انتخاب اشتباهپیچ و مهره می‌تواند به قیمت خرابی یک سازه یا توقف خط تولید تمام شود. با وجود تنوع گیج‌کننده انواع، گریدها، مواد و پوشش‌ها در بازار ۱۴۰۴، چگونه می‌توان از انتخابی درست وخرید پیچ و مهره مناسب اطمینان داشت؟ این مقاله جوابی است به این چالش؛ یک مرجع فنی برای درک تفاوت‌های کلیدی بین انواع مختلف اتصالات رزوه‌ای، از پیچ آلن و استادبولت گرفته تا پیچ و مهره HV و پیچ شیروانی و راهنمایی برای انتخاب درست بر اساس کاربرد، استاندارد و شرایط محیطی.

شناخت انواع اصلی پیچ و مهره

اگرچه وظیفه اصلی تمام پیچ و مهره‌ها ایجاد اتصال موقت یا دائم بین دو یا چند قطعه است، اما طراحی آن‌ها بر اساس نوع کاربرد، میزان بار وارده و شرایط محیطی بسیار متفاوت است. آشنایی با دسته‌بندی‌های اصلی به انتخاب صحیح کمک شایانی می‌کند:

پیچ و مهره شش گوش (Hex Nuts and Bolts)

این نوع، رایج‌ترین و شناخته‌شده‌ترین شکل اتصال است. پیچ و مهره شش گوش به دلیل سهولت در باز و بسته شدن با آچارهای استاندارد و قابلیت تحمل بارهای متوسط تا بالا، کاربرد وسیعی در صنایع مختلف، ساختمان‌سازی و مصارف عمومی دارند. تنوع سایز، گرید و پوشش در این دسته بسیار بالاست. در بخش استانداردها به تفاوت مدل‌های رایج آن مانند DIN 931 و DIN 933 می‌پردازیم.

پیچ آلن (Allen Bolts/Socket Head Screws)

ویژگی بارزپیچ آلن، وجود یک حفره شش‌ضلعی (سوکت) در سر پیچ است که با آچار آلن باز و بسته می‌شود. این طراحی امکان اعمال گشتاور بالاتر نسبت به پیچ‌های معمولی را فراهم می‌کند و برای استفاده در فضاهای محدود یا جاهایی که سر پیچ باید هم‌سطح یا پایین‌تر از سطح قطعه قرار گیرد (خزینه)، ایده‌آل است. انواع مختلف سر (استوانه‌ای، خزینه، دکمه‌ای) کاربردهای متنوعی در ماشین‌سازی، خودروسازی و ساخت قالب دارند. با توجه به کاربردهای دقیق، فرآیند خرید پیچ آلن نیازمند توجه به نوع سر، گرید مقاومتی (معمولاً کلاس 8.8، 10.9 یا 12.9) و پوشش مناسب است.

استاد بولت (Stud Bolts)

استادبولت یک میله تمام رزوه یا دو سر رزوه بدون سر است که با استفاده از دو مهره در دو انتها، اتصال را برقرار می‌کند. این نوع اتصال به دلیل توزیع یکنواخت تنش در طول رزوه و مقاومت بالا در برابر بارهای کششی، فشار و دمای بالا، به طور گسترده در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاهی و برای اتصال فلنج‌ها، شیرآلات و تجهیزات تحت فشار استفاده می‌شود. جنس استادبولت معمولاً از فولادهای آلیاژی مقاوم به حرارت و خوردگی (مانند گریدهای B7, B8, B16 بر اساس استاندارد ASTM A193 برای پیچ و A194 برای مهره) انتخاب می‌شود. فرآیند خرید استادبولت بسیار تخصصی است و باید مطابق با استانداردهای دقیق صنعتی و با در نظر گرفتن شرایط دمایی و فشاری صورت گیرد.

انکر بولت (Anchor Bolts)

انکر بولت‌ها برای اتصال سازه‌ها یا تجهیزات به سطوح بتنی یا مصالح بنایی طراحی شده‌اند. انکربولت ساختمانی وظیفه انتقال بارهای کششی و برشی از سازه به فونداسیون را بر عهده دارد. انتخاب نوع صحیح انکر بولت بسیار حیاتی است و به عواملی چون نوع بار، مقاومت بتن، فاصله از لبه‌ها، عمق کاشت و شرایط محیطی بستگی دارد.

پیچ متری (Threaded Rods)

پیچ متری یک میله بلند (معمولاً ۱، ۲ یا ۳ متری) است که تمام طول آن رزوه شده است. کاربردهای متنوعی دارد، از جمله: سیستم‌های آویز برای تأسیسات (مانند سینی کابل، لوله‌ها، کانال‌های هوا)، مهاربندی، ساخت قالب‌های بتنی، یا حتی به عنوان جایگزین بولت در اتصالات خاص که نیاز به طول بلند یا قابلیت تنظیم دقیق دارند. پیچ‌های متری در جنس‌ها (فولادی، استیل) و پوشش‌های مختلف و با رزوه‌های متفاوت تولید می‌شوند. رایج‌ترین نوع رزوه، دنده میلی‌متری استاندارد (Coarse Thread) است. نوع خاصی از آن، پیچ متری دنده کبریتی (یا دنده ذوزنقه‌ای - Acme Threaded Rod) است. مقطع رزوه‌های این نوع پیچ، ذوزنقه‌ای شکل است که باعث می‌شود اصطکاک کمتر و قابلیت انتقال نیروی محوری (فشار یا کشش در راستای پیچ) بیشتری نسبت به رزوه‌های مثلثی استاندارد داشته باشند. به همین دلیل از این نوع پیچ‌ها بیشتر در مکانیزم‌های انتقال حرکت خطی مانند جک‌های بالابر، پرس‌ها، گیره‌های بزرگ و محورهای حرکتی دستگاه‌های CNC استفاده می‌شود.

پیچ شیروانی (Roofing/Self-Drilling Screws)

این پیچ‌ها که عموماً با نامپیچ شیروانی در بازار شناخته می‌شوند، برای اتصال سریع و مطمئن ورق‌های پوششی (فلزی، ایرانیت، ساندویچ پانل) به سازه‌های زیرین (فلزی یا چوبی) طراحی شده‌اند. ویژگی بارز آن‌ها معمولاً نوک مته‌ای (Self-drilling) است که می‌تواند سازه فلزی زیرین را تا ضخامت مشخصی سوراخ کند و نیاز به پیش‌مته را از بین می‌برد، یا نوک بسیار تیز (Self-tapping) که به راحتی در ورق‌های نازک یا چوب نفوذ می‌کند. سر این پیچ‌ها اغلب به صورت آچارخور (شش‌گوش) یا پیچ‌گوشتی‌خور (چهارسو) است و تقریباً همیشه یک واشر فلزی همراه با یک لایه لاستیک EPDM در زیر سر آن وجود دارد که نقش بسیار مهمی در آب‌بندی محل اتصال و جلوگیری از نفوذ آب باران ایفا می‌کند. خرید پیچ شیروانی باید با توجه به نوع سازه زیرین (فلزی یا چوبی)، ضخامت لایه‌هایی که قرار است به هم متصل شوند و شرایط محیطی (نیاز به پوشش مقاوم به خوردگی) انجام شود.

مهره‌های خاص (Special Nuts)

علاوه بر مهره شش گوش استاندارد، مهره‌های دیگری نیز برای کاربردهای ویژه طراحی شده‌اند. مهره واشردار (Flange Nut) یکی از پراستفاده‌ترین آن‌هاست. این مهره دارای یک پایه پهن شبیه به واشر است که به صورت یکپارچه به آن متصل است. این طراحی باعث می‌شود نیروی وارده از مهره بر سطح وسیع‌تری توزیع شود، که هم از آسیب به سطح قطعه (به خصوص قطعات نرم‌تر) جلوگیری می‌کند و هم نیاز به واشر مجزا را از بین می‌برد و سرعت مونتاژ را بالا می‌برد. انواع دیگری مانند مهره‌های قفلی (با واشر پلاستیکی یا طراحی خاص برای جلوگیری از شل شدن در اثر لرزش)، مهره‌های خروسکی (برای باز و بسته کردن با دست)، مهره‌های جوشی (برای اتصال دائمی به قطعات فلزی) و مهره‌های بلند (Coupling Nuts) نیز وجود دارند.

مواد اولیه و پوشش‌ها: فاکتورهای کلیدی در انتخاب

انتخاب جنس و پوشش مناسب برای پیچ و مهره به اندازه انتخاب نوع و سایز آن اهمیت دارد و مستقیماً بر استحکام مکانیکی، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت حرارتی و در نهایت طول عمر و ایمنی اتصال تأثیر می‌گذارد.

پیچ و مهره فولادی (Steel Nuts and Bolts)

متداول‌ترین ماده برای ساخت پیچ و مهره فولادی، فولادهای کربنی و آلیاژی هستند. این پیچ‌ها بر اساس استانداردهای بین‌المللی در کلاس‌های مقاومتی مختلف طبقه‌بندی می‌شوند. کلاس‌های متداول متریک (طبق ISO 898-1) عبارتند از 4.6, 5.6, 5.8 (استحکام پایین)، 8.8 (استحکام متوسط، پرکاربردترین)، 10.9 (استحکام بالا) و 12.9 (استحکام بسیار بالا). عدد اول نشان‌دهنده یک‌صدم حداقل استحکام کششی نهایی (UTS) بر حسب مگاپاسکال (MPa) و عدد دوم (پس از ممیز) نشان‌دهنده نسبت استحکام تسلیم (Yield Strength) به استحکام کششی نهایی ضربدر ۱۰ است. به عنوان مثال، پیچ کلاس 8.8 دارای حداقل UTS 800 MPa و حداقل استحکام تسلیم 0.8 * 800 = 640 MPa است. انتخاب کلاس مقاومتی صحیح بر اساس محاسبات مهندسی و بارهای وارده بسیار مهم است.

پیچ و مهره استیل (Stainless Steel Nuts and Bolts)

در محیط‌هایی که خوردگی و زنگ‌زدگی نگرانی اصلی است،پیچ و مهره استیل بهترین گزینه محسوب می‌شود. مقاومت به خوردگی عالی استنلس استیل ناشی از وجود کروم (حداقل ۱۰.۵٪) است. گریدهای مختلفی از استیل برای کاربردهای متفاوت وجود دارد:

• استیل ۳۰۴ (A2 / 18-8): رایج‌ترین گرید با مقاومت خوب در برابر خوردگی اتمسفری عمومی. برای صنایع غذایی، تجهیزات آشپزخانه و کاربردهای غیر دریایی مناسب است.
• استیل ۳۱۶ (A4): حاوی مولیبدن است که مقاومت آن را در برابر خوردگی حفره‌ای (Pitting) ناشی از یون‌های کلرید (مانند آب دریا یا مواد شیمیایی خاص) به شدت افزایش می‌دهد. برای صنایع دریایی، شیمیایی، دارویی و محیط‌های خورنده ایده‌آل است. فرآیند خرید پیچ و مهره استیل نیازمند مشخص کردن گرید دقیق (۳۰۴ یا ۳۱۶) بر اساس شرایط محیطی کاربری است.

پوشش‌های محافظ (Protective Coatings)

پوشش‌دهی، راهکاری اقتصادی برای افزایش مقاومت به خوردگی پیچ و مهره‌های فولادی است:

• پوشش گالوانیزه سرد (Zinc Plating / Cold Galvanizing): پوششی نازک از روی (معمولاً ۵-۱۲ میکرون) که به روش الکترولیتی اعمال می‌شود. محافظت محدودی در برابر خوردگی ایجاد می‌کند و برای محیط‌های داخلی و خشک یا با رطوبت کم مناسب است. پیچ و مهره گالوانیزه سرد ظاهری براق (نقره‌ای، آبی یا زرد بسته به فرآیند پس از پوشش‌دهی) دارد.
• پوشش گالوانیزه گرم (Hot-Dip Galvanizing - HDG): پوششی بسیار ضخیم‌تر (معمولاً ۴۵-۶۵ میکرون یا بیشتر) و مقاوم‌تر از روی که از طریق غوطه‌وری در حمام مذاب روی ایجاد می‌شود. پیچ و مهره گالوانیزه گرم مقاومت عالی در برابر شرایط جوی سخت و محیط‌های خورنده دارد و بهترین انتخاب برای سازه‌های بیرونی است. به دلیل ضخامت پوشش، رزوه‌های مهره‌های گالوانیزه گرم باید اُوِرسایز (بزرگ‌تر از استاندارد) باشند تا به درستی بسته شوند.
• پوشش داکرومات / ژئومت: پوشش‌های غیر الکترولیتی مبتنی بر روی و آلومینیوم که مقاومت به خوردگی خوبی دارند (به‌خصوص در تست سالت اسپری) و خطر تردی هیدروژنی (که در گالوانیزه سرد برای فولادهای با استحکام بالا محتمل است) را ندارند.
•  

استانداردها و کلاس‌های مهم

استفاده از پیچ و مهره استاندارد برای اطمینان از عملکرد صحیح و ایمنی اتصالات ضروری است. استانداردهای معتبر بین‌المللی (ISO, DIN, ASTM, ANSI, EN, BS) ابعاد دقیق، تلرانس‌ها، خواص مکانیکی و شیمیایی، روش‌های تست و الزامات کیفی را مشخص می‌کنند.

تفاوت استانداردهای ابعادی رایج (مثال: DIN 931 و DIN 933)

در میان استانداردهای ابعادی، به خصوص برای پیچ‌های شش گوش، آشنایی با تفاوت کدهای رایج مانند DIN 931 و DIN 933 (یا معادل‌های ISO آن‌ها یعنی ISO 4014 و ISO 4017) بسیار مهم است:

• DIN 933 / ISO 4017: این استاندارد مربوط به پیچ‌های شش گوش تمام رزوه (Fully Threaded) است. یعنی رزوه از زیر سر پیچ تا انتهای آن ادامه دارد. این نوع پیچ برای کاربردهایی که نیاز به درگیری کامل رزوه با مهره یا قطعه کار است (مانند بستن مهره در نقاط مختلف طول پیچ یا استفاده در سوراخ‌های رزوه‌دار) مناسب است. همچنین به راحتی می‌توان آن را به طول دلخواه برش داد.
• DIN 931 / ISO 4014: این استاندارد مربوط به پیچ‌های شش گوش نیم رزوه (Partially Threaded) است. این پیچ‌ها دارای یک بخش بدون رزوه (ساقه یا Shank) بین سر پیچ و بخش رزوه‌دار هستند. طول بخش رزوه‌دار و بخش بدون رزوه بر اساس طول کل پیچ در استاندارد مشخص شده است. مزیت اصلی پیچ نیم رزوه، استحکام برشی بالاتر آن است، زیرا قطر کامل ساقه (بخش بدون رزوه) از قطر بخش رزوه‌دار بیشتر است و بار برشی روی این بخش قوی‌تر وارد می‌شود. به همین دلیل، در اتصالات سازه‌ای و اتصالاتی که تحت بار برشی قابل توجه هستند، استفاده از پیچ نیم رزوه (DIN 931) ارجحیت دارد. همچنین وجود ساقه بدون رزوه به قرارگیری دقیق‌تر پیچ در سوراخ و هم‌راستایی قطعات کمک می‌کند. انتخاب بین تمام رزوه و نیم رزوه بستگی کامل به نوع اتصال و بارهای وارده دارد.

پیچ و مهره HV (HV Nuts and Bolts)

در اتصالات سازه‌های فلادی پیش‌تنیده، مجموعه پیچ و مهره hv (استاندارد EN 14399) کاربرد گسترده‌ای دارد. این مجموعه (پیچ ۱۰.۹، مهره ۱۰ و دو واشر) برای رسیدن به نیروی پیش‌تنیدگی بالا و مشخص طراحی شده است تا اتصال صلب و بدون لغزشی ایجاد کند. اعمال گشتاور دقیق و کنترل شده هنگام نصب برای عملکرد صحیح این اتصالات حیاتی است. خرید پیچ hv باید به صورت مجموعه‌ای کامل انجام شود.

تامین و خرید از تولیدکنندگان معتبر

با توجه به نقش حیاتی اتصالات در ایمنی و عملکرد صحیح، اطمینان از کیفیت پیچ و مهره اهمیت بالایی دارد. تامین این اقلام از یک تولیدکننده پیچ و مهره معتبر یا یک تامین‌کننده شناخته‌شده، ریسک استفاده از کالاهای غیراستاندارد را به حداقل می‌رساند. یک تولیدکننده معتبر معمولاً دارای گواهینامه‌های مدیریت کیفیت (مانند ISO 9001)، امکانات آزمایشگاهی برای کنترل کیفیت مواد اولیه (آنالیز شیمیایی) و محصول نهایی (تست‌های مکانیکی مانند کشش، سختی، ضربه) و قابلیت ارائه گواهینامه‌های فنی (MTC) برای محصولات خود است.

برای اتصالات خاص، مراجعه به تولیدکنندگان متخصص ضروری است. به عنوان مثال، استادبولت توسط تولیدکننده استادبولت با رعایت دقیق استانداردها و الزامات صنایع حساس تولید می‌شود. انکربولت ساختمانی توسط تولیدکننده انکربولت با دانش فنی لازم ساخته می‌شود. کیفیت پیچ شیروانی از تولیدکننده پیچ شیروانی معتبر و دقت ابعادی پیچ آلن از تولیدکننده پیچ آلن متخصص تضمین می‌شود.

تدارکات صنعتی پیچ تهران تولیدکننده و واردکننده انواع پیچ و مهره در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی.خودروسازی.برق و انتقال نیرو.آب و فاضلاب.تاسیسات.ساختمان سازی و... می باشد.