Śruby i wkręty

Sposoby montażu śrub HV

Zestawy HV i SB. Połączenia sprężane i niesprężane – na czym polegają?

Konstrukcje stalowe – od hal magazynowych po mosty – opierają się na połączeniach, które muszą przenosić gigantyczne obciążenia. W tym świecie nie ma miejsca na “dokręcanie na oko”. Kluczową rolę odgrywają tu zestawy śrubowe wysokiej wytrzymałości, znane jako śruby HV (niem. Hochfest Vorgespannt). Jednak sam zakup atestowanych śrub to dopiero połowa sukcesu. Aby połączenie pracowało zgodnie z projektem (czyli przenosiło siły przez tarcie między płytami, a nie tylko przez ścinanie trzpienia), musi zostać poprawnie sprężone. W tym artykule omawiamy dopuszczone normą EN 1090-2 sposoby montażu śrub HV, wyjaśniamy różnicę między metodą momentu a metodą kombinowaną i podpowiadamy, jak uniknąć błędów na budowie.

Najważniejsze informacje na start

Zestawy HV: Składają się ze śruby, nakrętki i dwóch podkładek, dostarczanych jako jeden komplet (zgodny z normą EN 14399). Nie wolno mieszać elementów od różnych producentów.
Cel montażu: Uzyskanie wymaganej siły sprężenia (zacisku) w złączu, co pozwala przenosić obciążenia przez tarcie.
Metody: Dwie główne metody wg normy to metoda momentu (dokręcanie kluczem dynamometrycznym) oraz metoda kombinowana (moment + dotarcie o kąt).
Smarowanie: Fabryczne nasmarowanie gwintu decyduje o współczynniku tarcia (k). Zmycie smaru lub zabrudzenie śruby uniemożliwia poprawne sprężenie.

Czym różni się połączenie sprężane od zwykłego?

W standardowym połączeniu śrubowym (np. kategorii A), śruba działa jak trzpień – opiera się o ścianki otworu i jest ścinana. W połączeniach sprężanych HV (kategorii B i C) mechanika jest inna. Śrubę naciągamy z tak dużą siłą, że łączone blachy są do siebie dociskane z ogromną mocą. Dzięki temu siły działające na konstrukcję są przenoszone przez tarcie między powierzchniami blach. Śruba w idealnych warunkach nie dotyka nawet ścianek otworu. Aby to osiągnąć, niezbędna jest precyzyjna procedura montażu.

Przygotowanie do montażu – kluczowa rola współczynnika “k”

Zanim chwycisz za klucz, musisz wiedzieć jedną rzecz: moment dokręcania (Nm) to nie to samo co siła sprężenia (kN). To, jak mocno ściśnie się śruba przy użyciu danej siły na kluczu, zależy od oporów tarcia na gwincie i pod łbem. Parametr ten opisuje współczynnik k.

Zestawy HV przyjeżdżają od producenta (np. Elgo) odpowiednio nasmarowane i zabezpieczone.

Zasada nr 1: Nie czyść śrub z fabrycznego smaru!
Zasada nr 2: Chroń je przed deszczem i błotem do momentu montażu. Zardzewiała lub brudna śruba zmienia swój współczynnik tarcia, co sprawia, że klucz “kliknie” przy zadanym momencie, ale śruba nie będzie wystarczająco naciągnięta.

Metoda momentu obrotowego

Jest to metoda prostsza, ale wymagająca rygorystycznej kontroli kluczy. Polega na dokręcaniu śruby kluczem dynamometrycznym do wartości momentu odniesienia ( $M_A$ ), wyliczonej na podstawie wymaganej siły sprężenia i współczynnika k.

Proces przebiega w dwóch etapach:

Dokręcanie wstępne: Używamy klucza nastawionego na ok. 75% wymaganej siły. Pozwala to na “ułożenie się” blach (zlikwidowanie szczelin).
Dokręcanie ostateczne: Dokręcamy do 100% wyliczonego momentu ( $1,1 \times M_{req}$ ).

Wada: Metoda ta jest bardzo wrażliwa na zmiany tarcia. Jeśli śruba wyschła na słońcu, tarcie wzrośnie, a uzyskana siła zacisku będzie za mała, mimo poprawnego wskazania klucza.

Metoda kombinowana (Combined Method)

Obecnie uznawana za najbardziej niezawodną metodę montażu śrub HV. Minimalizuje ona wpływ rozrzutu współczynnika tarcia na końcowy wynik.

Proces składa się z dwóch kroków:

Krok 1 (Moment): Dokręcamy śrubę kluczem dynamometrycznym do momentu wstępnego (ok. 75% siły). W tym momencie zaznaczamy położenie nakrętki względem śruby i blachy (np. markerem).
Krok 2 (Kąt): Dokręcamy nakrętkę o określony kąt obrotu (zazwyczaj od 60° do 120°, zależnie od długości śruby tzw. długości zaciskowej).

Dlaczego to działa? Ponieważ obrót o konkretny kąt wymusza fizyczne wydłużenie się śruby o znaną wartość (zgodnie ze skokiem gwintu), niezależnie od tego, czy gwint stawia duży, czy mały opór. Daje to gwarancję uzyskania odpowiedniej siły sprężenia.

Kolejność dokręcania śrub

Niezależnie od wybranej metody, fizyki nie oszukamy. Dokręcanie należy zawsze zaczynać od najsztywniejszej części węzła (zazwyczaj od środka grupy śrub) i kierować się na zewnątrz.

Gdybyśmy zaczęli od brzegów, dokręcenie środkowych śrub mogłoby spowodować poluzowanie tych zewnętrznych (blachy “siadają”). Dlatego po wykonaniu pierwszego etapu (75%) na wszystkich śrubach, warto sprawdzić te pierwsze, czy moment nie spadł, zanim przejdziemy do etapu finalnego.

Przeglądaj produkty według kategorii

Poniżej znajdziesz bezpośrednie linki do elementów złącznych dedykowanych do połączeń sprężanych i konstrukcyjnych:

Zestawy HV EN 14399

Przykładowy wybór produktów Elgo

Oferujemy kompletne zestawy do połączeń sprężanych, spełniające rygorystyczne normy europejskie:

Często poruszane kwestie

Czy śruby HV można używać ponownie?

Zgodnie z normą EN 1090-2, zestawy śrubowe HV, które zostały już w pełni sprężone (dokręcone do wartości docelowej), nie powinny być używane ponownie. Proces sprężania wprowadza materiał w stan plastyczny lub bliski plastyczności. Ponowne dokręcenie grozi zerwaniem śruby. Jeśli poluzowałeś śrubę HV, najlepiej wymień ją na nową.

Co zrobić, jeśli zestaw HV uległ zamoczeniu i pojawiła się korozja?

Taki zestaw nie nadaje się do montażu w procedurze sprężania. Korozja drastycznie zmienia współczynnik tarcia. Nawet jeśli wyczyścisz śrubę i nasmarujesz ją “jakimś” smarem, nie znasz nowego współczynnika k, więc nie jesteś w stanie wyliczyć poprawnego momentu dokręcania. Taki element traci swoje właściwości certyfikowane.

Czy podkładki HV mają stronę montażową?

Tak, ma to znaczenie. Podkładki zgodne z EN 14399-6 mają zazwyczaj jedną stronę fazowaną (ściętą). Fazowanie powinno być skierowane w stronę łba śruby lub nakrętki (aby pasowało do promienia pod łbem), a strona płaska/ostra w stronę blachy konstrukcyjnej. Odwrotny montaż może spowodować pęknięcie podkładki lub uszkodzenie śruby.

Ekspert Elgo radzi

Największym błędem, jaki widuję na budowach, jest traktowanie zestawów HV jak zwykłych śrub “ze sklepu metalowego”. Często widzę, jak monterzy wyciągają śruby z oryginalnych pudełek, wrzucają je do wiadra, a potem… myją je w rozpuszczalniku, bo “są tłuste i brudzą ręce”. To katastrofa! Ten “brud” to specjalny środek smarny (często na bazie wosku lub dwusiarczku molibdenu), który gwarantuje, że przy dokręcaniu uzyskacie odpowiednią siłę zacisku. Jeśli go zmyjecie, tarcie na gwincie wzrośnie kilkukrotnie. Efekt? Klucz dynamometryczny pokaże, że jest dokręcone, a w rzeczywistości śruba będzie luźna, bo cała para poszła w pokonanie oporów tarcia, a nie w rozciągnięcie trzpienia. Pamiętajcie: zestawy HV wyciągamy z pudełka bezpośrednio przed montażem i montujemy w stanie dostawy.

Elgo – wyceny, sprzedaż i doradztwo techniczne dla każdego zamówienia

Elgo to producent i dystrybutor elementów złącznych, oferujący ponad 15 000 produktów dostępnych online. Zamówienia złożone do godziny 12:00 realizowane są z wysyłką tego samego dnia. W przypadku dużych inwestycji budowlanych, gdzie wymagane są certyfikowane zestawy HV, przygotowujemyindywidualne wyceny z działu handlowego. Elgo realizuje takżeprodukcję specjalną na zamówienie, w tym elementy złączne o nietypowych długościach gwintu czy w specjalnych powłokach antykorozyjnych, dostosowanych do wymogów projektu konstrukcyjnego.