Marcas en tuercas y tornillos: una guía de identificación completa

Por qué existen las marcas de sujetadores

Un perno sin marcas visibles y uno estampado con tres líneas radiales pueden parecer casi idénticos en un contenedor de piezas. La diferencia de resistencia a la tracción entre ellos puede superar los 30.000 PSI. Las marcas de los sujetadores existen precisamente porque esa diferencia es invisible a la vista, y el uso del grado incorrecto en una aplicación de carga puede provocar fallas en los sujetadores sin previo aviso.

Las marcas cumplen dos funciones distintas. El primero es identificación del desempeño : el grado, clase de propiedad o clasificación de resistencia estampado en un sujetador le indica al instalador exactamente qué carga está diseñado para soportar ese sujetador. El segundo es trazabilidad : las marcas de identificación del fabricante (letras, logotipos o símbolos registrados para productores específicos) permiten rastrear los sujetadores individuales hasta un lote de producción en caso de un problema de calidad o un retiro del mercado. Ambas funciones son requisitos obligatorios según las principales normas que rigen la producción de sujetadores.

Tres organizaciones definen los sistemas de marcado que se encuentran más comúnmente en la fabricación y la construcción a nivel mundial: la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE), la Organización Internacional de Normalización (ISO) y ASTM International. Cada uno utiliza un lenguaje de marcado diferente y los tres sistemas pueden aparecer en sujetadores dentro de la misma instalación o proyecto. Comprender los tres es la base para una selección competente de sujetadores.

Marcas de cabeza de perno SAE: sistema de línea radial

SAE J429 regula los pernos de la serie en pulgadas utilizados principalmente en Norteamérica. Según esta norma, el grado de resistencia del perno se comunica a través de un patrón de líneas radiales estampadas en la parte superior de la cabeza hexagonal. El recuento de líneas sigue una fórmula: el número de líneas es igual al número de calificación menos dos. Esto significa que un perno de Grado 2 no lleva líneas radiales, un perno de Grado 5 lleva tres líneas y un perno de Grado 8 lleva seis líneas.

Además de las líneas de grado, cada perno que cumple con SAE de más de ¼" de diámetro debe llevar una marca de identificación del fabricante: una letra, símbolo o combinación exclusiva de ese productor y registrada en el organismo de normalización correspondiente. Esta marca aparece junto a las líneas radiales en la cabeza del perno. Un perno con líneas de grado pero sin marca del fabricante no cumple completamente con SAE J429 y debe tratarse con precaución en aplicaciones críticas.

Los pernos Allen y los tornillos de cabeza hueca presentan una variación de este sistema. Debido a que el casquillo de accionamiento empotrado ocupa la mayor parte de la cara de la cabeza, rara vez se utilizan líneas radiales. En cambio, tornillos allen con cabeza hueca Por lo general, están marcados con un número de clase de propiedad en el costado de la cabeza o en la cara del casquillo; más comúnmente 12.9 para versiones de acero de aleación de alta resistencia, siguiendo el sistema ISO que se describe en la siguiente sección.

Marcas de pernos métricos: sistema de clases de propiedad ISO

ISO 898-1 regula los pernos métricos y utiliza un sistema de clases de propiedades numérico en lugar de líneas radiales. La clase está estampada directamente en la cabeza del perno como dos números separados por un punto (por ejemplo, 8,8, 10,9 o 12,9). Estos números codifican tanto la resistencia a la tracción mínima como el índice de elasticidad en una única marca compacta.

Leer la clase de propiedad es sencillo una vez que se comprende la fórmula. El número antes del decimal, multiplicado por 100, da la resistencia a la tracción mínima aproximada en megapascales (MPa). El número después del decimal, multiplicado por 10, da el límite elástico como porcentaje de la resistencia a la tracción. Por lo tanto, un perno de clase 10.9 tiene una resistencia a la tracción mínima de aproximadamente 1000 MPa y un límite elástico de aproximadamente el 90 % de ese valor, lo que significa que comienza a deformarse permanentemente a alrededor de 900 MPa.

Los pernos métricos de acero inoxidable utilizan una convención de marcado separada según ISO 3506. El formato combina un código de material y una designación de resistencia: A2-70 indica acero inoxidable 304 con una resistencia mínima a la tracción de 700 MPa; A4-70 indica acero inoxidable 316 de grado marino con el mismo nivel de resistencia; A4-80 indica acero inoxidable 316 a 800 MPa. El prefijo "A" identifica el acero inoxidable austenítico. Pernos de cabeza hexagonal de acero inoxidable se producen comúnmente según las especificaciones A2-70 o A4-70 dependiendo de los requisitos de resistencia a la corrosión del entorno de aplicación.

Marcas de pernos estructurales ASTM

ASTM International define estándares de sujetadores utilizados principalmente en aplicaciones estructurales y de construcción. A diferencia del sistema de líneas radiales SAE o del sistema numérico ISO, los pernos ASTM generalmente están marcados con designaciones de grado alfanuméricas estampadas directamente en la cabeza del perno, acompañadas de una marca de identificación del fabricante.

ASTM A307 Cubre pernos de acero al carbono para uso estructural general. Los pernos de grado A no llevan ninguna marca específica más allá de la marca del fabricante; Los pernos de grado B para uniones de tuberías con bridas se identifican de manera similar. Estos son sujetadores de resistencia relativamente baja para conexiones estructurales no críticas.

ASTM A325 es el estándar para pernos estructurales de alta resistencia utilizados en conexiones de acero a acero. La cabeza del perno está marcada como "A325" junto con el símbolo de identificación del fabricante. Estos pernos tienen una resistencia a la tracción mínima de 120 000 PSI para diámetros de hasta 1" y son la especificación estándar para la construcción de acero estructural en América del Norte.

ASTM A490 cubre pernos estructurales de ultra alta resistencia con una resistencia a la tracción mínima de 150,000 PSI. La cabeza está marcada como "A490". Estos están especificados para las conexiones estructurales más exigentes: marcos de acero pesados, construcción de puentes y estructuras industriales sujetas a cargas dinámicas significativas.

Una distinción importante: los pernos ASTM nunca deben sustituirse por pernos SAE de resistencia aparentemente similar sin verificar que tanto las propiedades mecánicas como los estándares dimensionales coincidan. Los estándares se desarrollan para diferentes entornos de uso final y su equivalencia no es directa.

Marcas de tuercas: el sistema de posición del reloj

Las marcas de tuercas siguen una lógica diferente a las marcas de pernos, en parte porque la cara de apoyo plana de una tuerca hexagonal ofrece menos área de marcado que la cabeza de un perno, y en parte porque las tuercas de diferentes grados a menudo se usan indistintamente de manera que la identificación visual en la cara de apoyo no es práctica. El sistema SAE aborda esto con una marca de posición del reloj en una de las partes planas hexagonales.

Según SAE J995, el grado de una tuerca hexagonal se indica mediante una única marca radial en una cara plana, colocada para corresponder a la posición de la hora en la esfera del reloj que coincide con el número de grado. Una tuerca de grado 5 lleva una marca en la posición de las 5 en punto. Una tuerca de grado 8 lleva una marca en la posición de las 8 en punto. Esto permite la identificación del grado incluso cuando la cara del rodamiento está contra una superficie o arandela.

Las marcas pueden estar realzadas (grabadas durante el conformado) o indentadas (estampadas después del conformado); ambas están permitidas según la norma. Algunas tuercas también llevan una marca de identificación del fabricante en la cara del rodamiento o en una superficie plana adyacente.

ASTM A563 rige los requisitos de marcado para tuercas hexagonales estructurales utilizadas junto con pernos A325 y A490. Según esta norma, el grado de la nuez se identifica mediante una combinación de números arábigos y letras estampadas en la cara de la nuez. Para obtener un desglose detallado de los requisitos de marcado específicos y las designaciones de grados, Especificación estándar oficial de ASTM A563 para tuercas de acero al carbono y aleados proporciona la referencia autorizada. Tuercas hexagonales de acero inoxidable siguen la norma ISO 3506-2 y están marcados con el mismo código de material A2 o A4 que su perno correspondiente, lo que garantiza que la clasificación de resistencia a la corrosión sea visible en ambos componentes coincidentes. Tuercas con brida hexagonal llevar marcas de grado en la cara de la brida o en la parte plana hexagonal, según el proceso de producción del fabricante.

Acabado superficial y marcas de revestimiento

Más allá del grado de resistencia, las marcas de los sujetadores a veces comunican el tratamiento de la superficie: el recubrimiento o acabado aplicado después de la fabricación para proporcionar resistencia a la corrosión, lubricidad o propiedades eléctricas específicas. Estas calificaciones están menos estandarizadas que las calificaciones, pero siguen convenciones reconocibles.

Galvanizado (galvanizado): A menudo se indica con el sufijo "Zn" o un código de color (normalmente transparente/plateado para la placa de zinc estándar). No existe una marca estampada universal, pero la documentación y el embalaje del producto especificarán el estándar de revestimiento (por ejemplo, ISO 4042 o ASTM B633).

Galvanizado en caliente: Produce una capa espesa de zinc reconocible por su textura mate y ligeramente rugosa. Los sujetadores estructurales galvanizados que cumplen con ASTM A153 se especifican en los documentos de adquisición en lugar de estar marcados en el sujetador mismo, ya que el espesor del recubrimiento hace que el estampado adicional no sea práctico en diámetros más pequeños.

Grados de acero inoxidable: Como se describe en la sección de marcado métrico, las marcas A2 y A4 en las cabezas de los pernos y las caras de las tuercas comunican directamente el material y la clase de resistencia a la corrosión. Este es el ejemplo más claro de una propiedad de superficie/material codificada directamente en el sistema de marcado de sujetadores.

Óxido negro/fosfato: Estos recubrimientos de conversión brindan una resistencia mínima a la corrosión y generalmente se usan con fines estéticos o aplicaciones suaves en interiores. No existe ninguna marca estandarizada; La identificación se realiza mediante inspección visual del acabado de la superficie negra mate o oscura combinada con la documentación del producto.

Cuando el acabado de la superficie afecta la relación torsión-tensión, como ocurre con los sujetadores lubricados o encerados, la especificación del recubrimiento se convierte en un elemento crítico del procedimiento de instalación, no solo una consideración de corrosión. Los sujetadores lubricados con película seca a menudo llevan una notación de "cera" o "teflón" en la documentación del producto en lugar de una marca estampada.

Uso de marcas para la verificación de adquisiciones

Para los compradores y gerentes de calidad que compran sujetadores en volumen, las marcas de cabeza son la herramienta de verificación de primera línea para la inspección entrante. Un envío de pernos que afirman ser Grado 8 o clase de propiedad 10.9 debe verificarse al azar con las especificaciones de marcado antes de ser aceptado en stock; la verificación visual del marcado toma segundos por pieza y detecta las formas más comunes de tergiversación de grado o error de empaque.

Las dos verificaciones de adquisiciones más importantes son: primero, confirmar que la marca de grado coincida exactamente con la especificación de compra; en segundo lugar, confirme que haya una marca de identificación del fabricante junto a la marca de grado. Un perno con líneas de grado pero sin marca del fabricante no cumple todos los requisitos de SAE J429 o ISO 898-1 y no se puede rastrear en caso de una falla de calidad. Los pernos sin marcar deben tratarse como Grado 2/clase de propiedad 5.8 independientemente de cualquier afirmación verbal o del embalaje.

Los grados de tuercas y pernos también deben coincidir correctamente. La regla general es que el grado de la tuerca debe ser igual o mayor que el grado del perno; al combinar una tuerca de Grado 5 con un perno de Grado 8, la unión con el componente más débil es el punto de falla, lo que anula el propósito de usar un perno de grado superior. Tuercas autoblocantes llevan marcas de grado bajo las mismas convenciones SAE e ISO que las tuercas hexagonales estándar; su función de bloqueo no altera la clasificación de grados ni el requisito de correspondencia.

Finalmente, nunca se deben mezclar sujetadores SAE y métricos en la misma unión. A pesar de las aparentes similitudes en resistencia entre, por ejemplo, SAE Grado 5 e ISO 8.8, las formas y los pasos de las roscas son incompatibles. Enroscar un perno métrico en un orificio roscado SAE (o viceversa) dará como resultado una junta que parece ensamblada pero que soporta una fracción de su capacidad de carga nominal. Existen sistemas de marcado específicamente para evitar esto: un perno marcado con líneas radiales es una serie en pulgadas; un perno marcado con un número de clase de propiedad es métrico. Esa distinción es visible en menos de un segundo en cualquier sujetador marcado.