตตามมาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับ เช่น ISO 3506, ASTM F738M หรือ DIN 267 การจัดซื้อจากผู้จัดจำหน่ายที่ผ่านการตรวจสอบพร้อมเอกสารประกอบการตรวจสอบย้อนกลับจำนวนมากเป็นการป้องกันที่เชื่อถือได้มากที่สุดสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ไม่ได้มาตรฐานเข้าสู่การใช้งานเชิงโครงสร้างหรือที่มีความสำคัญด้านความปลอดภัย

สภาพพื้นผิวยังมีความสำคัญโดยไม่ขึ้นอยู่กับเกรดอีกด้วย สกรูสแตนเลสควรมีชั้นพาสซีฟที่สว่างและสม่ำเสมอ ปราศจากสีความร้อน ตะกรัน อนุภาคเหล็กที่ฝังตัวจากการตัดเฉือน หรือความเสียหายทางกล การเคลือบฟิล์ม (อ่างกรดซิตริกหรือไนตริกตาม ASTM A967) ช่วยคืนสภาพและเพิ่มชั้นป้องกันโครเมียมออกไซด์ตามธรรมชาติหลังการตัดเฉือนหรือการขึ้นรูป และควรระบุไว้สำหรับตัวยึดสเตนเลสใดๆ ที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่สัมผัสกับอาหาร ยา หรือทางทะเล ซึ่งต้องการความต้านทานการกัดกร่อนสูงสุดตั้งแต่วันแรกของการบริการ

รายการตรวจสอบที่ใช้ได้จริงก่อนสั่งซื้อสกรูสแตนเลส

การใช้เก้าประเด็นข้างต้นนั้นตรงไปตรงมาเมื่อรวมเข้ากับรายการตรวจสอบการยืนยันก่อนการซื้อ ก่อนสั่งซื้อสกรูสแตนเลสใดๆ — ไม่ว่าจะเป็นชุด 50 หรือ 50,000 — ให้ยืนยันสิ่งต่อไปนี้:

• เกรดที่ระบุตรงกับสภาพแวดล้อมการบริการจริง (304 สำหรับภายในอาคารที่แห้ง, 316 สำหรับการสัมผัสทางทะเลหรือคลอไรด์, 410 สำหรับบริการแห้งที่มีภาระสูง)
• ระดับคุณสมบัติ ISO (A2-70, A4-80 ฯลฯ) ได้รับการยืนยันและเพียงพอสำหรับข้อกำหนดการรับน้ำหนักการพิสูจน์ที่คำนวณแล้วของข้อต่อ
• มีการระบุมาตรการป้องกันการครูด เช่น สารประกอบป้องกันการยึด สกรูเคลือบ PTFE หรือค่าความแข็งระหว่างพื้นผิวผสมพันธุ์
• รูปแบบของศีรษะตรงกับข้อกำหนดด้านล้างหรือยื่นออกมา ประเภทไดรฟ์ที่เลือกไว้สำหรับเครื่องมือที่มีอยู่และระดับแรงบิดที่ต้องการ
• รูปแบบเกลียว (หยาบและละเอียด กรีดเอง เทียบกับเครื่องจักร) ตรงกับวัสดุฐานและทิศทางการรับน้ำหนัก
• ประเมินความเข้ากันได้ทางไฟฟ้าสำหรับโลหะทั้งหมดในชุดประกอบข้อต่อ มาตรการแยกที่ระบุหากมีโลหะที่ไม่เหมือนกัน
• รายงานการทดสอบวัสดุและการรับรองการสร้างฟิล์มที่ร้องขอสำหรับการใช้งานที่มีความสำคัญต่อความปลอดภัย เกรดอาหาร หรือทางทะเล