Teräkseen kiinnittäminen nousee esille useimmilla energia- ja teollisuustoimialan hankkeilla. Toimivat ratkaisut ovat kiven alla ja saattavat aiheuttaa päänvaivaa suunnittelupöydällä. Tyypillisesti haasteita aiheuttaa erilaisten elementtien, kuten tasojen, kaapelihyllyjen tai putkikannatuksien kiinnittäminen pinnoitettuun teräkseen. Perinteisesti kiinnitykset tehdään hitsaamalla tai pulttaamalla, mutta Hiltiltä löytyy vaihtoehtoisia kiinnitysmenetelmiä, joilla asennukset sujuvat nopeasti ja tehokkaasti.

Perinteiset menetelmät teräksen kiinnittämiseen

Hitsaus on vuosikymmeniä käytetty luotettava ja kestävä menetelmä, jossa metalliset osat liitetään toisiinsa lämmön ja/tai puristuksen avulla. Hitsauksessa lämmönlähteenä käytetään yleensä virtalähteen tuottamalla sähköllä aikaansaatavaa valokaarta, jolloin hitsattavat osat sulavat yhteen. Prosessin aikana syntyvät kipinät ovat mahdollinen turvallisuusriski ja hitsaus vaatiikin aina koulutetun asentajan sekä tulityöluvan. Menetelmä on sääolosuhteista riippuvainen minkä lisäksi välineet vaativat ulkoisen voiman lähteen toimiakseen. Hitsaus on aikaa vievä prosessi, sillä yhteen liitettävät pinnat pitää valmistella ja joissain tapauksissa vaaditaan myös jälkityöstöä sekä pinnan uudelleen käsittelyä.

Toinen perinteinen menetelmä on pulttaaminen, jolloin teräsrakenteen läpi vietäviä pultteja varten porataan reiät. Prosessi on aikaa vievä ja työläs, minkä lisäksi kiinnityskohtaan tulee päästä käsiksi rakenteen molemmin puolin. Ennen pulttaamista pinta joudutaan korroosiosuojaamaan. Suunnittelussa tulee ottaa huomioon, että läpipulttaus vaikuttaa teräksen kuormankantokykyyn.

Hiltin ratkaisut teräkseen kiinnittämiseen

Vastatakseen perinteisiin kiinnitysmenetelmiin liittyviin haasteisiin Hilti on kehittänyt aikojen saatossa neljä erilaista kiinnitysratkaisua teräkseen:

• X-ST GR kierretankotappi
• X-BT kierretankotappi
• S-BT ruuvattava vaarna
• F-BT-MR kierretankotappi ja FX3-A Stud Fusion -järjestelmä

X-ST GR kierretankotappi

Ensimmäinen perinteiset teräskiinnitysmenetelmät haastava ratkaisu lanseerattiin Hiltin toimesta vuonna 1994. Panosnaulaimella ammuttava X-ST GR on ruostumattomasta teräksestä valmistettu teräväkärkinen kierretankotappi, joka soveltuu erityisen hyvin ritiläkiinnityksiin sekä kevyisiin kannakointeihin. 



Kierretankotappi X-BT

Vuonna 2003 Hilti toi markkinoille X-BT kierrepultin, joka soveltuu käytettäväksi ohuesta 4 mm paksusta teräsrakenteesta umpiteräkseen. X-BT kierrepultit asennetaan esiporattuun reikään BX 3-BT akkunaulaimella tai vaihtoehtoisesti DX 351-BT panosnaulaimella.  Kiinnityksestä syntyvä paikallinen korkea lämpötila aiheuttaa kitkahitsauksen, jolloin X-BT kiinnittyy tiiviisti paikoilleen eikä kosteus ei pääse esiporattuun reikään. Tuote on ETA-hyväksytty minkä lisäksi siltä löytyy useita offshore ja laivateollisuuden vaatimia tyyppihyväksyntöjä, kuten ABS ja DNV sertifioinnit.

X-BT kierrepulttia löytyy ruostumattomasta teräksestä muutamaa eri versiota: multi-purpose, grating ja electrical. X-BT:llä on erittäin hyvät kapasiteettiarvot, jotka vaihtelevat alusmateriaalin mukaan. Esimerkiksi S355 lujuusluokan rakenneteräksessä X-BT kestää suosittelukuormana vetoa 4,6 kN ja leikkausta 5,3 kN pohjamateriaalin ollessa vähintään 8 mm.  X-BT kiinnitysmenetelmä sopii hyvin ritilä- ja yleiskiinnityksiin sekä soveltuu käytettäväksi jopa C5 luokan korrosoivassa ympäristössä

Ruuvattava vaarna S-BT

Ensimmäisen sukupolven S-BT ruuvattavat vaarnat tulivat markkinoille vuonna 2016. Vuoden 2023 aikana portfolio uudistui ja päivittyi. Toisen sukupolven vaarnat kantavat nimeä S-BT HL, lyhenteen HL tullessa sanoista High Load. Nimensä mukaisesti uusilla S-BT HL kiinnikkeillä on edeltäjäänsä nähden korkeammat kapasiteetit. Esimerkiksi S355 lujuusluokan rakenneteräksessä ruostumattomasta teräksestä valmistettu S-BT MR HL kestää suosittelukuormana 4,3 kN vetoa ja 4,1 kN leikkausta pohjamateriaalin ollessa vähintään 5 mm. Kiinnikettä voidaan käyttää 3 mm teräsrakenteista umpiteräkseen, kun teräksen paksuus ylittää 6 mm S-BT HL ei enää läpäise rakennetta eikä näin vaaranna alusmateriaalin korroosiosuojaa. Kiinnittäminen ei vaadi tulitöitä, maalinpoistoa eikä jälkikäsittelyä. Kiinnikkeestä on saatavilla myös hiiliteräsversio.

X-BT:n tavoin S-BT HL asennetaan esiporattuun pilottireikään. Kierretapin halkaisija on hieman suurempi kuin porareiän ja vaarnan ensimmäinen kierre toimii leikkaavana teränä, joka muodostaa väännettäessä kierteen alusmateriaaliin.



F-BT kierretankotappi ja FX3-A Stud Fusion järjestelmä

F-BT-MR kierretankotapit ovat osa Hilti Cordless Stud Fusion -järjestelmää, joka on johdoton liikuteltava hitsausjärjestelmä. Järjestelmä luokitellaan standardin EN ISO 14555 mukaisesti kaaritapitushitsaukseksi suojakaasun kanssa (prosessi 783). Tapitushitsausprosessi hyödyntää hitsausvirtalähdettä luodakseen sähkökaaren tapin ja alusmateriaalin välille muodostuvaan virtapiiriin. Käytännössä tämä aiheuttaa tapin pohjan ja pienen alueen pohjamateriaalista sulamisen. Hitsausliitos syntyy sulan materiaalin kovettuessa. CSF-järjestelmä hallitsee täysin hitsausprosessin ajoituksen, jännitteen, virran, painalluksen ja muut osatekijät, ja virta katkaistaan automaattisesti. Prosessi on tasainen ja kipinätön eikä ulkoista virtalähdettä tarvita. 

F-BT-MR kierretankotappeja löytyy useassa koossa ja niillä on erittäin hyvät kapasiteettiarvot. Esimerkiksi F-BT-MR M10 tappi kestää pohjamateriaalin ollessa yli 10 mm suosittelukuormana vetoa 8 kN, puristusta 8 kN ja leikkausta 3,6 kN. 

Kurkkaa lyhyt esittelyvideo: Hilti Stud Fusion -teknologia

Lopuksi

Kuormitusarvojen ja käytettävän ratkaisun osalta X-ST GR on optimoitu kevyisiin sovelluksiin, X-BT ja S-BT on optimoitu keskiraskaisiin sovelluksiin, kun taas F-BT:tä voidaan käyttää raskaisiin sovelluksiin. Eroja on myös perusmateriaalin vähimmäispaksuuden suhteen, sillä F-BT:tä voidaan käyttää 4 mm:stä alkaen, S-BT HL:tä ja X-ST GR:tä 6 mm:stä alkaen ja X-BT:tä 8 mm:stä alkaen. Huomaa, että niissä tapauksissa, joissa kiinnikkeitä käytetään ohuempiin pohjamateriaalin paksuuksiin, on otettava huomioon kuormituksen vähentäminen teknisten ohjeiden mukaisesti sekä pohjamateriaalin takaosan vaurioitumisen mahdollisuus.

Jos aiheesta heräsi kysymyksiä, voit esittää niitä sivustolla kysymykset-osiossa tai ota yhteyttä insinööripalveluumme: 0207 999 350 / insinoorit@hilti.com