Parafusos de ancoragem ASTM F1554 grau 105: especificações, seleção e guia de fornecimento

Durante a fase de retirada do material da fundação de uma torre de transmissão, o diâmetro do chumbador geralmente é bloqueado pela geometria da placa de base, e não pela carga. Quando uma haste Grau 36 de 1 polegada pode fornecer apenas cerca de um terço da capacidade de rendimento necessária para a elevação do projeto, a solução prática raramente é perfurar novamente a placa; é mudar para ASTM F1554 Grau 105 no mesmo diâmetro. Esta classe é um parafuso de ancoragem de liga de aço temperado e revenido com um limite de escoamento mínimo de 105 ksi, quase o dobro do limite de escoamento do Grau 55 e quase o triplo do Grau 36.

A especificação F1554 abrange chumbadores com cabeça, hastes de ancoragem retas e chumbadores dobrados. O número no nome da classe é o limite de escoamento mínimo garantido em ksi. O grau 36 usa aço carbono, o grau 55 usa aço carbono de maior resistência e o grau 105 requer uma liga de aço de médio carbono que é temperada e revenida. A diferença é metalúrgica, não cosmética, e aparece em todos os relatórios de teste.

Resumo dos requisitos mecânicos da série 105

ASTM F1554 Grau 105 está disponível de 1/2 polegada até o diâmetro máximo coberto pelas tabelas mecânicas da norma. A tabela abaixo lista os valores que um relatório de teste certificado deve atender antes do material sair da fábrica.

A linha de diâmetro superdimensionado é onde ocorrem erros de especificação. Vários detalhes estruturais assumem um rendimento de 105 ksi, independentemente do diâmetro, mas o próprio padrão exige valores mais baixos em barras de grande diâmetro. Sempre confirme o diâmetro real com o fabricante antes de aceitar um certificado de moinho.

Por que escolher a 105ª série em vez da 36ª ou 55ª série?

Selecionar uma nota é um exercício de custo versus força. A comparação abaixo posiciona as três classes F1554 de forma que o espaçamento real entre elas seja visível.

A nota 36 abrange fundações leves e obras temporárias. O grau 55 lida com a maioria das âncoras comuns de placa de base de coluna. A classe 105 ganha seu prêmio quando momentos de tombamento, cargas dinâmicas de equipamentos ou dimensões limitadas da placa de base não deixam espaço para um parafuso maior. Como a capacidade de tração aumenta com o quadrado do diâmetro, passar do Grau 55 para o Grau 105 pode reduzir uma haste de 2-1/4 polegadas para aproximadamente 1-3/4 polegadas com a mesma carga de trabalho, diminuindo a placa de base, as distâncias das bordas e a profundidade de embutimento em uma única etapa.

Fatores de desempenho ocultos que alteram o comportamento do campo

Têmpera e revenido: de onde vem a ductilidade

A nota 105 não é simplesmente mais forte num sentido genérico. O ciclo de têmpera e revenimento desenvolve martensita revenida, que proporciona alta resistência ao escoamento, preservando ductilidade suficiente para dobrar sem rachar. O alongamento mínimo de 15% é importante no campo porque os montadores rotineiramente colocam as hastes de ancoragem desalinhadas de volta na posição ou dobram a perna superior de uma âncora em J para corresponder a um modelo.

A armadilha de redução de capacidade com diâmetro superdimensionado

Acima de 2-1/2 polegadas de diâmetro, ASTM F1554 Grau 105 desce para 95 ksi de rendimento mínimo e 115 ksi de tração mínima. Se um projeto utiliza uma haste de 3 polegadas e ainda assume um rendimento de 105 ksi, a conexão é calculada cerca de 10% acima de sua capacidade garantida. O gráfico de barras abaixo mostra os valores de rendimento em toda a família de notas.

Galvanização e fragilização por hidrogênio

A galvanização por imersão a quente conforme ASTM A123/A153 é a proteção contra corrosão mais comum para chumbadores porque o aço embutido precisa de longa vida útil. O grau 105 é uma liga de aço de alta resistência, e a etapa de limpeza com ácido antes da galvanização pode introduzir hidrogênio no aço. Um fabricante responsável controla o tempo de decapagem e a temperatura do banho, e muitas especificações de projeto adicionam uma verificação de fragilização por hidrogênio após a galvanização. Para uma revisão completa dos acabamentos e seus riscos de processo, consulte nosso tipos de tratamento de superfície de parafuso guia completo de seleção .

Porcas e arruelas correspondentes não são opcionais

O F1554 Grau 105 deve ser montado com porcas sextavadas pesadas conforme ASTM A563 Grau DH ou DH3 (ASTM A194 Grau 8 também é reconhecido) e arruelas endurecidas conforme ASTM F436. Uma porca sextavada padrão não é forte o suficiente para um parafuso de 125 ksi, e pular a arruela endurecida permite que a porca se incorpore em uma placa de aço mais macia.

Porca sextavada pesada galvanizada a quente para parafusos de ancoragem de alta resistência Esta porca sextavada pesada com revestimento de zinco por imersão a quente é especificada para parafusos de ancoragem F1554 Grau 105, correspondendo à resistência necessária A563 DH ou DH3 e evitando o embutimento da porca quando combinada com arruelas endurecidas. Ver Produto →

Soldagem não é uma opção

A soldagem aquece uma barra temperada e revenida acima de sua temperatura de revenido, destrói a microestrutura tratada termicamente e deixa uma zona macia e fraca afetada pelo calor. O sistema F1554, portanto, trata o Grau 105 como uma conexão somente mecânica. Se o layout da ancoragem exigir soldagem, projete uma extensão de acoplador rosqueado ou desça para o Grau 55 e siga as disposições de soldagem do padrão.

Uso típico na indústria de parafusos de ancoragem grau 105

A demanda pelo Grau 105 segue as estruturas altas, delgadas ou muito carregadas. A distribuição abaixo representa um portfólio de projetos típico; as misturas reais variam de acordo com a região, mas o padrão é consistente: as indústrias que não podem pagar por um chumbador grande são exatamente aquelas que especificam o grau mais alto.

Torres de transmissão, iluminação de mastros altos e estruturas de antenas colocam os chumbadores em tensão constante devido às cargas do vento e, em zonas sísmicas, em tombamento cíclico. As plantas industriais usam o Grau 105, onde compressores, moinhos e britadores montados em skids criam ciclos de carga repetidos nas fundações. Pontes e estruturas de transporte utilizam-no para estruturas de suporte de sinalização, pórticos e padrões de luz onde a rigidez do conjunto de ancoragem participa da análise dinâmica. Nos três casos, a rosca comum é a mesma: o diâmetro do parafuso é limitado, portanto a classe deve suportar a carga.

Como especificar F1554 grau 105 sem erros dispendiosos

Os parafusos de ancoragem estão entre os itens mais baratos em um cronograma de construção, mas uma classificação errada ou a falta de um relatório de teste podem interromper toda uma sequência de montagem. Use as etapas a seguir como base de suas especificações de compra.

Parafuso de ancoragem galvanizado por imersão a quente de aço carbono ASTM F1554 Um parafuso de ancoragem personalizável em F1554 Graus 36, 55 ou 105, com galvanização por imersão a quente para resistência à corrosão. É fundamental para as etapas de compra que ajudam a evitar atrasos dispendiosos na montagem devido a notas erradas ou falta de relatórios de teste. Ver Produto →

1. Confirme o diâmetro e o nível de resistência. Se qualquer âncora exceder 2-1/2 polegadas, projete para um rendimento de 95 ksi em vez de 105 ksi, e informe isso no pedido de compra.
2. Defina a forma e a dobra. Indique se o parafuso tem cabeça, uma haste reta ou uma âncora dobrada e forneça o ângulo de curvatura e o raio interno no desenho.
3. Bloqueie o revestimento e a margem de linha. Para galvanização por imersão a quente, especifique a espessura do revestimento, se as porcas devem ser rosqueadas com tamanho excessivo e a redução aceitável do comprimento da rosca causada pelo acúmulo de revestimento.
4. Combine o hardware. Requer porcas sextavadas pesadas A563 Grau DH ou DH3 e arruelas endurecidas F436, com o mesmo revestimento da haste.
5. Adicione testes complementares se o projeto depender deles. O F1554 permite que os compradores acessem testes de tensão adicionais, testes de impacto Charpy V-notch, inspeção ultrassônica e exame de partículas magnéticas. Coloque-os no pedido de compra, não em um e-mail de acompanhamento.
6. Exija documentação rastreável. Os certificados de teste do moinho devem mostrar o número de calor, a análise química e os valores mecânicos reais testados. Mantenha-os com os desenhos da loja.

Se precisar de ajuda para verificar uma especificação em relação a um desenho de projeto, envie-nos o desenho através do página de contato antes de se comprometer com um fornecedor. Oferecemos regularmente suporte a pacotes de fixadores para estruturas de aço e, para tamanhos ou formas personalizadas fora da faixa padrão, podemos discutir diretamente a produção OEM/ODM.

Inspeção, Armazenamento e Conformidade

Receber a inspeção é o último portão de qualidade antes que um chumbador desapareça no concreto. Uma pequena lista de verificação mantém o hardware entregue alinhado com a intenção do projeto.

• Verifique a marcação. F1554 exige identificação permanente do fabricante e da classe. Os parafusos grau 105 são marcados com “105” na cabeça ou na extremidade da haste mais o símbolo do fabricante. Nenhuma marcação significa nenhuma rastreabilidade.
• Verifique os relatórios de teste. O certificado do moinho deve mostrar o número de calor, composição química, rendimento e valores de tração, alongamento e redução de área. Confirme se o número da bateria no relatório corresponde aos pacotes do caminhão.
• Inspecione as roscas e o revestimento. Roscas danificadas expõem o aço à corrosão e podem descascar durante o tensionamento. Pequenos cortes de galvanização podem ser retocados com tinta rica em zinco, mas um parafuso com revestimento saltado, com bolhas ou muito lascado deve ser colocado em quarentena para revisão.
• Armazene as âncoras adequadamente. Mantenha os feixes longe do solo, protegidos e separados de materiais de cobre e alumínio que possam formar células de corrosão galvânica no local.
• Não solde, reaqueça ou galvanize novamente as peças de campo. Qualquer calor acima da faixa de revenido degrada a resistência do tratamento térmico, e a regalvanização de um parafuso usado acarreta um risco evitável de fragilização por hidrogênio.

Se um projeto exigir novos testes, trabalhe com o fabricante para coletar amostras do calor original, em vez de aceitar substitutos de origem local. A conformidade após a instalação depende dos registros do proprietário, portanto, arquive os certificados do moinho junto com os desenhos da oficina e os registros de torque de instalação. Esse arquivo também é a evidência de conformidade mais rápida durante uma auditoria.