Norma EN 15048 „Zestawy śrubowe do połączeń niesprężanych” odpowiada za regulowanie wymagań dla połączeń śrubowych stosowanych w konstrukcjach stalowych, gdzie nie ma wymagań kontrolowania siły zacisku. Mówiąc inaczej norma odpowiada za połączenia śrubowe, gdzie nie jest wymagane sprężenie konstrukcji czyli wytworzenie w połączeniu obciążenia wstępnego. Zestawy śrubowe SB (Structural Bolting) stanowią podstawowy element połączeń w konstrukcjach stalowych. Stosuje się je w połączeniach kategorii A oraz D według EN 1993-1-8 (Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych, Część 1-8: Projektowanie węzłów).

Specyfikacja materiałowa i klasyfikacja zestawów śrubowych

Standard EN 15048  obejmuje swoim zakresem śruby i nakrętki z gwintem metrycznym od M12 do M36 wykonane ze stali węglowej, stali stopowej oraz austenitycznej stali nierdzewnej. W przypadku śrub wykonanych ze stali węglowej lub stopowej mowa jest o klasach własności 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 10.9 dla śrub wg ISO 898-1 (Własności mechaniczne części złącznych wykonanych ze stali węglowej oraz stopowej — Część 1: Śruby i śruby dwustronne o określonych klasach własności – Gwint zwykły i drobnozwojny) i 4, 5, 6, 8, 10 oraz 12 dla nakrętek wg ISO 898-2 (Własności mechaniczne części złącznych ze stali węglowej i stali stopowej – Część 2: Nakrętki z określoną wartością obciążenia próbnego – Gwint zwykły i drobnozwojny).

Dla stali nierdzewnej dla śrub (ISO 3506-1) i nakrętek (ISO 3506-2) wykorzystuje się klasy 50, 70, 80. W przypadku tej normy podkładki nie są wymagane do kompletu śruba-nakrętka. Jeśli występują specjalne wymagania dla podkładki to najczęściej w klasie twardości (ISO 898-3) 100 HV oraz 200 HV. Występuje jeden wyjątek, kiedy wymagane są podkładki o twardości 300 HV lub 370HV.

Normy wykonania elementów zestawów śrubowych

Elementy zestawu śrubowego SB wg EN 15048 spotkamy najczęściej wykonane dla śrub według norm ISO 4014 czyli śrub sześciokątnych z wolną niegwintowaną częścią trzpienia oraz ISO 4017 czyli śrub sześciokątnych z zarysem gwintu na całej długości trzpienia. Nakrętki wykonane są według standardu ISO 4032 odpowiadającego za geometrię nakrętki sześciokątnej. W przypadku wyrobów z rynku niemieckiego wystąpią odpowiedniki niemieckie norm czyli DIN 931, DIN 933 oraz DIN 934. Należy tu jednak pamiętać o różnicach w rozmiarze pod klucz pomiędzy wyrobami wykonanymi według ISO oraz DIN.

Wymagania dla zestawów SB

Jednym z głównych wymagań dla zestawów śrubowych wykonany według EN 15048 jest dopasowanie śruby oraz nakrętki pod względem tej samej powłoki. Najbardziej popularną powłoką jest cynk ogniowy wykonany według normy ISO 10684 (Części złączne – Powłoki cynkowe nanoszone metodą zanurzeniową).

Kolejnym wymaganiem jest ta sama partia zestawów czyli śruby z jednej partii produkcyjnej oraz nakrętki z jednej partii produkcyjnej wchodzące w skład dostarczonego razem kompletu. Śruby i nakrętki muszą być także specjalnie oznaczone, na powierzchni oporowej powinny znaleźć się takie informacje jak klasa własności, znak identyfikujący producenta zestawu oraz dodatkowe oznakowanie „SB”.

Badanie przydatności zestawów śrubowych SB

Zestawy SB muszą przejść testy przydatności w celu potwierdzenia ich wydajności w zamierzonych zastosowaniach. Test polega na poddaniu zestawu śruba-nakrętka badaniu wytrzymałości na rozciąganie. Do skręconego zestawu przykładane jest obciążenie i wykonywany jest pomiar siły. Do wykonania badania wykorzystuje się maszynę wytrzymałościową na co dzień weryfikującą wytrzymałość na rozciąganie śrub i obciążenie wstępne nakrętek. Na rezultat składają się między innymi następujące parametry komponentów wytrzymałość na rozciąganie śruby, twardość nakrętki oraz dopasowanie gwintów obu z nich. Prawidłowo wykonane badanie daje ważną odpowiedź, czy obie partie detali mogą razem tworzyć zestaw, czy będą niezawodne w warunkach budowy i eksploatacji.

Montaż zestawów SB

Nie sprecyzowano momentów obrotowych z jakimi należy dokręcać zestawy SB. Podpowiedzią są manuale dostarczane przez producentów zestawów z opracowanymi sposobami dokręcenia. Manuale te zawierają zazwyczaj wyjaśnienie dotyczące wymagań powierzchni, metody montażu oraz wykorzystanych wartości momentu obrotowego i kąta obrotu. Trzeba pamiętać, że z reguły poszczególne manuale dopasowane są tylko do wyrobów danego producenta.

Gdy jednak szukamy rozwiązania pewnego i sprawdzonego, należy sięgnąć po zestawy śrubowe HV wg EN 14399. Są to połączenia sprężane, które posiadają jasno zdefiniowane metody montażu. Szczególnie dla kategorii połączeń A oraz D można wziąć pod uwagę wykorzystanie zmodyfikowanej metody kontrolowanego momentu dokręcania według DASt – Richtlinie 024 (Anziehen von geschraubten Verbindungen der Abmessungen M12 bis M36)/

Typowe błędy w stosowaniu

Najczęstszymi błędami związanymi z wykorzystaniem tych łączników jest mieszanie elementów z różnych dostaw. Ten błąd, chodź w warunkach budowy, dla śruby niesprężonej wydaje się być pomijalny, to w przypadku awarii może okazać się karygodny. Pomieszanie partii zaburza identyfikowalność partii czyli potwierdzenie wykorzystanego wytopu materiału, stabilności procesów produkcji i wykonanych badań. Kolejnymi błędami są nieprawidłowe dobory długości śrub, brak podkładki, gdy są wymagane. Ostatnim błędem jest wykorzystanie podkładek niewiadomego pochodzenia i traktowanie tego elementu jako pomijalnego dodatku do całego połączenia śrubowego.

Dokumentacja i certyfikacja

Producenci są odpowiedzialni za dostarczenie dokumentacji potwierdzającej zgodność z wymaganiami normy EN 15048-2. Na producencie spoczywa odpowiedzialność za oznakowanie CE, Deklarację właściwości użytkowych (DoP) oraz posiadanie wdrożonego systemu Zakładowej Kontroli Produkcji (ZKP). Podstawowym dokumentem dla zestawów śrubowych SB jest świadectwo odbioru 3.1 według EN 10204, trzeba pamiętać, że mowa jest o świadectwie dla zestawu.