Dấu trên đầu bu lông: Những gì đường kẻ, con số và chữ cái tuyên bố — và cách xác minh cấp độ bền trước khi nhận một lô hàng

Dấu trên đầu chỉ là tuyên bố, không phải bằng chứng nghiệm thu

Dấu đóng 10.9 hay một bộ sáu đường tỏa tia chỉ cho biết bu lông tuyên bố mình là gì, không cho biết nó thực sự là gì. Dấu trên đầu chỉ là một phần của quá trình nhận dạng: một bu lông có thể mang dấu cường độ đúng nhưng vẫn là vật thay thế sai nếu ren, chiều dài, vật liệu, lớp phủ hoặc hình học khác nhau, và đối với các cụm lắp ráp được thiết kế tính toán hoặc quan trọng về an toàn, thông số kỹ thuật thiết bị hay bản vẽ được ưu tiên hơn sự khớp bề ngoài ²⁰. Vì vậy, dấu trên đầu nên được xem là bậc đầu tiên của thang xác minh chứ không phải là câu trả lời. Thang đó đi từ kiểm tra trực quan dấu trên đầu, đến yêu cầu báo cáo thử nghiệm nhà máy, đến thử nghiệm độ cứng, và đến thử nghiệm tải thử khi ứng dụng quan trọng về an toàn ²³. Với một số cấp, dấu không thể gánh vác việc xác minh: khi độ dẻo được đạt được thông qua biến dạng cơ học cụ thể, kiểm tra trực quan là không thể và chứng chỉ thử nghiệm nhà máy EN 10204 3.1 mới là bằng chứng về tính toàn vẹn luyện kim ²⁴. Các nguồn không xác lập rằng có dấu cụ thể nào bị làm giả hoặc áp sai trong một lô hàng nhất định, hay điều đó xảy ra thường xuyên đến mức nào — vì vậy thái độ thực dụng là phải xác minh, chứ không nên mặc định theo hướng nào.

Đọc đúng hệ thống đánh dấu tương ứng với nhóm sản phẩm

Ba hệ thống đánh dấu bao phủ phần lớn bu lông mà nhân viên kiểm tra nhập hàng sẽ gặp, và mỗi hệ mã hóa cấp độ bền theo cách khác nhau. Bu lông hệ inch SAE mang các đường tỏa tia trên đầu, và càng nhiều đường thì bu lông càng mạnh: Grade 5 được đánh ba đường tỏa tia và Grade 8 sáu đường ^{17, 10}. Bu lông hệ mét mang số cấp tính năng như 8.8, 10.9 hoặc 12.9, trong đó số trước dấu thập nhân 100 xấp xỉ độ bền kéo tối thiểu tính bằng MPa và số sau dấu thập nhân 10 xấp xỉ tỷ lệ phần trăm giới hạn chảy trên độ bền kéo ^{23, 27}. Bu lông inox dùng ký hiệu chữ-số ISO 3506, trong đó chữ xác định nhóm thép (A2 = 304, A4 = 316) và số là một phần mười độ bền kéo tối thiểu tính bằng MPa — do đó A4-80 là inox 316 với khoảng 800 MPa ^{15, 23}. Việc không có dấu cũng tự thân là thông tin: không có dấu thường có nghĩa là Grade 2 / Cấp 4.6 hoặc thấp hơn ²³. Quyết định đầu tiên là xác định sản phẩm thuộc hệ thống nào, vì số đường kẻ và số thập phân không phải là hai cách đọc có thể thay thế cho nhau. Nếu đầu bu lông không mang số đường kẻ nhận diện được cũng như số cấp tính năng, dấu không tuyên bố cấp độ bền nào để đối chiếu, và lô hàng sẽ phải dựa vào hồ sơ tài liệu và thử nghiệm.

Hồ sơ cần yêu cầu kèm theo lô hàng

Dấu trên đầu không thể chứng minh thành phần hóa học hay tính năng cơ học; báo cáo thử nghiệm nhà máy cho thấy thành phần thực tế và kết quả thử nghiệm của mẻ thép cụ thể mà bu lông được sản xuất từ đó ²³. Trên các ứng dụng mạ kẽm, dễ giòn do hydro và kết cấu, gói hồ sơ luôn tập trung vào chứng nhận vật liệu có truy xuất số mẻ luyện thép, hồ sơ quy trình và kết quả thử nghiệm ^{5, 11, 25}. Từ chối bất kỳ lô hàng nào có hồ sơ không mang tính truy xuất đó.

• Báo cáo thử nghiệm nhà máy (MTR) thể hiện thành phần hóa học và kết quả thử nghiệm cơ học của mẻ thép cụ thể ²³
• Chứng chỉ vật liệu theo EN 10204 Loại 3.1 hoặc 3.2, nêu rõ cấp thép, số mẻ luyện, thành phần hóa học, tính năng cơ học và xác nhận tuân thủ ¹¹
• Truy xuất số mẻ luyện thép liên kết bu lông thành phẩm về về nguyên liệu thép đúc ban đầu ²⁴
• Hồ sơ xử lý nhiệt: nhiệt độ austenit hóa, môi trường tôi, nhiệt độ và thời gian ram, định danh lò ¹¹
• Hồ sơ phủ bề mặt và, khi áp dụng, hồ sơ nung ổn định với thời gian bắt đầu, nhiệt độ cài đặt lò, xác nhận nhiệt độ chi tiết và thời gian giữ nhiệt ¹¹
• Hồ sơ thử nghiệm xác minh: phương pháp thử, số mẫu, thông số thử, kết quả và định danh phòng thí nghiệm ¹¹
• Với bu lông kết cấu, các bổ sung tùy dự án: báo cáo thành phần hóa học, kết quả thử nghiệm cơ học, kiểm tra kích thước và ren, xác minh lớp phủ, truy xuất lô, xác minh dấu hiệu và kiểm tra của bên thứ ba ²⁵

Sàng lọc độ cứng và tải thử: mỗi phép thử chứng minh điều gì

Độ cứng là phép kiểm tra sàng lọc, không phải chứng nhận cấp độ bền. Máy thử Rockwell cầm tay cho đọc nhanh việc xử lý nhiệt có khớp với cấp mà đầu bu lông tuyên bố hay không, và giá trị ngoài khoảng của cấp cho thấy xử lý nhiệt sai hoặc hàng giả ²³. Hai nguồn đưa ra cùng khoảng 39-44 HRC cho Cấp 12.9, điều này ủng hộ thử nghiệm độ cứng như một phép sàng lọc cho cấp đó ^{23, 14}. Riêng thử nghiệm độ cứng không chứng minh độ bền kéo, tải thử hay thành phần vật liệu ²³. Khi mối nối quan trọng về an toàn, phép kiểm tra mạnh hơn là thử tải thử (proof load): các bu lông mẫu chịu tải thử quy định theo ISO 898-1 và được kiểm tra không có biến dạng vĩnh cửu sau khi tải được gỡ bỏ ²³. Các khoảng độ cứng dưới đây do nguồn cấp nhà cung cấp đưa ra và nên được coi là dải sàng lọc để đối chiếu, chứ không phải giá trị bắt buộc của tiêu chuẩn.

Kiểm tra xem cấp trên đầu có nằm trong phạm vi của tiêu chuẩn đang viện dẫn hay không

Số cấp trên đầu chỉ có ý nghĩa nếu tiêu chuẩn mà nó thuộc về thực sự bao gồm cấp đó. Cấp 14.9 không nằm trong phạm vi của ISO 898-1, vốn chỉ áp dụng đến Cấp 12.9 cho liên kết thương mại tiêu chuẩn; các cấp siêu cao được quy định theo các tiêu chuẩn hàng không vũ trụ như dòng NAS, AN và MS ⁹. Người mua chấp nhận dấu 14.9 như một cấp ISO 898-1 là đang chấp nhận một tuyên bố mà tiêu chuẩn không đưa ra. Vấn đề phạm vi tương tự xuất hiện trên các nhóm tiêu chuẩn khác. SAE J429 Grade 8 và ASTM A490 có mức cường độ tương tự nhưng được sản xuất theo các tiêu chuẩn khác nhau (SAE J429 so với ASTM F3125) và nhìn chung không thể thay thế cho nhau trong ứng dụng thép kết cấu nếu không có phê duyệt kỹ thuật ¹⁰. Vì vậy, trước khi coi một dấu hiệu là cấp độ bền, hãy xác nhận sản phẩm đang được mua theo nhóm tiêu chuẩn nào, và nhóm đó có bao gồm cấp đóng trên đầu hay không. Nếu bản vẽ hoặc thông số kỹ thuật thiết bị nêu rõ một tiêu chuẩn, tiêu chuẩn đó chi phối — chứ không phải con số trên đầu bu lông ²⁰.

Các kiểm tra nghiệm thu mà dấu trên đầu không bao phủ

Dấu trên đầu không mang tính khớp nối kích thước hay ren, và không nguồn nào trong bộ này trích lại các điều khoản hệ thống đánh dấu của SAE J429, ISO 898-1, ASTM F3125 hay ISO 3506. Hãy xác minh các điểm này theo tiêu chuẩn chi phối thay vì suy diễn từ đầu bu lông.

• Đối chiếu các yếu tố dấu hiệu hiện có (nhận diện nhà sản xuất, dấu cấp độ bền, ký hiệu nguồn gốc, số lô) với tiêu chuẩn chi phối — các nguồn không nêu yếu tố nào bắt buộc, tùy chọn hay bị cấm ^{20, 25}
• Xác minh khớp nối kích thước và ren theo tiêu chuẩn áp dụng; dấu trên đầu không xác lập điều đó ^{20, 25}
• Xác nhận bản vẽ hoặc thông số kỹ thuật thiết bị được ưu tiên hơn sự khớp bề ngoài đối với cụm lắp ráp quan trọng về an toàn ²⁰
• Với bu lông kết cấu, xác nhận việc xác minh dấu hiệu và truy xuất lô nằm trong phạm vi kiểm tra ²⁵

Cân nhắc chi phí của lộ trình xác minh

Xác minh tốn kém, và các nguồn đưa ra một so sánh chi phí cụ thể cho lộ trình nhiều hồ sơ tài liệu. ASTM F2329 có mức chênh lệch chi phí 10-25% so với ASTM A153 ⁴. Mức chênh đó là chính đáng khi ứng dụng là mối nối kết cấu quan trọng, liên kết cường độ cao, hoặc đòi hỏi hồ sơ chất lượng nghiêm ngặt ⁴. Với phụ kiện xây dựng thông dụng dùng cho mục đích không quan trọng, ASTM A153 đảm bảo chất lượng đủ dùng với quy trình thu mua đơn giản và chi phí thấp hơn ⁴. Cùng logic đó áp dụng cho thang xác minh: kiểm tra dấu miễn phí, MTR là một yêu cầu hồ sơ, còn thử độ cứng hay tải thử phát sinh thời gian và chi phí phòng thí nghiệm. Các nguồn không cho ngưỡng sản lượng mà thử nghiệm do nhà cung cấp thực hiện trở nên hiệu quả về chi phí, cũng như hệ quả thời gian giao hàng của các cách tiếp cận xác minh khác nhau, nên các đánh đổi đó phải được thống nhất với nhà cung cấp chứ không đọc từ bảng.

Hai con số các nguồn mâu thuẫn nhau

Hai xung đột về số liệu trở nên quan trọng khi bạn sắp trích dẫn một giá trị độ bền kéo hay sự tương đương cấp độ bền trong quyết định nghiệm thu. Không nên coi bảng của nguồn nào là giá trị cấp độ bền có thẩm quyền; phải tra cứu trực tiếp tiêu chuẩn chi phối.

Câu hỏi thường gặp

Trang liên quan

• Giới hạn chảy vs cường độ kéo của bu lông: cái nào chi phối lực siết trước, cái nào chi phối đứt gãy
• Tải thử so với giới hạn chảy và độ bền kéo trong lựa chọn bu lông: Những gì bộ bằng chứng xác định
• Cách xác định mô-men siết và chọn phương pháp siết cho mối nối bắt bu lông
• Ghép đai ốc với bu lông: cấp bền, đai ốc bích hay lục giác, và những gì bằng chứng thực sự quyết định được
• Lựa chọn cấp bền bu lông: ISO 898-1 8.8/10.9/12.9 so với ASTM A307 và A325
• Bu lông neo móng F1554 Grade 36
• Bu lông neo móng F1554 Grade 55
• Bu lông neo móng F1554 Grade 105