Normę PN-EN 1515 można zaliczyć do dużej grupy przepisów, które w Polsce są stopniowo wdrażane od czasu wstąpienia naszego kraju w struktury europejskie. Wprowadzona w 2002 roku norma PN-EN 1515 uwzględnia większość parametrów, które dla projektantów i inżynierów zajmujących się utrzymaniem ruchu na obiektach przemysłowych, mogą być istotne lub przyczynią się do podjęcia właściwej decyzji w odniesieniu do stosowania i wykorzystania materiałów złącznych i połączeń kołnierzowych w ogóle.

Norma składa się niejako z dwóch części:

1.       PN-EN 1515-1 „Kołnierze i ich połączenia. Śruby i nakrętki.” Cz.1:  Dobór śrub i nakrętek

2.       PN-EN 1515-2 „Kołnierze i ich połączenia. Śruby i nakrętki.” Cz.2:  Podział materiałów na śruby do kołnierzy stalowych z oznaczeniem PN.

Dopiero całościowe spojrzenie na zakres normy gwarantuje prawidłowe zastosowanie zawartych w niej informacji i pozwoli uniknąć błędów, które w przypadku aplikacji zaprojektowanych i pracujących chociażby zgodnie z dyrektywą ciśnieniową PED 97/23/WE mogą być szczególnie kłopotliwe.

Z punktu widzenia niniejszego opracowania skupimy się jednak przede wszystkim na wytycznych uwzględnionych w normie PN-EN 1515-2: 2001 prezentując szczegółowo podział materiałów na śruby.

Zgodnie z normą PN-EN 1515-2 przedstawiony poniżej podział materiałów na śruby został opracowany w oparciu o – czy może lepiej – w porównaniu stosunku wytrzymałości materiału, z którego wykonane są kołnierze i materiału na śruby. Stosunek wytrzymałości r dla danej kombinacji kołnierz-śruba jest porównany ze stosunkiem wytrzymałości takiego połączenia w przyjętym w standardach obliczeniach kołnierza.

Z tej perspektywy dokonano podziału grup materiałowych kołnierzy na trzy poziomy wytrzymałości:

a)      Niska wytrzymałość  –  w tym ujęciu stosunek wytrzymałości dla połączenia kołnierzowego jest mniejszy aniżeli przyjęty w standardowych obliczeniach dla kołnierzy.

 

Śruby, które można zaliczyć do tej sekcji mogą być stosowane w lżejszych warunkach pracy, takich jak na przykład instalacje wodne lub w przypadku nadwymiarowych połączeń kołnierzowych, ale należy mieć  świadomość, że prawidłowa ocena warunków pracy możliwa jest jedynie w przypadku odpowiednio wysokiego doświadczenia. W przeciwnym razie konieczne jest przeprowadzenia odpowiednich obliczeń wytrzymałościowych.

b)      Zwykła wytrzymałość  - dla połączenia kołnierzowego określonego w tym typie wytrzymałość połączenia jest w określonych granicach zbliżona do przyjętego w standardach modelu obliczeniowego. Śruby, które zaliczają się do tego zakresu mogą być stosowane we wszystkich warunkach pracy w odniesieniu do parametrów specyficznych dla danego stosunku ciśnienia i temperatury o ile oczywiście nie ma innych ograniczeń.

c)       Wysoka wytrzymałość – śruby zakwalifikowane do tego kryterium mogą być spełniają wymagania, które są charakterystyczne dla danego połączenia kołnierzowego z nadwyżką a ich stosunek wytrzymałości jest znacznie wyższy niż wynika to ze standardów przyjętych dla kołnierzy. Stosowanie tych śrub jest dopuszczalne dla takich samych warunków jak śrub ujętych w kryterium zwykłej wytrzymałości, ale należy zwrócić szczególną uwagę w trakcie montażu, aby stosując niewłaściwy parametr momentu dokręcania nie przeciążyć kołnierzy.

 Poniżej prezentujemy tabelaryczne zestawienie równoważnych materiałów na śruby i nakrętki zgodnie z normą PN-EN 1515-1: 1999. Poniższe zestawienie prezentuje materiały na śruby i  nakrętki według norm krajowych w porównaniu do materiałów według norm europejskich. Materiały zaprezentowane poniżej można zgodnie z normą traktować jako zamienniki, ponieważ charakteryzują się one podobnym składem chemicznym i zbliżoną wytrzymałością. Oczywiście stosowanie materiałów zamiennie możliwe jest jedynie po wcześniejszym uzgodnieniu z nabywcą lub użytkownikiem ostatecznym danej aplikacji.



WyróbOznaczenie materiału lub klasa własności mechanicznych lub gatunek / norma dotycząca materiału

Uwagi

ENBSNFDINASTM

Śruby
4.6
EN 20898-1
4.6
BS EN 20898: Part 1: 1992
4.6
NF EN 20898-1
4.6
DIN ISO 898: Teil 1
Gr. B
ASTM A307
można także zastosować: BS 3692, BS4190, NF E29-043, NF E25-100, NF E25-400

Nakrętki
5
EN 20898-2
5
BS EN 20898: Part 2: 1994
5
NF EN 20898-2
5
DIN ISO 898: Teil 2
1/2
ASTM A194
można także zastosować: BS 3692, BS4190, NF E29-043, NF E25-100, NF E25-400

Śruby
5.6
EN 20898-1
5.6
BS EN 20898: Part 1: 1992
5.6
NF EN 20898-1
5
DIN ISO 898: Teil 1
-
-
można także zastosować: BS 3692, BS4190, NF E29-043, NF E25-100, NF E25-400

Nakrętki
6
EN 20898-2
6
BS EN 20898: Part 2: 1994
6
NF EN 20898-2
5
DIN ISO 20898: Teil 2
-
-

można także zastosować: BS 3692, BS4190, NF E29-043, NF E25-100, NF E25-400

Śruby
6.8
EN 20898-1
6.8
BS EN 20898: Part 1: 1992
6.8
NF EN 20898-1
6.8
DIN ISO 898: Teil 2
-
-

można także zastosować: BS 3692, BS4190, NF E29-043, NF E25-100, NF E25-400

Nakrętki
8
EN 20898-2
8
BS EN 20898: Part 2: 1994
8
NF EN 20898-2
8
DIN ISO 20898: Teil 2
-
-
można także zastosować: BS 3692, BS4190, NF E29-043, NF E25-100, NF E25-400

Śruby
8.8
EN 20898-1
8.8
BS EN 20898: Part 1: 1992
8.8
NF EN 20898-1
8.8
DIN ISO 898: Teil 1
-
-

można także zastosować: BS 3692, BS4190, NF E29-043, NF E25-100, NF E25-400
NakrętkiC35E
EN 10269
-
-
-
-
Ck35
DIN 17240
-
-

NakrętkiC35E
EN 10269
162
BS 1506
AF65C45
NF E29-043
Ck45
-
2H
ASTM A194

Śruby25CrMo4
EN 10269
-
-
25CD4
NF E29-043
24CrMo5
DIN 17240
-
-
Praca w podwyższonych temperaturach
Śruby25CrMo4
EN 10269
-
-
25CD4
NF E29-043
26CrMo5
DIN 17240
-
-
Praca w niskich  temperaturach
Śruby42CrMo4
EN 10269
630
BS 1506
42CD4
NF E29-043
-
-
B7
ASTM A193
Praca w podwyższonych temperaturach
Śruby42CrMo4
EN 10269
630
BS 1506
42CD4
NF E29-043
-
-
L7
ASTM A320
Praca w niskich  temperaturach
Nakrętki42CrMo4
EN 10269
253
BS 1506
42CD4
NF E29-043
-
-
7
ASTM A194
Praca w niskich  temperaturach
Śruby42CrMo4
EN 10269
-
-
-
-
-
-
-
-

Śruby30CrNiMo8
EN 10269
-
-
40NCD7-03
NF E29-043
-
-
L43
ASTM A320

Śruby40CrMoV4-6
EN 10269
670-860
BS 1506
42CDV4
NF E29-043
40CrMoV4 7
DIN 17240
B16
ASTM A193

Śruby 
Nakrętki
21CrMoV5-7
EN 10269
-
-
20CDV5-07
NF E29-043
21CrMoV5 7
DIN 17240
-
-

Śruby 
nakrętki
20CrMoVTiB4-10
EN 10269

681-820
BS 1506
-
-
-
-
-
-

Sruby
 nakrętki
XNiCrTiMoVB25-15-2
EN 10269
286
BS 1506
Z6NCTDV25-15
NF E29-043
X5NiCrTi25 15
VdTueV 435/3
Gr. 660
ASTM A 453

Śruby
Nakrętki
X7CrNiMoBNb16-16
EN 10269
-
-
-
-
X8CrNiMoBNb16 16
DIN 17240
-
-

Śruby
Nakrętki
A4-50
EN ISO 3506-2
A4-50
BS EN ISO 3506; Part 2 : 1998
A4-50
NF EN ISO 3506-2
A4-50
DIN EN ISO 3506-2
-
-
można także zastosować: BS 3692, BS4190, NF E29-043, NF E25-100, NF E25-400
Śruby
Nakrętki
A4-70
EN ISO 3506-2
A4-70
BS EN ISO 3506; Part 2 : 1998
A4-70
NF EN ISO 3506-2

A4-70
DIN EN ISO 3506-2

-
-
można także zastosować: BS 3692, BS4190, NF E29-043, NF E25-100, NF E25-400
Śruby
Nakretki
A2-50
EN ISO 3506-2

A2-50
BS EN ISO 3506; Part 2 : 1998

A2-50
NF EN ISO 3506-2

A2-50
DIN EN ISO 3506-2

-
-
można także zastosować: BS 3692, BS4190, NF E29-043, NF E25-100, NF E25-400
Śruby
Nakrętki
A2-70
EN ISO 3506-2

A2-70
BS EN ISO 3506; Part 2 : 1998

A2-70
NF EN ISO 3506-2

A2-70
DIN EN ISO 3506-2

-
-

można także zastosować: BS 3692, BS4190, NF E29-043, NF E25-100, NF E25-400
Śruby
Nakrętki
X5CrNiMo17-17-2
EN 10269
B8M 316S31
BS 4882
Z7CND17-11-02
NF E29-043
X6CrNiMoTi17 17 2
DIN 17440
B8M CL.1
ASTM A193
ASTM A320

Śruby
Nakrętki
X5CrNiMo17-17-2 AT+C
EN 10269
B8MX 316S31
BS 4882
Z7CND17-11-02 Ecroui
NF E29-043
-
-

B8M CL.2
ASTM A193
ASTM A320


Śruby
Nakrętki
X5CrNiMo17-12-2
EN 10269

8M 304S31
BS 4882

Z7CND17-11-02 
NF E29-043

X6CrNiMoTi17 12 2
DIN 17440

8M
ASTM A194


Śruby
Nakrętki
X5CrNi18-10
EN 10269

8M 304S31
BS 4882

Z6CN18-09 
NF E29-043

X5CrNi18 10
DIN 17440

B8 CL.1
ASTM A193
ASTM A320


Śruby
Nakrętki
X5CrNi18-10 AT+C
EN 10269

B8MX 304S31
BS 4882

Z6CN18-09 Ecroui
NF E29-043

-
-

B8 CL.2
ASTM A193
ASTM A320


NakrętkiX5CrNi18-10
EN 10269

8304S31
BS 4882

Z6CN18-09
NF E29-043

X5CrNi18 10
DIN 17440

8
ASTM A194

Oczywiście w powyższym zestawieniu mogły nie zostać uwzględnione wszystkie materiały, z którymi my, wykonawcy mamy do czynienia. Brakuje między innymi materiałów egzotycznych, takich jak inconel czy monel, śrub z materiałów żaroodpornych itd. Nie sposób jest oczywiście zaprezentować wszystkie dostępne materiały, ponieważ ich spektrum nieustannie się poszerza o nowe, wzbogacone lub uszlachetnione stopy.

 

Warto przy tym nadmienić, że śruby dwustronne wykonane zgodnie ze standardem EN 1515 powinny charakteryzować się gwintem na całej długości trzpienia, podobnie jak ma to miejsce w przypadku śrub typu stud bolt. Końce śruby dwustronnej lub szpilki powinny być fazowane lub zaokrąglone. W przypadku śrub dwustronnych wykonanych zgodnie z normami branżowymi, sposób przygotowania zakończeń trzpieni śrub należało wykonać zgodnie z PN-84/M-82061, natomiast przywołana norma została zastąpiona przez normę PN EN ISO 4753:2002. Norma PN-EN 1515 pozostawia jednak tę kwestię w gestii producenta z zastrzeżeniem, że maksymalna wielkość sfazowania lub zaokrąglenia powinna być równa podziałowej gwintu.

 

Sruba dwustronna PN-EN 1515-1


Norma, której dotyczy niniejszy artykuł traktuje ponadto o sposobie mierzenia długości śruby, o czym była już mowa przy okazji śrub typu stud bolt. Zgodnie z normą PN-EN 1515-1 długość śruby dwustronnej należy mierzyć łącznie z częścią sfazowaną lub zaokrągloną. Długości szpilek do połączeń kołnierzowych wg PN-EN 1515 mierzone są co 5 mm dla długości trzpienia śruby do 80 mm, dla przedziału między 80 mm a 200 mm stopniowania dokonuje się co 10 mm,  a dla śrub o całkowitej długości trzpienia powyżej 200 mm stopniowanie długości mierzy się co 20 mm.

 

Śruby dwustronne według przywołanej normy powinny być gwintowane z uwzględnieniem zasad określonych w normie ISO 261 z klasą tolerancji 6g wg ISO 965-2. Dla gwintów do średnicy M39 należy stosować zwykły gwint metryczny natomiast powyżej M39 gwint drobnozwojowy o podziałowej równej 4 mm.

 

Dobór gwintu należy zazwyczaj do użytkownika danej partii śrub, ale zwykło się przyjmować, że przemyśle powyżej średnicy M39 stosowane są gwinty drobnozwojowe, natomiast w instalacjach wodociągowych gwinty do M64 włącznie są zazwyczaj gwintami zwykłymi.

 

Zapraszamy do składania zapytań ofertowych na śruby dwustronne wg PN-EN 1515.