En diversos proyectos de construcción,tornilloLa selección requiere la consideración sistemática de múltiples factores, como las características estructurales, las características de carga y las condiciones ambientales. En primer lugar, el tipo de perno debe determinarse según los requisitos funcionales de la pieza de conexión: los pernos de cabeza hexagonal son fijaciones universales y son adecuados para la mayoría de los escenarios de conexión convencionales; los pernos de brida pueden dispersar eficazmente la presión de la superficie de contacto gracias a su diseño de junta integrada y se utilizan a menudo para requisitos antiaflojamiento en condiciones de vibración; los pernos de anclaje se utilizan específicamente para anclar bases de equipos y cimentaciones de hormigón, y su profundidad de empotramiento y estructura de gancho deben calcularse con precisión según la carga del equipo. Para los nodos de conexión que soportan fuerza cortante, el uso de pernos con orificios articulados puede mejorar significativamente la resistencia al corte, y los pernos de alta resistencia para estructuras de acero transfieren las cargas mediante la fuerza de fricción generada por la fuerza de precarga, que se ha convertido en el método de conexión principal de los edificios modernos con estructura de acero.
La selección del grado de rendimiento de los pernos está directamente relacionada con la seguridad estructural. En los grados comunes 4.8, 8.8 y otras identificaciones, el valor antes del punto decimal representa 1/100 de la resistencia a la tracción nominal, y el valor después del punto decimal es el límite elástico. Las conexiones mecánicas comunes utilizan principalmente pernos de acero al carbono de grado 8.8, cuya resistencia a la tracción de aproximadamente 800 MPa puede satisfacer la mayoría de los requisitos de carga estática. Para condiciones de trabajo sujetas a cargas alternas o cargas de impacto, es necesario actualizar a pernos de alta resistencia de 10.9 o incluso 12.9. Cabe destacar que el sistema de grados de resistencia de los pernos de acero inoxidable es diferente al del acero al carbono. Por ejemplo, el 70 en la marca A2-70 representa la resistencia a la tracción mínima de 700 MPa. Al seleccionar, se debe prestar especial atención a las diferencias en el sistema estándar.
La selección de materiales requiere una consideración exhaustiva de las propiedades mecánicas y la adaptabilidad ambiental. Los pernos de acero al carbono Q235 son los más económicos, pero presentan baja resistencia a la corrosión y son adecuados para ambientes interiores secos; el acero de aleación 35CrMo puede alcanzar una excelente resistencia y tenacidad mediante tratamiento térmico y se utiliza a menudo para conexiones de equipos de alta resistencia; el acero inoxidable de la serie A4-80 se ha convertido en la opción preferida para equipos químicos gracias a su excelente resistencia a ácidos y álcalis. En entornos de alta temperatura, los pernos de aleación a base de níquel pueden mantener propiedades mecánicas estables, mientras que para bajas temperaturas se debe seleccionar acero inoxidable austenítico con buena tenacidad a baja temperatura. En situaciones de contacto entre metales diferentes con riesgo de corrosión electroquímica, el circuito de corrosión debe bloquearse mediante juntas de material compatible o aislantes.
El proceso de tratamiento superficial afecta directamente la durabilidad y adaptabilidad de los pernos a las condiciones de trabajo. El galvanizado por inmersión en caliente puede proporcionar una capa protectora de aproximadamente 85 μm, adecuada para entornos exteriores comunes; el recubrimiento Dacromet ofrece resistencia a la corrosión y a las altas temperaturas, y se utiliza a menudo en condiciones de trabajo complejas, como en chasis de automóviles; la estructura microporosa formada por el tratamiento de fosfatación favorece la adhesión posterior del recubrimiento y se utiliza a menudo junto con aceite antioxidante en el interior de equipos mecánicos. En entornos marinos corrosivos, los recubrimientos de aleación de zinc-níquel ofrecen una mejor protección que el galvanizado tradicional, mientras que el proceso de difusión de zinc permite mantener mejor la precisión de la rosca. Cabe destacar que existe riesgo de fragilización por hidrógeno durante el proceso de galvanoplastia de pernos de alta resistencia, por lo que generalmente se requiere un tratamiento de deshidrogenación dentro de las 24 horas posteriores al recubrimiento.
La selección de pernos requiere una comprensión integral de las características de todo el sistema de conexión. Los ingenieros deben analizar primero el modo de tensión específico de la estructura, las condiciones del entorno de uso real y la posibilidad de mantenimiento posterior. Para las condiciones de tensión de las piezas clave, se puede utilizar la simulación por computadora como verificación auxiliar. Actualmente, con los avances tecnológicos, se pueden instalar sensores especiales para monitorear el apriete y la corrosión de los pernos en tiempo real, lo cual resulta particularmente útil para el mantenimiento de piezas de conexión importantes. Este método de gestión a lo largo de todo el ciclo de vida del perno está transformando la selección de pernos, pasando de la experiencia previa a la toma de decisiones científicas basadas en datos.
Hora de publicación: 21 de marzo de 2025