Ga naar inhoud Ga naar menu
Wij maken gebruik van analytische en functionele cookies om onze website zo goed mogelijk te laten functioneren en u van de best mogelijke service te voorzien. Om u persoonlijke advertenties aan te kunnen bieden en om u de mogelijkheid te geven uw ervaringen via social media te delen, maken wij tevens gebruik van social media- en advertentiecookies. Deze cookies kunnen door ons worden geplaatst of door derde partijen die diensten aan ons verlenen. Bekijk voor meer informatie over de cookies die door ons worden gebruikt ons privacy beleid en ons cookie beleid. Accepteert u de plaatsing van deze cookies en de verwerking van uw persoonsgegevens in dit verband?
Quality & Technology

IMPERIAL (INCH-)BEVESTIGINGSMATERIALEN

Maatsystemen

Er bestaan twee systemen voor het meten van gewicht en afstand – het metrisch maatsysteem (SI- stelsel) en het Brits-Amerikaanse maatsysteem (imperial standard system). Het laatste is gebaseerd op de Britse Weight and Measures Act van 1824, en hoewel de populariteit ervan langzaamaan vermindert is dit nog steeds gemeengoed in vele, voornamelijk Engelssprekende landen en voormalige Britse kolonies. De afmetingen van een product volgens dit systeem worden uitgedrukt in thou (UK) of mil (USA), inches, feet, yards, miles etc. Hoewel het U.S. customary system de officiële aanduiding voor het Amerikaanse maatsysteem is, met hier en daar wat verschillen ten opzichte van het Britse imperiale systeem, zijn de systemen voor gebruik bij bevestigingsmaterialen gelijk of op zijn minst prima vergelijkbaar. De meest gebruikte eenheden voor de afmetingen van be­ves­ti­gings­ma­te­ri­a­len zijn inches (in het Nederlands ook wel “duim” ) en feet (“voet”). Eenheden voor het uitdrukken van spanning en druk zijn pound-force per square inch (lbf/in2 of psi). 1.000 psi is gelijk aan 1 ksi, kilopound-force per square inch. Eén ksi is ongeveer gelijk aan 6,9 MPa (= N/mm2).

De basiseenheid “inch” is exact gelijk aan 25,4 mm. Er gaan 12 inches in een foot, die meet dus 304,8 mm. Een yard is gelijk aan drie voet of 36 inches en is dus 914,4 mm. Het symbool voor “inch” in maataanduidingen is in of simpelweg het dubbele aanhalingsteken “. In het Verenigd Koninkrijk worden afmetingen in inches gewoonlijk gepresenteerd als breuken (bijvoorbeeld 3/4”, 1.17/64”), terwijl in de Verenigde Staten vaak de decimale notatie wordt gebruikt bij niet-nominale maataanduidingen (bijvoorbeeld 1.2656”, maar ook 3/4").

Een ander significant verschil met het SI-stelsel is dat de spoed van een schroefdraad uitgedrukt wordt als het aantal gangen per duim (threads per inch, of TPI), in tegenstelling tot het metrisch systeem waar de spoed (P) wordt gedefinieerd als de afstand tussen twee schroefdraadgangen. Conversie is echter eenvoudig, zoals onderstaande illustratie laat zien. Een schroefdraad met 10 TPI heeft een spoed P van 25,4/10 = 2,54 mm.

 

Populaire inch schroefdraad types

Unified inch schroefdraad - National Coarse (UNC) en Constant Pitch (8UN)

Het meest gebruikte type schroefdraad in de VS is de Unified National Coarse draad, afgekort tot UNC (soms ook NC). Dit is de standaard grove schroefdraad in de VS. Unified schroefdraad is ontworpen met een tophoek van 60° en kent een aantal diameter-spoed combinaties. Dit schroefdraadsysteem werd ontwikkeld door William Sellers in 1864 en werd binnen een paar jaar verheven tot een Amerikaanse norm. Gedetailleerde informatie over dit schroefdraadtype kan gevonden worden in de normen ASME B1.1 and ISO 5864.

Voorbeelden van UNC schroefdraad aanduidingen zijn 3/8” UNC, of beter 3/8”-16UNC. 16 is het aantal gangen per duim (TPI) en het
symbool “ betekent inch. Een voorbeeld van een complete aanduiding voor de nominale diameter van een artikel met externe
schroefdraad is 3/8”-16UNC-2A, hierbij is ook de tolerantieklasse 2A aangegeven, de ‘standaard’ klasse met een allowance,
een basisafwijking van de nominale buitendiameter, en een tolerantieveld. Be­ves­ti­gings­ma­te­ri­a­len met interne draad worden dan
aangeduid met 3/8”-16UNC-2B, waarbij 2B de ‘standaard’ tolerantie­klas­se is zonder basisafwijking maar met uitsluitend een
tolerantieveld.

De kleinste gestandaardiseerde UNC schroefdraden, van 0.0730” tot 0.2160” in diameter, worden aangeduid met een nummer,
“No.1-64UNC” tot en met “No.12-24UNC”. Grotere diameters worden aangeduid als een breuk, beginnend vanaf 1/4“-20UNC tot aan
6 inches.

8UN schroefdraad is een UNC variant met een constante spoed. De “8” in 8UN betekent dat boven een bepaalde diameter (de grenzen
staan in de eerder genoemde normen) de spoed van 8UN draad altijd 8 TPI bedraagt, voor elke draaddiameter. In het geval van 8UN
hebben alle diameters groter dan 1” deze constante spoed van 8 TPI. 8UN draad is gebruikelijk voor be­ves­ti­gings­ma­te­ri­a­len o.a.
toegepast in de petrochemie, zoals studbolts. De complete aanduiding lijkt op die van UNC schroefdraad; bijvoorbeeld 1.1/2”-8UN-2A/2B of
3.1/4”-8UN-2A/2B. Andere, (beduidend) minder populaire series met constante spoed zijn 4UN, 6UN, 12UN tot aan 32UN.

Alle schroefdraad met een diameter-spoed combinatie die niet in de gestandaardiseerde reeksen van de eerdergenoemde normen
voorkomen, maar met basisafwijkingen en tolerantievelden die berekend zijn met behulp van de formules in deze normen, worden
aangeduid als UNS, waar de “S” staat voor speciale schroefdraad.

Unified inch schroefdraad - National Fine (UNF) en Extra Fine (UNEF)

De Unified National Fine schroefdraad, afgekort tot UNF (soms ook “NF”), is de versie met fijne schroefdraad, voornamelijk gebruikt in de VS. UNEF is de aanduiding voor extra fijne schroefdraad met nog meer TPI (dus een nog kleinere spoed) dan UNF schroefdraad. Unified schroefdraad is ontworpen met een tophoek van 60° en kent een aantal diameter-spoed combinaties. Dit schroefdraadsysteem werd ontwikkeld door William Sellers in 1864 en werd binnen een paar jaar verheven tot een Amerikaanse norm. Gedetailleerde informatie
over dit schroefdraadtype kan gevonden worden in de normen ASME B1.1 and ISO 5864.

Voorbeelden van UNF schroefdraad aanduidingen zijn 3/8” UNF, of beter 3/8”-24UNF. 24 is het aantal gangen per duim (TPI) en het
symbool “ betekent inch. Een voorbeeld van een complete aanduiding voor de nominale diameter van een artikel met externe
schroefdraad is 3/8”-24UNF-2A, hierbij is ook de tolerantieklasse 2A aangegeven, de ‘standaard’ klasse met een allowance,
een basisafwijking van de nominale buitendiameter, en een tolerantieveld. Be­ves­ti­gings­ma­te­ri­a­len met interne draad worden dan
aangeduid met 3/8”-24UNF-2B, waarbij 2B de ‘standaard’ tolerantie­klas­se is zonder basisafwijking maar met uitsluitend een
tolerantieveld. UNEF schroefdraad wordt op gelijkaardige wijze aangeduid als bijvoorbeeld 3/8”-32UNEF-2A/2B.

De kleinste gestandaardiseerde UNF schroefdraden, van 0.0600” tot 0.2160” in diameter, worden aangeduid met een nummer,
“No.0-80UNF” tot en met “No.12-28UNF”. Grotere diameters worden aangeduid als een breuk, beginnend vanaf 1/4“-28UNF tot aan
1.1/2”-12UNF. De kleinste UNEF afmeting is No.12-32UNEF en de grootste diameter is 1.11/16”-18UNEF.

Alle schroefdraad met een diameter-spoed combinatie die niet in de gestandaardiseerde reeksen van de eerdergenoemde normen voorkomen, maar met basisafwijkingen en tolerantievelden die berekend zijn met behulp van de formules in deze normen, worden aangeduid als UNS, waar de “S” staat voor speciale schroefdraad.

Er bestaat soms wat verwarring over de nominale diameter 1” als het over UNF schroefdraad gaat. In de norm ASME B1.1 heeft 1” UNF draad 12 TPI. Maar historisch, teruggaand in de tijd tot 1935, was dat ooit 14TPI. De speciale schroefdraad 1”-14UNS, met 14 gangen per duim, wordt nog steeds zoveel toegepast dat deze de plaats van de 1”-12UNF heeft ingenomen. In tabel 2 van ASME B1.1 staat een voetnoot die betrekking heeft op de 1”-14UNS draad: "Vroeger NF. Geen aanbevolen standaard afmeting. Toleranties en basisafwijkingen zijn gebaseerd op één inch inschroeflengte". Ondanks dat wordt al een aantal decennia de 1”-14UNS schroefdraad gezien als de standaard fijne schroefdraad voor 1”. Hoewel technisch gezien onjuist, wordt deze schroefdraad globaal geaccepteerd als de standaard fijne schroefdraad voor be­ves­ti­gings­ma­te­ri­a­len van 1” in diameter, en is 1”-14UNF de universele aanduiding ervan geworden. Gezien deze ontwikkeling is het aan te bevelen om altijd het aantal TPI te controleren als het gaat over UNF be­ves­ti­gings­ma­te­ri­a­len met een diameter van 1”.

British Standard Whitworth (BSW of WW) schroefdraad

Een inchschroefdraad afkomstig uit Groot Brittannië is de zogenaamde British Standard Whitworth draad, afgekort BSW of simpelweg WW. BSW was de algemeen toegepaste schroefdraad in het VK, maar haar populariteit neemt snel af, als gevolg van de wereldwijde tendens metrische schroefdraad te prefereren. BSW schroefdraad is ontworpen met een tophoek van 55°. De schroefdraad dankt haar naam aan de Engelsman Sir Joseph Whitworth, die in 1841 voorstelde om schroefdraden te standaardiseren. Zijn voorstel raakte al snel ingeburgerd en werd uiteindelijk gepubliceerd als de eerste nationale norm voor schroefdraad ter wereld. Gedetailleerde informatie over dit schroef­draad­type kan gevonden worden in de norm BS 84.

Voorbeelden van BSW schroefdraad aanduidingen: 3/8” WW, 3/8” BSW, of beter 3/8”-16BSW. 16 is het aantal gangen per duim (TPI) en het symbool “ betekent inch. Indien nodig, kan de tolerantie­klasse na de diameter tussen haakjes worden aangegeven; BS 84 bevat de klassen close en free (alleen voor be­ves­ti­gings­ma­te­ri­a­len met externe schroefdraad), normal (voor be­ves­ti­gings­ma­te­ri­a­len met interne schroefdraad) en medium voor zowel bouten als moeren. Als niets wordt gespecificeerd zal de klasse normal en/of medium geleverd worden.

BSW schroefdraad is gestandaardiseerd vanaf 1/8”-40BSW tot en met 6”-2,5BSW. Omdat sommige BSW diameter-spoed combinaties gelijk zijn aan die met UNC schroefdraad, kunnen ze in principe worden uitgewisseld. Vanwege de configuratie van de tophoek en wat andere kleine verschillen wordt dit echter niet aangeraden.

British Standard Fine (BSF) schroefdraad

De British Standard Fine schroefdraad, afgekort BSF, is de variant met fijne draad van de BSW (British Standard Whitworth) schroefdraad. BSW was de algemeen toegepaste schroefdraad in het VK, maar haar populariteit neemt snel af, als gevolg van de wereldwijde tendens metrische schroefdraad te prefereren. British Standard Fine schroefdraad is, net als BSW schroefdraad, ontworpen met een tophoek van 55°. De schroefdraad dankt haar naam aan de Engelsman Sir Joseph Whitworth, die in 1841 voorstelde om schroefdraden te standaardiseren. Zijn voorstel raakte al snel ingeburgerd en werd uiteindelijk gepubliceerd als de eerste nationale norm voor schroefdraad ter wereld. Gedetailleerde informatie over dit schroef­draad­type kan gevonden worden in de norm BS 84.

Voorbeelden van BSF schroefdraad aanduidingen: 3/8” BSF, of beter 3/8”-20BSF. 20 is het aantal gangen per duim (TPI) en het symbool “ betekent inch. Indien nodig, kan de tolerantie­klasse na de diameter tussen haakjes worden aangegeven; BS 84 bevat de klassen close en free (alleen voor be­ves­ti­gings­ma­te­ri­a­len met externe schroefdraad), normal (voor be­ves­ti­gings­ma­te­ri­a­len met interne schroefdraad) en medium voor zowel bouten als moeren. Als niets wordt gespecificeerd zal de klasse normal en/of medium geleverd worden.

BSF schroefdraad is gestandaardiseerd vanaf 3/16”-32BSF tot en met 4.1/4”-4BSF. Er zijn geen BSF diameter-spoed combinaties gelijk aan UNF of UNEF draad.

Pijpschroefdraad (BSP)

BSP pijpschroefdraad, ook wel aangeduid als Whitworth pijpschroefdraad, is de meest gebruikte draadsoort voor pijpverbindingen ter wereld. Allerlei producten, zoals buizen, fittingen, smeernippels etc. worden voorzien van dit schroefdraadtype. BSP schroefdraad is ontworpen met een tophoek van 55°. Alle aspecten van dit type schroefdraad kunnen gevonden worden in de normen voor BSP schroefdraad, EN ISO 228-1 of EN 10226-1 en EN 10226-2 (de laatste twee gebaseerd op ISO 7-1).

Er bestaan twee soorten BSP draad, de parallelle- of cilindrische draad (BSPP) en de tapse- of conische draad (BSPT). EN ISO 228-1 beschrijft de BSPP externe- en interne schroefdraad, deze zijn niet bedoeld om in de draad afdichtende verdbindingen te maken. Als verbindingen met BSPP schroefdraad afdichtend moeten zijn, dan kan dit worden bereikt door het klemmen van twee oppervlakken buiten de schroefdraad, voorzien van een geschikte afdichting. EN 10226-1 beschrijft de combinatie van BSPT externe- met BSPP interne schroefdraad en EN 10226-2 beschrijft de combinatie van BSPT externe- en interne schroefdraad, beide systemen zijn geschikt om er een in de schroefdraadflanken afdichtende verbinding (jointing threads) mee te realiseren. Het kan wenselijk zijn een afdichtmiddel (bijvoorbeeld PTFE tape) toe te passen om de dichtheid van de verbinding te optimaliseren en spiraalvormige lekkage te voorkomen.

BSP schroefdraad wordt aangeduid met de pijpdiameter. Parallelle externe- en interne schroefdraad, waarbij de afdichting niet in de schroefdraad gemaakt wordt (EN ISO 228-1) wordt aangeduid met G. Bij externe schroefdraad wordt aanvullend de letter A of B gebruikt om de tolerantieklasse aan te geven. Voor schroefdraad waarbij de afdichting in de draad plaats vindt (EN 10226) wordt de aanduiding R gebruikt voor tapse externe schroefdraad, Rp voor parallelle interne draad en Rc voor tapse interne draad.

Voorbeelden zijn G1.1/2” en G1.1/2”A voor parallelle externe-, respectievelijk interne schroefdraad volgens EN ISO 228-1, en R1.1/2” voor tapse externe draad, Rp1.1/2” voor parallelle interne draad en ten slotte Rc1.1/2” voor tapse interne schroefdraad, volgens EN 10226.

Verder zijn nog het vermelden waard de normen ASME B1.20.1, een norm voor een grote ver­schei­den­heid aan pijpschroefdraad (NPT, NPSC, NPTR, NPSM en NPSL), en ASME B1.20.3, een norm voor z.g. dryseal pijpschroefdraad (NPTF-1, NPTF-2, PTF-SAE SHORT, NPSF en NPSI). De laatstgenoemde schroefdraden kunnen een afdichtende werking hebben zonder dat er aanvullende afdichtmiddelen hoeven te worden gebruikt, als gevolg van de interferentie tussen de toppen en de kern van de schroefdraad, waardoor een cirkelvormige afdichting gevormd wordt. Alle genoemde schroefdraadtypes zijn gebaseerd op een tophoek van 60° en hebben een vergelijkbare functionaliteit als de eerdergenoemde BSPP en BSPT schroefdraden. Ze worden aangeduid met de pijpdiameter-spoed combinatie en de afkorting van het draadtype. Deze pijpschroefdraden worden vooral toegepast in de VS. Pijpschroefdraad volgens deze normen zijn niet zonder meer uitwisselbaar met BSP schroefdraad.

Normen voor inch-bevestigingsmaterialen en hun materialen

Een norm of standaard is een document met erkende afspraken, specificaties of criteria over een product, een dienst of een methode. Normen worden binnen een bedrijf of organisatie, binnen een consortium van organisaties of door erkende normalisatie-instellingen vastgelegd. Erkende normalisatie-instellingen (zowel nationale als internationale) werken volgens een vastgelegd proces.

Een norm is van groot belang in het internationale handelsverkeer. Normen zorgen ervoor dat producten of diensten makkelijker geaccepteerd worden in andere landen. Wanneer er naar een norm verwezen wordt behoeft een artikel weinig tot geen verdere beschrijving. De meeste eigenschappen van een product (in geval van be­ves­ti­gings­ma­te­ri­a­len vaak afmetingen, toleranties, materialen, mechanische eigenschappen etc.) zijn ten slotte al beschreven in de norm. Normen maken het tevens makkelijker om kennis en nieuwe technologieën te verspreiden.

Normen worden over het algemeen vrijwillig toegepast. Dit neemt niet weg dat de naleving van een norm kan worden verplicht. Enerzijds kan de overheid verwijzen naar normen in wetten en regelgeving. Anderzijds kunnen ook contracten verwijzen naar de toepassing van normen.

De primaire normalisatie instellingen voor inch-bevestigingsmaterialen:

AISI – American Iron and Steel Institute
ANSI – American National Standards Institute
ASME – American Society of Mechanical Engineers
ASTM – American Society for Testing and Materials
BS – British Standard
IFI – Industrial Fasteners Institute
SAE – Society of Automotive Engineers

 


 

Mechanische eigenschappen van inch-bevestigingsmaterialen

De eisen voor mechanische eigenschappen van inch-bevestigingsmaterialen worden gespecificeerd in SAE en ASTM normen. De onderstaande tabellen bevatten een samenvatting van de vereiste eigenschappen van een aantal veelgebruikte bevestigingsmaterialen.


Stalen zeskantbouten, cilinderkopschroeven met binnenzeskant en laagbolkop- en verzonken kop schroeven met binnenzeskant 

Specificatie

Materiaal

Diameter

(inches)

Minimale
proefbe­lasting

(psi)

Minimale treksterkte

(psi)

Kern- hardheid

Rockwell

Minimale
rekgrens

(psi)

Klasse aanduiding

Bijpassende moeren

min

max

SAE J429-Grade 2

Koolstofstaal

¼ - ¾

55 000

74 000

B80

B100

57 000

ASTM A563 Grade A

⅞ - 1.½

33 000

60 000

B70

B100

36 000

SAE J429-Grade 5

Koolstofstaal

gehard

en ontlaten

¼ - 1

85 000

120 000

C25

C34

92 000

SAE J995 Grade 5

1.⅛ - 1.½

74 000

105 000

C19

C30

81 000

SAE J429-Grade 8

Gelegeerd staal gehard

en ontlaten

¼ - 1.½

120 000

150 000

C33

C39

130 000

SAE J995 Grade 8

ASTM A574
binnenzeskant cilinderkopschroeven

Gelegeerd staal gehard

en ontlaten

No.0 - ½

140 000

180 000

C39

C45

153 000

 

 

⅝ - 4

135 000

170 000

C37

C45

ASTM F835
binnenzeskant laagbolkop- en verzonken kop schroeven

Gelegeerd staal gehard

en ontlaten

No.0 - ½

 

140 000

C39

C44

 

 

 

⅝ - 1.½

135 000

C37

C44

 

 

Stalen zeskantmoeren

Specificatie

Materiaal

Diameter

(inches)

Minimale
proefbe­lasting

(psi)

Hardheid Rockwell

Klasse aanduiding

min

max

SAE J995-Grade 2

Koolstofstaal

¼ - 1.½

90 000 1

 

C32

80 000 2

SAE J995-Grade 5

Koolstofstaal

¼ - 1

120 000 1

 

C32

109 000 2

1.⅛ - 1.½

105 000 1

 

C32

94 000 2

SAE J995-Grade 8

Gelegeerd staal gehard

en ontlaten

¼ - ⅝

150 000

C24

C32

¾ - 1

C26

C34

1.⅛ - 1 ½

C26

C36

1 be­ves­ti­gings­ma­te­ri­a­len met UNC en 8UN schroefdraad

2 be­ves­ti­gings­ma­te­ri­a­len met UNF, UNEF en fijnere schroefdraad

 

 

Roestvaststalen bouten, schroeven, cilinderkopschroeven met binnenzeskant en draadstangen 

Specificatie

Behandelings­toestand

Diameter

(inches)

Treksterkte

(psi)

Kernhardheid Rockwell

Minimale
rekgrens

(psi)

Klasse aanduiding 

Bijpassende moeren

min

max

ASTM F593
alloy group 1

(304, 304L)

CW1

¼ - ⅝

100 000 - 150 000

B95

C32

65 000

ASTM F594
C

CW2

¾ - 1.½

85 000 - 140 000

B80

C32

45 000

ASTM F594
D

ASTM F593
alloy group 2

(316, 316L)

CW1

¼ - ⅝

100 000 - 150 000

B95

C32

65 000

ASTM F594
G

CW2

¾ - 1.½

85 000 - 140 000

B80

C32

45 000

ASTM F594
H

CW = een zekere mate van koudvervorming door smeden en rollen van gegloeid material; diameters gelijk aan of groter dan ¾ kunnen warmgeperst en oplossingsgegloeid zijn

 

 

Roestvaststalen zeskantmoeren

Specificatie

Behandelings­toestand

Diameter

(inches)

Proefbelasting

(psi)

Kernhardheid Rockwell

Klasse

aanduiding 

min

max

ASTM F594
alloy group 1

(304, 304L)

CW1

¼ - ⅝

100 000

B95

C35


CW2

¾ - 1.½

85 000

B80

C35

ASTM F594
alloy group 2

(316, 316L)

CW1

¼ - ⅝

100 000

B95

C35

CW2

¾ - 1.½

85 000

B80

C35

CW = gegloeid en koudvervormd; diameters gelijk aan of groter dan ¾ kunnen warmgeperst en oplossingsgegloeid zijn 


Toepassingsgebieden voor inch-bevestigingsmaterialen

Producten die geproduceerd worden in landen waar het imperial standard system gebruikt wordt zullen vaak inch-bevestigingsmaterialen bevatten. Producten elders geproduceerd maar bestemd voor landen waar het imperial standard system gebruikt wordt kunnen ook inch-bevestigingsmaterialen bevatten. 

Bedrijfstakken waar inch-bevestigingsmaterialen regelmatig voorkomen

·           Automobielindustrie

·           Transport industrie (bijvoorbeeld ruimte- en luchtvaart, spoorwegen, maritiem)

·           Petrochemische industrie

·           Machinebouw

·           Constructie

·           Hijs- en hefwerken

·           Elektronische & elektrische industrie

·           Producten voor markten met het imperial standard system

Links

Tabel voor metrische en inch schroefdraad
Conversie tabellen