Panduan Standar ISO 8981 dan EN 208981 untuk Kinerja Baut dan Sekrup

Bayangkan sebuah pencakar langit, kendaraan berkecepatan tinggi, atau mesin presisi—stabilitas dan keamanannya sering kali bergantung pada baut dan sekrup yang tampaknya tidak signifikan. Pengencang kecil ini menahan gaya tarik, geser, dan bahkan puntir yang luar biasa. Bagaimana kita bisa memastikan mereka tahan terhadap tekanan di saat-saat kritis dan menjaga integritas struktural? Jawabannya terletak pada pemahaman menyeluruh tentang sifat mekaniknya dan pemilihan yang tepat.

Artikel ini memberikan panduan komprehensif tentang sifat mekanik baut dan sekrup baja sebagaimana didefinisikan oleh standar ISO 898-1 dan EN 20898-1, menawarkan kepada para insinyur dan desainer referensi cepat untuk membuat keputusan yang tepat selama proses desain, manufaktur, dan pemeliharaan.

ISO 898-1 dan EN 20898-1 adalah standar yang diakui secara internasional yang menetapkan sifat mekanik baut, sekrup, dan stud baja. Standar ini mendefinisikan persyaratan untuk kekuatan tarik, kekuatan luluh, kekerasan, tegangan batas, dan perpanjangan setelah patah untuk kelas properti yang berbeda. Memahami parameter ini memungkinkan para profesional untuk memilih pengencang yang sesuai untuk aplikasi tertentu, memastikan koneksi yang andal dan aman.

Kelas properti berfungsi sebagai "kartu identitas" untuk baut dan sekrup, yang dengan jelas menunjukkan karakteristik kinerja mekaniknya. Kelas properti umum meliputi 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 10.9, dan 12.9. Angka-angka ini memiliki arti khusus:

• Angka pertama: Mewakili 1/100 dari kekuatan tarik pengencang (Rm). Misalnya, baut kelas 8.8 memiliki kekuatan tarik 800 MPa.
• Angka kedua: Menunjukkan rasio kekuatan luluh (Rel atau Rp0.2) terhadap kekuatan tarik (Rm) dikalikan 10. Untuk baut kelas 8.8, rasio ini adalah 0.8, yang berarti kekuatan luluhnya adalah 640 MPa.

Angka-angka ini memberikan wawasan cepat tentang karakteristik kekuatan dasar pengencang, yang berfungsi sebagai referensi berharga selama pemilihan.

Di luar kelas properti, beberapa sifat mekanik kritis memerlukan pemahaman:

• Kekuatan tarik (Rm): Tegangan maksimum yang dapat ditahan oleh suatu material selama peregangan. Kekuatan tarik yang lebih tinggi berarti ketahanan yang lebih besar terhadap kerusakan akibat tegangan.
• Kekuatan luluh (Rel atau Rp0.2): Tegangan di mana material mulai mengalami deformasi plastik. Kekuatan luluh yang lebih tinggi menunjukkan ketahanan yang lebih baik terhadap deformasi permanen.
• Kekerasan Vickers (HV): Mengukur ketahanan terhadap deformasi plastik lokal. Kekerasan yang lebih tinggi meningkatkan ketahanan aus dan kekuatan tekan.
• Kekerasan Brinell (HB): Mirip dengan kekerasan Vickers tetapi menggunakan metode pengujian yang berbeda.
• Kekerasan Rockwell (HR): Pengukuran kekerasan lain dengan skala yang berbeda (misalnya, HRC, HRB) berdasarkan variasi indentor dan beban.
• Kekerasan permukaan (HV 0.3): Mengukur kekerasan permukaan, biasanya digunakan untuk mengevaluasi efektivitas perlakuan permukaan.
• Tegangan batas (Sp): Tegangan maksimum yang dapat ditahan oleh pengencang dalam kondisi pengujian yang ditentukan, sering digunakan untuk menilai kinerja kelelahan.
• Perpanjangan setelah patah (A5): Rasio peningkatan panjang setelah patah terhadap panjang asli. Nilai yang lebih tinggi menunjukkan plastisitas yang lebih baik dan kemampuan beradaptasi deformasi.

Tabel berikut merinci sifat mekanik untuk berbagai kelas properti baut dan sekrup baja, termasuk kekuatan tarik, kekuatan luluh, kekerasan, tegangan batas, dan perpanjangan setelah patah. Perhatikan bahwa untuk beberapa kelas (misalnya, 3.6), sifatnya berbeda antara diameter ≤16mm dan >16mm.

Di luar sifat tarik, ketahanan puntir sama pentingnya. Torsi patah mengacu pada torsi minimum yang diperlukan untuk menyebabkan kegagalan puntir pada pengencang. Hal ini menjadi sangat penting dalam aplikasi yang melibatkan beban rotasi atau getaran.

ISO 898-7 dan DIN 267 pt25 menentukan metode pengujian dan persyaratan untuk torsi patah baut dan sekrup. Tabel berikut menunjukkan nilai torsi patah minimum untuk berbagai ukuran ulir dan kelas properti.

Memilih baut dan sekrup yang sesuai memerlukan evaluasi yang cermat terhadap berbagai faktor:

1. Aplikasi: Skenario yang berbeda menuntut karakteristik kinerja yang bervariasi. Lingkungan dengan getaran tinggi memerlukan ketahanan kelelahan yang unggul, sementara aplikasi bersuhu tinggi membutuhkan bahan tahan panas.
2. Jenis beban: Identifikasi apakah pengencang terutama akan mengalami beban tarik, geser, lentur, atau puntir, lalu pilih yang sesuai.
3. Bahan yang digabungkan: Komposisi bahan yang terhubung (baja, aluminium, plastik, dll.) memengaruhi pilihan bahan pengencang dan perlakuan permukaan.
4. Kondisi lingkungan: Kelembaban, suhu, dan unsur korosif menentukan tingkat ketahanan korosi yang diperlukan.
5. Metode pemasangan: Persyaratan pra-beban dan teknik pengencangan memengaruhi pemilihan ukuran dan bentuk.

Pertimbangkan sambungan struktur baja yang membutuhkan kekuatan tarik tinggi dalam kondisi lembab. Baut kekuatan tinggi kelas 8.8 dengan pelapisan seng akan sesuai:

1. Tentukan beban: Hitung beban tarik maksimum melalui analisis struktural.
2. Pilih diameter: Pilih diameter berdasarkan beban dan kekuatan tarik, menerapkan faktor keamanan yang sesuai.
3. Pilih bahan/kelas: Pilih baja kekuatan tinggi kelas 8.8.
4. Perlakuan permukaan: Tentukan pelapisan seng untuk ketahanan korosi.
5. Tentukan panjang: Hitung berdasarkan ketebalan material dan persyaratan pengencangan.

Meskipun kecil, baut dan sekrup memainkan peran monumental dalam keselamatan struktural dan keandalan peralatan. Pemilihan dan aplikasi yang tepat, dipandu oleh standar seperti ISO 898-1 dan EN 20898-1, memastikan kinerja yang optimal. Dengan memahami sifat mekanik dan dengan hati-hati mengevaluasi persyaratan aplikasi, para insinyur dapat membuat keputusan yang tepat yang menjunjung tinggi integritas struktural di berbagai industri.