Introducción

La norma GB/T 3098.8 especifica las propiedades mecánicas, los materiales, los ensayos, las marcas de identificación y el marcado de los elementos de fijación utilizados en uniones atornilladas que operan en un rango de temperatura de -200 °C a +700 °C. Esta norma se aplica a pernos, tornillos, espárragos y tuercas fabricados con aceros inoxidables austeníticos, aceros y aleaciones de níquel, lo que garantiza su fiabilidad en entornos de temperaturas extremas, como aplicaciones criogénicas y entornos industriales de alta temperatura.

La norma hace hincapié en el cumplimiento de documentos relacionados como GB/T 3098.6, GB/T 3098.15 y DIN EN 10269 en lo que respecta al rendimiento de los materiales y las condiciones de tratamiento térmico. Proporciona directrices sobre grados de rendimiento mecánico, métodos de inspección y combinaciones de materiales compatibles para lograr la máxima capacidad de carga en los conjuntos de fijación.

Propiedades mecánicas

Para elementos de fijación de acero austenítico capaces de operar a temperaturas mínimas de hasta -200 °C, la Tabla 1 describe los grupos de acero y los grados de rendimiento. Las propiedades del material deben cumplir con las normas GB/T 3098.6 y GB/T 3098.15.

Nota: Las temperaturas superiores a estos límites no afectan al funcionamiento. Por debajo de estos límites, se requieren pruebas de rendimiento según las condiciones.
^a Contenido de cobre ≤1% (según GB/T 3098.6 y GB/T 3098.15).
^b Para pernos con cabeza.
^c Para tachuelas.

Para elementos de fijación de acero y aleación de níquel aptos para altas temperaturas de hasta +700 °C, la Tabla 2 detalla las temperaturas de funcionamiento aplicables según la norma DIN EN 10269. Las propiedades del material deben coincidir con la Tabla 4 de la norma DIN EN 10269 en cuanto a los estados de tratamiento térmico. Los datos de referencia para la tensión de fluencia 0,2% a temperaturas elevadas, la resistencia a la rotura por fluencia y las propiedades de relajación se proporcionan en las Tablas 5, C.1 y D.1 de la norma DIN EN 10269.

Nota:
^a Límite superior de temperatura para la fluencia y la resistencia a la tracción.
^b Límite superior de temperatura para la resistencia a la fluencia y a la rotura.
Condiciones según DIN EN 10269 Tabla 4: +N (normalizado); +NT (normalizado y revenido); +QT (templado y revenido); +WW (trabajado en caliente); +AT (recocido en solución); +P (endurecido por precipitación).
^d Solo para frutos secos.
^e Abreviatura V según DIN EN 10269, material X22CrMoV12-1, límite elástico 0,2% R_p0.2 ≥ 600 N/mm² (+QT1).
^f Abreviatura VH según DIN EN 10269, material X22CrMoV12-1, límite elástico 0,2% R_p0.2 ≥ 600 N/mm² (+QT2).
^gramo Véase también la ficha técnica WB 490 de VdTÜV.

Capacidad de carga de las uniones atornilladas

Requisitos generales

Se considera que un conjunto de perno y tuerca tiene plena capacidad de carga si cumple con lo siguiente:
– Tanto el perno como la tuerca son totalmente soportables, con una altura de tuerca no inferior al Tipo 1 para roscas gruesas o al Tipo 2 para roscas finas.
– Tolerancias de rosca adecuadas, por ejemplo, 6H/6g.
– La resistencia a la tracción del material de la tuerca debe ser al menos 70% de la resistencia a la tracción del material del perno.
– Correspondencia racional de materiales según la Tabla 3.
Nota: Si se utilizan manguitos de carga, es preferible que sean del mismo material que el perno.

Selección racional de materiales para pernos y tuercas

Nota: ● Coincidencia preferida; ○ Coincidencia permitida; – No recomendada.
^a La prueba de resistencia considera que la dureza del mandril de prueba es mayor que la del perno correspondiente, pero superior a la resistencia a la tracción mínima del perno de mayor grado.
^b Límite elástico elevado para la identificación de tuercas de carga completa según GB/T 3098.15.

Cargas mínimas de tracción para pernos de rosca gruesa (Tabla 4a)

Pernos totalmente portantes

Los pernos son totalmente resistentes si alcanzan las cargas de tracción mínimas según las Tablas 4a o 5a, y la fractura se produce en la longitud roscada libre o en el vástago sin rosca según GB/T 3098.1 o GB/T 3098.6.

Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Qué materiales se recomiendan para los elementos de fijación a -200℃?

Aceros austeníticos como A4L, A4 y A5 con grados de rendimiento 70 u 80, según la Tabla 1, que garantizan el cumplimiento de las normas GB/T 3098.6 y GB/T 3098.15 para condiciones criogénicas.

¿Cómo selecciono los materiales adecuados para tornillos y tuercas en aplicaciones de alta temperatura?

Consulte la Tabla 3 para ver las combinaciones racionales. Las combinaciones preferidas (●) garantizan un rendimiento óptimo; asegúrese de que la resistencia a la tracción de la tuerca sea al menos 70% de la del perno y que tenga las tolerancias de rosca adecuadas, como 6H/6g.

¿Qué pruebas se requieren para los elementos de fijación que operan por debajo de las temperaturas mínimas especificadas?

Pruebas de rendimiento basadas en condiciones de uso específicas, incluidas pruebas de impacto y tracción, para verificar la integridad más allá de los límites de la norma.

¿Existen requisitos específicos de tratamiento térmico para los elementos de fijación de aleación de níquel?

Sí, condiciones como +AT+P para grados como SB y SD según DIN EN 10269 Tabla 4, con rangos de dureza especificados en la Tabla 2.

¿Cómo se verifica la capacidad de carga total en los ensamblajes?

Mediante ensayos de tracción para alcanzar las cargas mínimas indicadas en las tablas 4a/5a para pernos y las cargas de prueba en las tablas 4b/5b para tuercas, con comprobaciones de la ubicación de la fractura según las normas GB/T pertinentes.

¿Qué importancia tiene un límite elástico elevado para las tuercas austeníticas?

Permite la identificación de tuercas totalmente portantes, especialmente para la producción en lotes pequeños, compensando las inhomogeneidades del material derivadas del trabajo en frío.