Explication de la qualité des boulons ferroviaires: 8.8, 10.9, 12.9 & Au-delà

Quand tu achètes boulons à poisson ferroviaires ou d'autres attaches à haute résistance, vous verrez souvent des marques telles que 8.8, 10.9, ou 12.9 sur le dessin, citation, ou certificat d'inspection. À première vue, le choix semble simple: un nombre plus élevé signifie un boulon plus solide. En pratique, La sélection des fixations ferroviaires n'est pas si simple. Ces chiffres sont Classes de propriétés ISO de qualité de boulon ferroviaire utilisé pour décrire les propriétés mécaniques des boulons en acier au carbone et en acier allié, vis, et des goujons. OIN 898-1:2013 définit les exigences pour ces classes de propriétés. L'application ferroviaire, cependant, peut également être régi par l'UIC, DANS, ASTM, AREMA, normes nationales, ou une spécification spécifique au projet.

Cette distinction compte. Un boulon peut avoir la résistance requise sur un certificat de matériau et néanmoins ne pas convenir à un joint de rail particulier si les dimensions, revêtement, précharger, système de filetage, ou la norme ferroviaire applicable est erronée.

Alors, comment devriez-vous comparer 8.8, 10.9 et 12.9 boulons de chemin de fer?

Que faire 8.8, 10.9 et 12.9 En fait méchant?

Les deux numéros d'une classe de propriété ne constituent pas un numéro de modèle de produit..

Par exemple, dans le système de classes de propriétés ISO:

• 8.8 indique une résistance à la traction minimale nominale de 800 MPa et un rapport rendement/traction nominal de 0.8.
• 10.9 indique une résistance à la traction minimale nominale de 1,000 MPa et un rapport de 0.9.
• 12.9 indique une résistance à la traction minimale nominale de 1,200 MPa et un rapport de 0.9.

Cela donne une première comparaison utile:

*Le tableau est une explication simplifiée de la désignation de la catégorie de propriété. Les propriétés mécaniques réelles spécifiées dépendent de la norme applicable, plage de diamètre, et exigences de test.

Le point important est que 8.8, 10.9 et 12.9 décrire les classes de résistance mécanique. Ils ne le font pas, par eux-mêmes, vous dire si un boulon convient à une éclisse, système de fixation des rails, structure du pont, ou une autre liaison ferroviaire.

Cette décision vient plus tard.

Boulon de chemin de fer Grade 8.8: Un choix commun pour les applications générales

Catégorie de boulon de chemin de fer 8.8 est largement utilisé pour le boulonnage à haute résistance à usage général. Il offre un équilibre utile entre la force, ductilité, disponibilité et coût de fabrication.

Pour les applications ferroviaires, un 8.8 un boulon peut être envisagé pour les systèmes de fixation conventionnels, composants de piste, connexions structurelles et autres applications où les spécifications du projet appellent cette classe de propriété.

L'avantage de 8.8 n'est pas simplement son 800 Résistance à la traction MPa.

Il est également relativement indulgent par rapport aux classes de force plus élevée.. Les boulons ferroviaires sont installés dans des environnements qui ne sont pas toujours idéaux. Les fils peuvent devenir sales. Les composants peuvent présenter de petites variations dimensionnelles. Les travaux d'entretien peuvent avoir lieu à l'extérieur, la nuit, ou sous des fenêtres de possession étroites.

Cela ne veut pas dire que la qualité de l’installation est sans importance. Cela signifie que l'équilibre technique global de la fixation peut être intéressant pour les applications qui ne nécessitent pas une classe de résistance plus élevée..

Pour un boulon de poisson, cependant, la classe de propriété ne doit jamais être sélectionnée uniquement à partir du diamètre du boulon ou de ce qu'un autre chemin de fer utilise. Le profil ferroviaire, conception d'assiette à poisson, précharge requise, le partenariat et la norme applicable doivent tous être pris en compte.

Boulon de chemin de fer Grade 10.9: Quand une résistance plus élevée est requise

Passer de 8.8 à 10.9 donne une augmentation substantielle de la résistance à la traction et à la limite d'élasticité.

Cela peut être utile lorsqu'une connexion nécessite une précharge plus élevée ou lorsque la taille des boulons disponibles est limitée par la conception du joint..

Dans les applications ferroviaires, des fixations plus résistantes peuvent être envisagées pour les joints fortement chargés, connexions structurelles exigeantes et applications où les spécifications du projet exigent une classe de propriété plus élevée.

Mais il y a un point important qui passe parfois inaperçu:

Un boulon plus solide ne crée pas automatiquement un joint plus solide.

Le joint dépend toujours de la qualité des fils, les surfaces de contact, l'écrou et la rondelle, la précharge du boulon, l’alignement des composants et la conception de la connexion.

Imaginez deux boulons installés dans le même joint. L'un est un boulon de chemin de fer. 10.9 mais est installé avec un mauvais contrôle de précharge. L'autre est un boulon de chemin de fer. 8.8 et est correctement installé conformément aux spécifications du projet.

Le boulon à résistance supérieure ne gagne pas automatiquement.

Ceci est particulièrement important pour les joints de voies ferrées, car les charges répétées sur les roues créent une charge cyclique.. Le but n’est pas simplement d’empêcher le boulon de se briser. Le joint doit également maintenir la force de serrage requise pendant le service.

Boulon de chemin de fer Grade 12.9: Plus fort, Mais pas automatiquement meilleur

Catégorie de boulon de chemin de fer 12.9 est une classe de propriété plus résistante que 10.9, mais cela n'en fait pas le choix universel pour les fixations ferroviaires.

Les fixations à plus haute résistance nécessitent généralement un contrôle plus minutieux de l'état du matériau., traitement thermique, traitement de surface et pose.

Ils ont également moins de place pour la déformation plastique que les classes de résistance inférieure. En lien avec un mauvais alignement, fils endommagés, précharge incorrecte ou autres concentrations de contraintes, le simple fait de choisir une classe de résistance supérieure ne résout pas le problème sous-jacent.

C'est pourquoi je serais prudent avec les spécifications qui disent:

"Utilisez des boulons de qualité ferroviaire 12.9 parce que c’est plus sûr.

Ce n'est pas vraiment une spécification technique.

Une meilleure question est:

Quelle charge le joint doit-il supporter, quelle précharge est requise, et quelle classe de propriété la norme applicable ou le calcul technique précise-t-il?

Grade 12.9 peut avoir du sens dans des applications spéciales où la conception l'exige. Mais il doit être sélectionné parce que la connexion requiert ce niveau de performances, et pas simplement parce que 12.9 est le chiffre le plus élevé sur l'étagère.

Pourquoi le couple est si important

Lors de la discussion sur les qualités de boulons ferroviaires, il est tentant de se concentrer sur la résistance à la traction et d'ignorer l'installation.

C'est une erreur.

Le couple des boulons est utilisé comme méthode pratique pour obtenir la précharge requise, mais le couple n'est pas un nombre universel pour une qualité de boulon ferroviaire particulière.

La relation entre le couple et la précharge est affectée par des facteurs tels que:

• Diamètre du boulon et géométrie du filetage
• État du fil
• État des écrous et des rondelles
• Lubrification
• Revêtement de surface
• Friction
• Précharge articulaire requise

Pour cette raison, une déclaration générique telle que « un grade M24 8.8 le boulon doit toujours être serré à X Nm » peut être trompeur.

Le couple correct ou la méthode d'installation doit provenir de la spécification ferroviaire pertinente, données techniques du fournisseur de fixations, ou la conception commune.

C’est aussi pourquoi un outil dynamométrique calibré est important. Si les équipes d'installation utilisent des outils différents, lubrifiants ou procédures de serrage sans tenir compte des changements de friction, la même lecture de couple peut ne pas produire la même précharge.

Pour boulons à poisson ferroviaires, le maintien de la précharge est souvent plus important que le simple choix du boulon disponible le plus solide.

Si vous faites face à des relâchements articulaires récurrents, cela vaut la peine d'étudier le processus d'installation avant de passer automatiquement de 8.8 à 10.9 ou 12.9.

Vous constaterez peut-être que le problème est en fait lié au préchargement, mouvement articulaire, usure des composants, état du filetage ou procédure d'installation.

Revêtement et fragilisation par l’hydrogène

Le traitement de surface devient de plus en plus important à mesure que la résistance des fixations augmente.

Les fixations en acier à haute résistance peuvent être sensibles à la fragilisation par l'hydrogène dans certaines conditions de traitement et de service.. De l'hydrogène peut être introduit lors de certains nettoyages, décapage, procédés de placage ou de revêtement. Si l'acier, la voie de traitement et les conditions de stress sont défavorables, une rupture fragile retardée peut survenir.

C’est l’une des raisons pour lesquelles le revêtement ne doit pas être considéré comme un choix cosmétique..

Pour la qualité des boulons ferroviaires 10.9 et surtout le boulon ferroviaire 12.9 attaches, le système de revêtement doit être sélectionné en même temps que le matériau de fixation et la norme applicable. Le fournisseur doit être en mesure d'expliquer le processus de traitement de surface et les contrôles utilisés pour gérer le risque de fragilisation par l'hydrogène, le cas échéant..

La solution correcte peut varier en fonction du système de revêtement et des exigences du projet.

Pour applications ferroviaires exposées à la pluie, humidité, air côtier, tunnels ou environnements de dégivrage, la protection contre la corrosion doit également être prise en compte. Un boulon qui possède d’excellentes propriétés mécaniques mais perd sa section à cause de la corrosion n’est pas une fixation fiable.

L'écrou et la rondelle doivent-ils correspondre au boulon?

Oui.

Un boulon à haute résistance ne doit pas être évalué seul.

La noix, rondelle, les fils et les composants d'accouplement forment un joint. Si un composant a une résistance insuffisante ou une géométrie incorrecte, la mise à niveau du boulon seul peut apporter peu d'avantages.

Par exemple, à l'aide d'un boulon de chemin de fer 10.9 un boulon avec un écrou inapproprié ne crée pas de pente 10.9 connexion.

Le même principe s'applique aux rondelles et aux dispositifs anti-desserrage. Une rondelle élastique, un écrou de blocage ou un autre dispositif ne doit pas être sélectionné simplement parce qu'il a été utilisé sur un autre projet ferroviaire.

La connexion doit être conçue en fonction de la vibration réelle, conditions de charge et d'entretien.

Les normes ferroviaires comptent plus que le numéro sur le boulon

C’est là que les fixations ferroviaires diffèrent d’une simple comparaison en quincaillerie.

Un dessin peut spécifier une classe de propriétés de boulon telle que 8.8 ou 10.9, mais il peut aussi préciser:

• Dimensions des boulons
• Norme de filetage
• Dimensions de la tête
• Exigences en matière de noix
• Exigences relatives à la laveuse
• Matériel
• Traitement thermique
• Revêtement
• Inspection
• Marquage
• Essais mécaniques
• Norme ferroviaire applicable

Autrement dit, 8.8 n'est pas une spécification complète des boulons.

La même chose s'applique à 10.9 et 12.9.

Les projets nord-américains peuvent utiliser les spécifications ASTM pour les fixations structurelles, tandis que d'autres systèmes ferroviaires peuvent faire référence à EN, CUI, exigences nationales ou spécifiques au projet. ASTM F3125/F3125M, Par exemple, consolide plusieurs spécifications précédentes de boulons de structure, notamment A325 et A490. Il ne doit pas être traité comme une simple table de conversion un-à-un avec ISO 898 classes de propriétés.

Si votre dessin indique ASTM, suivre les exigences ASTM. S'il précise OIN 898-1 classe de propriété 10.9, suivre cette exigence. Si le projet ferroviaire précise un UIC particulier, EN ou norme nationale, cette norme est prioritaire.

Ne sélectionnez pas un substitut simplement parce que la résistance à la traction semble similaire.

Comment choisir une qualité de boulon ferroviaire?

Il n’existe pas une seule qualité de boulon ferroviaire qui soit adaptée à chaque application ferroviaire..

Un processus de sélection pratique ressemble plus à ceci:

Par exemple, une connexion de voie conventionnelle peut utiliser Grade 8.8 si c'est ce que la conception et la norme applicables exigent.

Une connexion plus chargée peut nécessiter Grade 10.9.

Une application spéciale peut nécessiter un grade 12.9.

La partie importante est le processus d'ingénierie derrière la décision.

Une comparaison simple

Ceci est un point de départ, pas une spécification ferroviaire universelle.

La sélection finale doit toujours être vérifiée par rapport à la conception réelle du joint et à la norme applicable..

Que devrait fournir un fournisseur de boulons ferroviaires?

Lors de l'achat de boulons à poisson pour chemin de fer ou d'autres fixations ferroviaires, Je ne m'arrêterais pas à demander:

"De quelle qualité de boulon ferroviaire s'agit-il?»

Demandez le cahier des charges complet.

Un fournisseur fiable doit être en mesure de fournir des informations telles que:

• Qualité du matériau et classe de propriété
• Norme applicable
• Dimensions des boulons et spécifications du filetage
• Exigences de traitement thermique
• Résultats des tests mécaniques
• Exigences de dureté, le cas échéant
• Détails du revêtement et du traitement de surface
• Dossiers d'inspection
• Informations de traçabilité
• Exigences de marquage
• Emballage et identification

Pour les grands projets ferroviaires, la traçabilité est particulièrement importante. Les boulons livrés sur le site doivent être liés au lot de production et aux dossiers d'inspection pertinents..

Cela rend beaucoup plus facile l'investigation d'un problème si une articulation présente ultérieurement un desserrage anormal., corrosion ou dommage.

L'essentiel: Une force plus élevée n’est pas toute l’histoire

Les chiffres 8.8, 10.9 et 12.9 sont utiles car ils donnent aux ingénieurs un moyen courant de décrire les propriétés mécaniques des boulons.

Mais un boulon ferroviaire est plus qu'un chiffre de force.

Un joint de rail fiable dépend du système complet: boulon, noix, rondelle, fils de discussion, composants d'accouplement, précharger, revêtement, installation et entretien.

C'est pourquoi je ne recommanderais pas de choisir 12.9 simplement parce qu'il est plus fort que 10.9, ou en choisissant 10.9 tout simplement parce qu'un autre chemin de fer l'utilise.

Commencez par l'articulation.

Vérifiez ensuite la norme applicable.

Déterminez ensuite la classe de propriété requise.

Enfin, s'assurer que les processus de fabrication et d'installation peuvent atteindre systématiquement les performances requises.

À Luoyang Fonyo Heavy Industries Co., Ltée., nous fabriquons des fixations ferroviaires, notamment boulon de poisson, assiette de poisson, clips de rail élastiques et patins de rail, selon les dessins du client, normes applicables et exigences du projet. Pour fixations ferroviaires, nous pouvons examiner la qualité du matériau requis, dimensions, traitement thermique, exigences de revêtement et d’inspection avant la production.

Si tu as un dessin, spécification ou échantillon de boulon existant, envoyez-nous les détails. Notre équipe d'ingénieurs peut vous aider à vérifier la qualité requise des boulons ferroviaires, Norme applicable et exigences de production avant le devis.

FAQ

Que faire 8.8, 10.9 et 12.9 signifier sur un boulon?

Il s'agit de classes de propriétés ISO utilisées pour décrire les propriétés mécaniques des fixations en acier au carbone et en acier allié.. En termes simples, 8.8 correspond à une valeur nominale 800 Résistance à la traction MPa, 10.9 à 1,000 MPa, et 12.9 à 1,200 MPa.

Les exigences complètes dépendent de l'édition applicable de la norme et de la plage de diamètres de boulons..

Quelle qualité de boulon ferroviaire est la meilleure?

Il n’y a pas de « meilleure » note unique.

Grade 8.8 peut convenir lorsque la conception nécessite une fixation générale à haute résistance. Grade 10.9 peut être sélectionné lorsqu'une plus grande résistance ou précharge est requise. Grade 12.9 est généralement réservé aux applications où les spécifications techniques exigent son niveau de résistance plus élevé.

La norme ferroviaire applicable et la conception des joints devraient déterminer le choix final.

Une qualité de boulon ferroviaire plus élevée est-elle toujours meilleure?

Non.

Une classe de propriété supérieure offre une plus grande résistance, mais cela n'améliore pas automatiquement les performances de l'assemblage complet. Installation, précharger, revêtement, corrosion, l'état du filetage et la compatibilité des composants sont également importants.

Puis-je remplacer une note 8.8 boulon avec un grade 10.9 ou 12.9 boulon?

Pas automatiquement.

La modification de la classe de propriété peut affecter le préchargement, des exigences plus strictes, traitement de surface, sélection des écrous et comportement des joints. Toute substitution doit être approuvée par rapport aux spécifications techniques applicables..

Quelle est la différence entre ISO 8.8 et ASTM A325?

Ils appartiennent à des systèmes de spécifications différents et ne doivent pas être traités comme des équivalents directs..

ASTM A325 and A490 were incorporated into the ASTM F3125/F3125M structural bolt specification system. The relevant ASTM specification should be followed when a project calls for ASTM fasteners.

Comment puis-je savoir quelle qualité de boulon spécifier pour les éclisses?

Start with the rail and fish plate system, applicable railway standard, bolt dimensions, required joint preload and service conditions.

Do not choose the grade based only on axle load or bolt diameter. The complete joint needs to be considered.

Pourquoi les boulons à poisson des chemins de fer se desserrent-ils?

Loosening can result from insufficient or inconsistent preload, mouvement articulaire, vibration, worn components, incorrect tightening procedures, thread or contact-surface conditions, and other factors.

Changing to a higher-strength bolt may not solve the problem if the underlying joint condition has not been addressed.