پیچ خشکه یا پیچ فولادی چیست و چه کاربردی دارد؟

پیچ خشکه یا پیچ فولادی یکی از مهم‌ترین قطعاتی است که در ساختمان‌سازی، صنایع سنگین و تولید خودرو استفاده می‌شود. شاید از بیرون شبیه پیچ‌های معمولی باشد اما تفاوت‌های اساسی با آن‌ها دارد. این پیچ از فولاد با کربن بالا ساخته شده و تحت عملیات حرارتی خاصی قرار می‌گیرد تا استحکام و مقاومت بسیار بالایی پیدا کند. به همین دلیل برای جاهایی که فشار زیاد، لرزش یا بار سنگین وجود دارد، پیچ خشکه بهترین گزینه است. اما انتخاب نوع مناسب آن، نصب درست و نگهداری صحیح نکاتی دارد که باید بدانید. در این مقاله قصد داریم به زبان ساده همه چیز درباره پیچ خشکه، انواع گریدهای آن، تفاوت با پیچ معمولی و نحوه استفاده صحیح را توضیح دهیم تا بتوانید بهترین انتخاب را برای پروژه خود داشته باشید.

پیچ خشکه چیست

پیچ خشکه که به آن پیچ فولادی نیز می‌گویند، مانند پیچ چوب ، یکی از پرکاربردترین پیچ‌های موجود در بازار بوده که از کربن استیل ساخته شده و سخت کاری شده است. پیچ خشکه که در ساخت آن از مفتول CK45 استفاده شده پس از کشش و قالب‌گیری در دستگاه‌های مخصوص تولید می‌شود.

این نوع پیچ در دو مدل نیم رزوه و تمام رزوه تولید می‌شود که پرکاربردترین آن نوع نیم رزوه است. رزوه‌های پیچ‌خشکه در سه نوع میلی‌متری، درشت و اینچی تولید می‌شود که پرکاربردترین آن‌ها نوع رزوه میلی‌متری است.

انواع پیچ خشکه

انواع پیچ‌های خشکه با گرید یا کلاس تعریف می‌شود که ترکیبی از دو عدد بوده و با نقطه از هم جدا می‌شود. عدد اول بیانگر حداکثر تحمل تنش و عدد دوم نسبت تنش تسلیم به حداکثر تنش است. به عنوان مثال در پیچ‌های خشکه 8.8 عدد 8 اول به معنای حداکثر تنش 800 نیوتن برمترمربع و عدد دوم به معنای 80 درصد نسبت تنش تسلیم به حداکثر تنش است. هرچه کلاس یا گرید پیچ‌ها بالاتر باشد، استحکام و میزان کربن استفاده شده در آن نیز بیشتر است.

پیچ‌های خشکه در کلاس یا گریدهای مختلفی تولید می‌شود که در ادامه به معرفی آن‌ها پرداخته شده است:

پیچ خشکه گرید 8.8 ساخته شده از فولاد کربن استیل

این نوع پیچ میزان کربن کمتری نسبت به دیگر پیچ‌های خشکه داشته و جزء پیچ‌های نرم به حساب می‌آید. از ویژگی‌های این پیچ ظرفیت تنش 800 نیوتن برمترمربع و ظرفیت تحمل وزن 80 کیلوگرم است. پیچ خشکه گرید 8 قادر است نسبت به پیچ‌های آهنی 30 کیلوگرم وزن بیشتری را تحمل کند.

پیچ خشکه گرید 10.9 ساخته شده از فولاد آلیاژی

پیچ گرید 10.9 طبق استاندارد ASTM 324 تولید می‌شود و میزان کربن بیشتری نسبت به گرید 8.8 دارد. ظرفیت تحمل وزن این پیچ 100 کیلوگرم بوده و قطر آن بین 5 الی 42 میلی‌متر متغیر است. این پیچ با ظرفیت تحمل تنش 940 مگاپاسکال گزینه ایده‌آلی برای استفاده در صنعت نفت و گاز است.

پیچ خشکه گرید 12.9 ساخته شده از فولاد آلیاژی

این پیچ در ساختار فولادی خود میزان کربن بیشتری نسبت به دیگر کلاس‌ها دارد و هنگام تولید عملیات سخت‌کاری روی آن صورت گرفته است. این پیچ با استاندارد  ASTM F568 تولید شده و مقاومت تنش آن 110 مگاپاسکال است. پیچ کلاس 12 از خانواده پیچ‌های بسیار سخت و محکم بوده و می‌توان وزنی معادل 120 کیلوگرم را تحمل کند.

کاربرد پیچ خشکه

پیچ خشکه انعطاف‌پذیری کمتر و مقاومت بیشتری نسبت به پیچ‌های آهنی داشته و بیشتر در ساختمان‌سازی، خودروسازی، سدسازی، صنعت پتروشیمی، نفت و… به کار برده می‌شود. پیچ خشکه ظرفیت تحمل وزن بالاتری نسبت به دیگر پیچ‌های آهنی دارد و در بازار به صورت گالوانیزه سرد یا گرم موجود است.

 یکی از دلایل تفاوت پیچ خشکه و پیچ‌های آهنی در استحکام آن است؛ به همین دلیل قابلیت چکش خواری کمتری داشته و نمی‌توان از آن در ساخت قطعات استفاده کرد.

جنس پیچ خشکه چیست

مواد پیچ‌خشکه در دو نوع خالص و با افزودنی تولید می‌شود.

ترکیب نوع خالص: 0.25 الی 0.55 درصد کربن، 0.035 درصد فسفر و 0.035 درصد سولفور

ترکیب نوع با افزودنی: 0.15 الی 0.40 درصد کربن، حداکثر 0.6 درصد منگنز، کروم یا بروم

هنگام خرید پیچ و مهره خشکه علاوه بر متریال و میزان کربن آن گزینه‌های دیگری که باید در نظر گرفته شود طول گام، قطر و طول بدنه پیچ است. نوع گرید پیچ باید بر اساس میزان بار وارده انتخاب شود. البته نیم رزوه یا تمام رزوه بودن پیچ نیز نقش بسیار مهمی در انتخاب گزینه مطلوب دارد.

تفاوت پیچ خشکه و پیچ آهنی (معمولی)

وقتی دنبال خرید پیچ هستید، معمولاً دو اسم پیچ آهنی وپیچ خشکه بیشتر از همه به گوشتان می‌خورد. خیلی‌ها فکر می‌کنند تفاوتشان فقط در اسم است، چون از بیرون ممکن است شبیه هم باشند و هر دو هم برای اتصال به کار می‌روند. اما واقعیت این است که از نظر جنس، میزان مقاومت و کاربرد، اختلافشان قابل چشم‌پوشی نیست. اگر پیچ را اشتباه انتخاب کنید، ممکن است اتصال بعد از مدتی شل شود، زیر فشار ببرد یا در شرایطی مثل ضربه و لرزش، خراب شود.

تفاوت از نظر جنس و پخت مواد

پیچ‌های آهنی از فولاد خام و معمولی ساخته می‌شوند که درصد کربن پایینی دارد و دقیقاً مثل خمیر بازی، ساختار نرمی دارد و هیچ عملیات حرارتی خاصی روی آن انجام نمی‌شود. اما پیچ خشکه داستان متفاوتی دارد؛ این پیچ‌ها کربن بیشتری دارند و مثل آجری که در کوره پخته می‌شود، در کارخانه تحت حرارت شدید قرار می‌گیرند و سپس سرد می‌شوند آبکاری که این فرآیند باعث می‌شود جنس آن‌ها بسیار فشرده، سفت و خشک شود.

مقایسه زور و قدرت پیچ

اگر به سر پیچ‌ها نگاه کنید اعدادی می‌بینید؛ پیچ آهنی معمولاً عدد ۴.۶ یا ۵.۶ دارد که نشان می‌دهد قدرت کششی معمولی دارد و برای کارهای عادی طراحی شده است. اما پیچ خشکه با اعدادی مثل ۸.۸، ۱۰.۹ یا ۱۲.۹ شناخته می‌شود که عدد اول (مثلاً ۸) نشان می‌دهد این پیچ قدرت تحمل بسیار زیادی دارد و می‌تواند فشار و کشش‌های سنگین را بدون اینکه پاره شود یا آسیب ببیند، تحمل کند که این قدرت ناشی از همان عملیات حرارتی است.

تفاوت در نرمی و خم شدن (انعطاف)

پیچ آهنی خاصیت جالبی به نام چکش‌خواری دارد، یعنی اگر فشار زیادی به آن وارد شود، مثل یک سیم مفتول ضخیم، اول کمی کش می‌آید یا خم می‌شود و به شما هشدار می‌دهد، اما نمی‌شکند. در مقابل، پیچ خشکه بسیار سرسخت و نفوذناپذیر است و انعطافی ندارد؛ یعنی اگر فشاری بیش از حد تحملش به آن وارد شود، اصلاً خم نمی‌شود بلکه ناگهان مثل یک چوب خشک با صدای بلندی می‌شکند و دو نیم می‌شود.

مقایسه قدرت تحمل وزن

برای اینکه تصور درستی داشته باشید، فرض کنید می‌خواهیم وزنه‌ای را از سقف آویزان کنیم؛ اگر یک پیچ آهنی (گرید ۵.۶) در هر میلی‌مترش بتواند ۵۰ کیلوگرم وزن را نگه دارد، یک پیچ خشکه (گرید ۸.۸) با همان ضخامت و ابعاد می‌تواند حدود ۸۰ کیلوگرم را تحمل کند. این یعنی پیچ خشکه تقریباً ۶۰ درصد قوی‌تر است و در جایی که بار سنگین داریم، استفاده از پیچ آهنی ریسک سقوط و خرابی دارد.

تفاوت قیمت در بازار

پیچ‌های آهنی چون از مواد اولیه معمولی‌تر ساخته می‌شوند و فرآیند تولیدشان سریع و ساده است، قیمت ارزان‌تری دارند و برای خرید عمده بسیار به‌صرفه هستند. اما پیچ‌های خشکه به خاطر آلیاژ بهتر و هزینه‌هایی که کارخانه بابت سخت‌کاری و تست‌های ایمنی روی آن‌ها انجام داده، قیمت گران‌تری دارند که البته این هزینه بیشتر، در واقع پول امنیت و استحکام کاری است که انجام می‌دهید.

کدام پیچ برای کار شما مناسب است؟

اگر قصد دارید قفسه چوبی، کابینت آشپزخانه یا قطعاتی را وصل کنید که فشار خاصی رویشان نیست، پیچ آهنی هم ارزان است و هم کارتان را عالی راه می‌اندازد. اما اگر می‌خواهید قطعات موتور ماشین، اسکلت فلزی ساختمان یا پایه‌های یک دستگاه صنعتی لرزان را ببندید، حتماً باید از پیچ خشکه استفاده کنید، چون پیچ آهنی در این موارد زیر فشار می‌برد و ممکن است هزینه‌های زیادی را به شما متحمل شود.

پارامتر مقایسه	پیچ آهنی (معمولی)	پیچ خشکه (فولادی)
نام متداول	پیچ معمولی، پیچ آهن	پیچ خشکه، پیچ فولادی
جنس و متریال	فولاد کم‌کربن (نرم)	فولاد با کربن متوسط یا آلیاژی
عملیات حرارتی	ندارد (خام)	دارد (سخت‌کاری شده و تمپر شده)
گریدهای استاندارد	کلاس ۴.۶ و ۵.۶	کلاس ۸.۸، ۱۰.۹ و ۱۲.۹
رفتار مکانیکی (انعطاف)	چکش‌خوار	شکننده
تحمل بار (مثال)	حدود ۵۰ کیلوگرم بر میلی‌متر مربع	حدود ۸۰ کیلوگرم بر میلی‌متر مربع (۶۰٪ قوی‌تر)
قیمت	ارزان‌تر و مقرون‌به‌صرفه	گران‌تر (به دلیل آلیاژ و هزینه سخت‌کاری)
کاربرد	اتصالات سبک، چوب، کناف و جاهایی که فشار کششی کم است	اتصالات حساس، موتور خودرو، اسکلت فلزی ساختمان، سدسازی و صنایع سنگین

مزایا و معایب پیچ خشکه

پیچ‌های خشکه یا همان فولادی، به خاطر قدرت زیادشان در کارهای سنگین خیلی طرفدار دارند، اما استفاده از آن‌ها همیشه هم بهترین راه حل نیست. این پیچ‌ها هم مثل هر وسیله دیگری نقاط قوت و ضعف خودشان را دارند که قبل از خرید بهتر است به آن‌ها توجه نمایید تا بهترین انتخاب را داشته باشید. این مزایا و معایب شامل موارد زیر هستند.

مزایا:

• مقاومت بسیار زیاد در برابر فشار و کشش
• تحمل وزن چند برابری نسبت به پیچ‌های معمولی
• مناسب‌ترین گزینه برای سازه‌های سنگین و اسکلت فلزی
• طول عمر و دوام فنی بالا
• مقاومت مناسب در برابر خوردگی

معایب:

• قیمت گران‌تر نسبت به پیچ‌های آهنی معمولی
• خشکی و شکنندگی در برابر ضربه‌های ناگهانی
• نداشتن قابلیت چکش‌خواری
• الزام به استفاده از مهره و واشر مخصوص
• خطر ترک برداشتن

راهنمای نصب و نگهداری پیچ خشکه

نصب پیچ‌های خشکه (فولادی) با بستن پیچ‌های معمولی تفاوت دارد؛ چون این پیچ‌ها برای تحمل فشارهای سنگین طراحی شده‌اند، رعایت نکردن اصول فنی می‌تواند باعث بریدن پیچ یا شل شدن خطرناک اتصال شود. برای داشتن یک اتصال ایمن و بادوام، باید مراحل نصب را با دقت و با استفاده از ابزار درست انجام داد تا خیالتان از بابت استحکام سازه راحت باشد.

ابزار مناسب و میزان سفت کردن (گشتاور)

برای بستن اصولی این پیچ‌ها، زور بازو کافی نیست و حتماً باید از «آچار ترکمتر» استفاده کنید تا پیچ دقیقاً به اندازه استانداردی که در جدول فنی آمده سفت شود، نه کمتر و نه بیشتر. قبل از بستن، حتماً رزوه‌ها را تمیز و کمی روغن‌کاری کنید تا پیچ روان بسته شود و نیروی شما صرف غلبه بر اصطکاک نشود؛ یادتان باشد سفت کردن بیش از حدِ پیچ خشکه باعث کش آمدن و ضعیف شدن آن می‌شود.

انتخاب صحیح مهره و واشر

پیچ خشکه باید حتماً با مهره و واشر هم‌جنس خودش (کلاس ۸ یا ۱۰) جفت شود، چون اگر از مهره آهنی معمولی استفاده کنید، رزوه‌های مهره زیر فشار له شده و اتصال هرز می‌شود. استفاده از واشر تخت برای پخش کردن فشار روی سطح قطعه ضروری است و در جاهایی که لرزش وجود دارد، حتماً باید واشر فنری بگذارید تا جلوی باز شدن خودبه‌خود مهره را بگیرد.

نکات ایمنی و اشتباهات خطرناک

یکی از اشتباهات رایج، استفاده مجدد از پیچ‌های کهنه‌ای است که قبلاً تحت فشار زیاد بوده‌اند، چرا که این پیچ‌ها خسته شده و احتمال بریدن دارند؛ پس در اتصالات حساس همیشه از پیچ نو استفاده کنید. همچنین هنگام سفت کردن نهایی، چون فشار زیادی به ابزار می‌آورید، حتماً از عینک و دستکش ایمنی استفاده کنید تا اگر آچار در رفت یا پیچ شکست، آسیب نبینید.

بازرسی و آچارکشی دوره‌ای

کار نصب با بستن اولیه تمام نمی‌شود و معمولاً باید چند هفته بعد که قطعات سر جایشان نشست کردند، دوباره اتصالات را آچارکشی کنید تا از سفت بودن آن‌ها مطمئن شوید. در سازه‌های متحرک یا پرلرزش، باید هر ۶ ماه یا یک سال یک‌بار پیچ‌ها را چک کنید و به محض دیدن زنگ‌زدگی عمیق یا شل شدن، آن‌ها را سریعاً تعویض نمایید.

جمع بندی

پیچ خشکه ابزاری کوچک اما بسیار مهم در صنایع مختلف است که نقش اصلی را در ایمنی و استحکام سازه‌های سنگین بازی می‌کند. انتخاب گرید مناسب، استفاده از مهره و واشر هم‌جنس، رعایت گشتاور استاندارد و بازرسی دوره‌ای از مهم‌ترین نکاتی است که باید به آن‌ها توجه کنید. اگرچه قیمت این پیچ‌ها بالاتر از پیچ‌های معمولی است، اما در جاهایی که ایمنی و استحکام اولویت دارد، این هزینه بیشتر برای جلوگیری از خسارت‌های احتمالی لازم و ضروری است. با رعایت نکات فنی نصب و نگهداری، می‌توانید از عمر طولانی و عملکرد مطمئن این اتصالات در پروژه خود اطمینان داشته باشید. قبل از خرید حتماً با کارشناسان مشورت کنید تا گرید و مشخصات مناسب پیچ برای کار خود را انتخاب نمایید.

سوالات متداول

گریدهای مختلف پیچ خشکه چیست؟

پیچ خشکه یا فولادی دارای گریدهای 8.8، 10.9 و 12.9 است.

جنس پیچ خشکه چیست؟

مواد پیچ‌ خشکه در دو نوع “خالص” و “با افزودنی” تولید می‌شود. ترکیب نوع خالص: 0.25 الی 0.55 درصد کربن، 0.035 درصد فسفر و 0.035 درصد سولفور | ترکیب نوع باافزودنی: 0.15 الی 0.40 درصد کربن، حداکثر 0.6 درصد منگنز، کروم یا بروم