Dua Istilah, Dua Arti
Baut-tarik tinggi adalah pernyataan material: artinya baja baut memiliki ketahanan yang tinggi terhadap tarikan, diukur dengan kekuatan tarik dalam MPa. Baut-kekuatan tinggi merupakan pernyataan desain: artinya baut dimaksudkan untuk memikul beban dengan kekuatan tarik, geser, dan tekuk, dan dalam bidang teknik struktur, secara khusus berarti baut yang dikencangkan ke dalam sambungan pegangan-gesekan di mana beban dipindahkan melalui gesekan antara pelat yang dijepit, bukan melalui bantalan pada beting baut. Karena semua baut-berkekuatan tarik tinggi juga kuat dalam hal desain, dan banyak-baut berkekuatan tinggi dibuat dari baja-berkekuatan tarik tinggi, istilah-istilah tersebut dalam praktiknya tumpang tindih. Kebingungan ini penting bagi pembeli kereta api karena baut ikan yang ditetapkan dengan kekuatan-tinggi dapat dikirimkan sebagai baut pegangan gesekan struktural dengan dimensi berbeda, atau baut yang dipesan dengan kekuatan tarik-tinggi dapat dikirimkan tanpa penandaan kelas properti sama sekali. Spesifikasi yang benar selalu menyatakan kelas properti atau persyaratan mekanis yang tepat, tidak hanya menyatakan kata sifat.
Kelas Properti Berdasarkan ISO 898-1
Sifat mekanik baut baja metrik ditetapkan dengan penandaan kelas properti berdasarkan ISO 898-1. Digit pertama adalah sepersepuluh kekuatan tarik minimum dalam MPa, digit kedua adalah sepersepuluh rasio luluh terhadap kekuatan tarik. Oleh karena itu, baut kelas 8.8 memiliki kuat tarik minimal 800 MPa dan kuat luluh minimal 640 MPa; kelas 10.9 memberikan tarik 1040 MPa dan hasil 940 MPa. Tabel di bawah mencantumkan kelas-kelas yang muncul dalam pekerjaan lintasan dan jembatan.
| Kelas properti | Tarik minimum Rm | Hasil atau bukti stres | Penggunaan kereta api pada umumnya |
|---|---|---|---|
| 4.8 | 400 MPa | 320MPa | Baut ikan ringan, pengikat umum |
| 5.6 | 500 MPa | 300 MPa | Baut ikan pada jalur konvensional |
| 8.8 | 800 MPa | 640 MPa | Baut track, baut T-, baut jangkar |
| 10.9 | 1040 MPa | 940 MPa | Baut-pengangkut berat, baut pegangan-gesekan struktural |
| 12.9 | 1220 MPa | 1100MPa | Sambungan khusus-beban tinggi, jarang ada di lintasan |
Kelas tersebut ditandai pada kepala baut dan mur untuk baut di atas 5,8, sehingga kelas dapat diverifikasi pada saat pengiriman tanpa pengujian laboratorium. Baut tanpa tanda kepala harus ditolak demi keselamatan-penggunaan lintasan yang penting. Kekerasan juga merupakan pemeriksaan pengiriman yang baik: kelas 8.8 biasanya 22 hingga 32 HRC dan kelas 10.9 sekitar 32 hingga 39 HRC, dan ketidaksesuaian antara penandaan dan kekerasan menunjukkan bahan palsu atau campuran.
Komponen Kereta Api Mana yang Menggunakan Kelas Mana
Perangkat keras pengikat kereta api dipetakan ke kelas-kelas sebagai berikut. Baut ikan, juga disebut baut sambungan, menyambungkan dua ujung rel melalui pelat ikan; pada jalur konvensional biasanya kelasnya 4,8 hingga 5,6, sedangkan sambungan sementara-angkutan berat dan-berkecepatan tinggi menggunakan kelas 8,8 atau lebih tinggi. Baut T-dan baut jangkar dari sistem pengikat elastis membawa beban awal sistem dan biasanya berukuran 8,8, dengan 10,9 ditentukan pada sistem{10}}angkutan berat. Paku sekrup merupakan kelompok komponen yang berbeda: paku tersebut dijalin langsung ke pasak kayu atau plastik pada bantalan dan daya penahannya berasal dari pengikatan benang dengan substrat, bukan dari permukaan mur, sehingga ditentukan oleh standar paku dan bahan bantalan, bukan berdasarkan kelas properti baut. Baut struktural berkekuatan tinggi muncul di jembatan baja dan viaduk, dengan sambungan pegangan gesekan dirancang dan dimuat terlebih dahulu sesuai dengan kode struktural dan kelas properti baut merupakan bagian dari penghitungan sambungan.
Keterikatan Benang dan Tinggi Mur
Kesalahan spesifikasi yang umum adalah menuntut panjang pengikatan ulir yang berlebihan dengan keyakinan bahwa lebih banyak kontak ulir akan mencegah pengupasan. Aturan tekniknya berbeda: mur standar dengan tinggi 0,8 kali diameter baut mengembangkan kapasitas tarik penuh baut, dan pengikatan yang lebih panjang tidak menambah kekuatan apa pun karena betis baut, bukan ulir, yang menjadi titik lemah. Apa yang sebenarnya mencegah pengupasan adalah kesesuaian ulir yang benar dengan toleransi ISO 965, kekerasan mur yang memadai relatif terhadap baut, dan ulir yang bersih dan terlumasi saat mengencangkan. Untuk baut 20 mm,-tinggi mur berkekuatan penuh adalah sekitar 16 mm, dan menentukan pengikatan ulir sebesar 1,5 kali diameter, seperti yang terkadang muncul dalam spesifikasi amatir, tidak diperlukan dan bahkan dapat menimbulkan masalah karena membuat sambungan sensitif terhadap toleransi penumpukan. Pendekatan yang benar adalah dengan mengikuti standar komponen: tinggi mur, toleransi ulir, dan uji beban bukti ditentukan di sana, dan ulir yang terkelupas setelah pengencangan merupakan gejala pemasangan yang salah, kekerasan yang salah, atau torsi berlebihan, bukan pengikatan yang tidak mencukupi.
Suhu Rendah dan Penggetasan Hidrogen
Dua titik pemilihan tambahan penting untuk baut track. Di wilayah dingin dengan suhu di bawah sekitar -40 derajat C, baut baja karbon kehilangan ketangguhannya dan spesifikasinya harus menambah persyaratan benturan atau berpindah ke tingkat suhu-rendah, karena baut rapuh yang berada dalam kondisi pramuat dapat rusak tanpa peringatan. Sebaliknya, baut berkekuatan tinggi pada kelas 10.9 dan lebih tinggi, atau dengan kekerasan di atas sekitar 390 HV, rentan terhadap penggetasan hidrogen jika dilapisi dengan listrik: hidrogen yang dimasukkan selama pelapisan dapat menyebabkan patah tertunda setelah pemasangan. Aturan praktisnya adalah menghindari pelapisan listrik pada baut track yang diperkeras dan menggunakan lapisan serpihan seng atau galvanisasi hot-dip, dan mengharuskan proses de-penggetasan jika pelapisan listrik tidak dapat dihindari, dengan mengikuti praktik ISO 4042. Oleh karena itu, pembeli yang menentukan baut ikan kelas 10.9 untuk kapal angkut berat pesisir harus menentukan proses pelapisan serta kelas propertinya, karena keduanya bersama-sama memutuskan apakah baut tersebut dapat bertahan pada musim dingin pertama.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Q1: Apakah baut-tarik tinggi sama dengan baut-kekuatan tinggi?
Tidak tepat. Daya tarik-tinggi menggambarkan material, kekuatan tarik 800 MPa atau lebih, kelas 8,8 ke atas. Kekuatan-tinggi menggambarkan peran desain, termasuk sambungan gesekan yang dimuat sebelumnya. Dalam prakteknya istilah-istilah tersebut tumpang tindih, jadi selalu tentukan kelas properti secara tertulis.
Q2: Apa arti 8.8 pada kepala baut?
Ini adalah kelas properti ISO 898-1: kekuatan tarik minimum 800 MPa dan kekuatan luluh 640 MPa. Penandaannya adalah sepersepuluh kekuatan tarik diikuti sepersepuluh rasio hasil-terhadap tarik.
Q3: Baut ikan seharusnya kelas berapa?
Jalur sambungan konvensional biasanya menggunakan 4,8 hingga 5,6, sedangkan jalur-angkutan berat dan lalu lintas-tinggi menetapkan 8,8 atau lebih tinggi. Kemiringannya harus sesuai dengan desain pelat ikan dan spesifikasi torsi pemeliharaan saluran.
Q4: Mengapa baut yang mengeras retak setelah pemasangan?
Patah tulang tertunda kelas 10.9 ke atas biasanya merupakan penggetasan hidrogen akibat pelapisan listrik. Cara mengatasinya adalah dengan menggunakan pelapis zinc flake atau hot-dip yang tidak mengandung hidrogen, atau memanggang komponen sesuai ISO 4042 setelah pelapisan.
Q5: Berapa banyak pengikatan benang yang diperlukan untuk kekuatan penuh?
Sekitar 0,8 kali diameter baut, yang merupakan tinggi mur standar. Keterikatan yang lebih lama tidak meningkatkan kapasitas tarik; kesesuaian dan kekerasan yang tepat adalah hal yang mencegah pengupasan.
Q6: Bagaimana cara memverifikasi kualitas baut yang dikirim?
Periksa penandaan kepala terhadap kelas properti, verifikasi kekerasan dengan penguji portabel, dan minta sertifikat pabrik dengan hasil pengujian mekanis. Baut yang tidak bertanda harus ditolak demi-penggunaan lintasan yang penting bagi keselamatan.