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.

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.

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.