یک باور غلط و بسیار خطرناک در دنیای اتصالات وجود دارد: “هر چه پیچ سفت‌تر، بهتر!”. در حالی که سفت کردن ناکافی می‌تواند منجر به شل شدن اتصال شود، سفت کردن بیش از حد پیچ (Over-torquing) می‌تواند عواقبی به مراتب فاجعه‌بارتر، از آسیب به قطعات گرفته تا شکست ناگهانی و غیرمنتظره اتصال، را به همراه داشته باشد. در واقع، برای هر اتصال یک “نقطه بهینه” گشتاور وجود دارد و عبور از آن، ورود به منطقه خطر است.
در این مقاله از دانشنامه تخصصی، به صورت علمی به بررسی پدیده Over-torquing، عواقب ویرانگر آن و تنها راه مطمئن برای جلوگیری از آن می‌پردازیم.
عبور از نقطه تسلیم (Yield Point)
برای درک خطر، باید بدانیم وقتی یک پیچ را سفت می‌کنیم چه اتفاقی می‌افتد. پیچ مانند یک فنر بسیار قوی عمل می‌کند. با اعمال گشتاور، پیچ به صورت الاستیک کشیده می‌شود و این کشش، نیروی گیرایی (Clamping Force) لازم برای نگه داشتن قطعات را ایجاد می‌کند.
- ناحیه الاستیک (Elastic Region): تا زمانی که پیچ در این ناحیه است، اگر باز شود، دقیقاً به طول اولیه خود بازمی‌گردد. (رفتار فنری)
- نقطه تسلیم (Yield Point): این نقطه، مرز ناحیه الاستیک است. اگر پیچ را بیشتر از این نقطه سفت کنید، وارد ناحیه پلاستیک (Plastic Region) شده و دچار تغییر شکل دائمی (Permanent Stretch) می‌شود. این نقطه، آغاز فاجعه Over-torquing است.
عواقب فاجعه‌بار سفت کردن بیش از حد پیچ
وقتی پیچی را از نقطه تسلیم خود فراتر می‌برید، یک یا چند مورد از اتفاقات زیر رخ می‌دهد:
- کاهش نیروی گیرایی: برخلاف تصور، پس از عبور از نقطه تسلیم، پیچ توانایی خود برای حفظ نیروی گیرایی را از دست می‌دهد. اتصال شما در عمل “شل” است، حتی اگر سفت به نظر برسد.
- کنده شدن رزوه‌ها (Thread Stripping): تنش بیش از حد می‌تواند باعث بریده شدن و کنده شدن رزوه‌های نرم‌تر (معمولاً رزوه‌های داخلی در قطعه کار آلومینیومی یا مهره ضعیف‌تر) شود.
- شکست ناگهانی پیچ (Bolt Fracture): با ادامه اعمال گشتاور، پیچ به نقطه شکست نهایی خود رسیده و به صورت ناگهانی می‌شکند. این شکست می‌تواند در حین بستن یا بعداً تحت بارهای کاری رخ دهد.
- آسیب به قطعات متصل شونده: نیروی بیش از حد می‌تواند باعث له شدن واشر، ترک خوردن فلنج، یا تاب برداشتن سطح قطعه کار شود.
- افزایش شدید ریسک شکست خستگی: پیچی که بیش از حد سفت شده، تمام قابلیت ارتجاعی خود را از دست داده و در برابر ارتعاش و بارهای دینامیک به شدت آسیب‌پذیر می‌شود و خیلی زودتر دچار شکست خستگی می‌گردد.
چگونه از Over-torquing جلوگیری کنیم؟
جلوگیری از این پدیده بسیار ساده است، به شرطی که از ابزار و روش صحیح استفاده شود.
۱. استفاده از ترک‌متر (Torque Wrench): تنها راه مطمئن!
حس دست شما یا طول دسته آچار، معیار مهندسی نیست. تنها راه برای اطمینان از اعمال گشتاور صحیح، استفاده از یک ترک‌متر کالیبره شده است. ترک‌متر به شما اجازه می‌دهد تا دقیقاً همان مقدار گشتاوری که توسط طراح مشخص شده را به اتصال اعمال کنید.
۲. شناخت مشخصات فنی:
همیشه به دنبال مشخصات گشتاور توصیه‌شده برای اتصال مورد نظر خود باشید. این اطلاعات معمولاً در دفترچه راهنمای تجهیزات یا نقشه‌های مهندسی موجود است.
۳. درک تأثیر روان‌کاری (Lubrication):
یک پیچ روان‌کاری شده با همان مقدار گشتاور، نیروی گیرایی بسیار بیشتری نسبت به یک پیچ خشک ایجاد می‌کند. اگر مشخصات گشتاور برای رزوه خشک است، روان‌کاری آن می‌تواند به راحتی منجر به Over-torquing شود.
جدول مقایسه‌ای: اتصال صحیح در برابر اتصال Over-torqued
این جدول به طور خلاصه تفاوت‌ها را نشان می‌دهد.
| ویژگی | اتصال با گشتاور صحیح | اتصال سفت شده بیش از حد |
|---|---|---|
| وضعیت پیچ | در ناحیه الاستیک (مانند فنر) | در ناحیه پلاستیک (دچار کشیدگی دائمی) |
| نیروی گیرایی | حداکثر و قابل اطمینان | کاهش یافته و غیرقابل پیش‌بینی |
| قابلیت استفاده مجدد | بله (در اکثر موارد) | خیر (پیچ باید تعویض شود) |
| ریسک شکست | بسیار پایین | بسیار بالا (کششی، برشی یا خستگی) |
جمع‌بندی
گشتاور یک اندازه‌گیری دقیق است، نه یک احساس. سفت کردن بیش از حد پیچ یک خطای مهندسی جدی است که نه تنها استحکام اتصال را کاهش می‌دهد، بلکه ایمنی کل سیستم را به خطر می‌اندازد. همیشه از یک ترک‌متر استفاده کنید و به مشخصات فنی پایبند باشید تا از حداکثر کارایی و ایمنی اتصالات خود اطمینان حاصل کنید.
