Quando você compra parafusos de pesca ferroviária ou outros fixadores de alta resistência, frequentemente verá marcações como 8.8, 10.9 ou 12.9 no certificado de desenho, orçamento ou inspeção. À primeira vista, a escolha parece simples: um número maior significa um parafuso mais forte. Na prática, a seleção dos fixadores ferroviários não é tão simples assim. Esses números são classes de propriedades ISO do grau de ferrolho de ferro-ferro, usados para descrever as propriedades mecânicas de parafusos, parafusos e pinos de aço carbono e liga metálica. A ISO 898-1:2013 define os requisitos para essas classes de propriedades. A aplicação ferroviária, no entanto, também pode ser regida por UIC, EN, ASTM, AREMA, normas nacionais ou uma especificação específica do projeto.
Essa distinção importa. Um parafuso pode ter a resistência exigida em um certificado de material e ainda assim ser inadequado para uma junta de trilho específica se as dimensões, revestimento, pré-carga, sistema de rosca ou padrão ferroviário aplicável estiverem incorretos.
O que realmente significam 8,8, 10,9 e 12,9?
Os dois números em uma classe de propriedade não são um número de modelo de produto.
Por exemplo, no sistema de classes de propriedades ISO:
- 8,8 indica uma resistência mínima nominal à tração de 800 MPa e uma relação nominal de escoamento/tração de 0,8.
- 10,9 indica uma resistência mínima nominal à tração de 1.000 MPa e uma razão de 0,9.
- 12,9 indica uma resistência mínima nominal à tração de 1.200 MPa e uma razão de 0,9.
Isso oferece uma comparação inicial útil:
| Classe de Propriedade | Resistência nominal à tração | Resistência nominal ao escoamento* |
| 8.8 | 800 MPa | 640 MPa |
| 10.9 | 1.000 MPa | 900 MPa |
| 12.9 | 1.200 MPa | 1.080 MPa |
*A tabela é uma explicação simplificada da designação da classe de propriedade. As propriedades mecânicas especificadas dependem do padrão aplicável, da faixa de diâmetros e dos requisitos de teste.
O ponto importante é que 8,8, 10,9 e 12,9 descrevem classes de resistência mecânica. Eles, sozinhos, não dizem se um parafuso é adequado para uma placa de pesca, sistema de fixação de trilhos, estrutura de ponte ou outra conexão ferroviária.
Essa decisão vem depois.
Ferrolho Grau 8.8: Uma Escolha Comum para Aplicações Gerais
O ferrolho Grade 8.8 é amplamente utilizado para parafusamento de alta resistência de uso geral. Ele oferece um equilíbrio útil entre resistência, ductilidade, disponibilidade e custo de fabricação.
Para aplicações ferroviárias, um parafuso 8,8 pode ser considerado para sistemas convencionais de fixação, componentes de trilhos, conexões estruturais e outras aplicações onde a especificação do projeto exige essa classe de propriedade.
A vantagem do 8,8 não é simplesmente sua resistência à tração de 800 MPa.
Também é relativamente tolerante em comparação com classes de maior força. Parafusos ferroviários são instalados em ambientes que nem sempre são ideais. As linhas podem ficar sujas. Componentes podem ter pequenas variações dimensionais. O trabalho de manutenção pode ocorrer ao ar livre, à noite ou sob janelas de posse bem fechadas.
Isso não significa que a qualidade da instalação não seja importante. Isso significa que o equilíbrio geral de engenharia do fixador pode ser atraente para aplicações que não exigem uma classe de resistência maior.
Para um bolt de pesca, entretanto, a classe de propriedade nunca deve ser escolhida apenas pelo diâmetro do parafuso ou pelo que outra ferrovia utiliza. O perfil do trilho, o design da placa de peixe, a pré-carga exigida, a disposição da junta e o padrão aplicável precisam ser considerados.
Grau 10.9 do ferrolho: quando é necessária maior resistência
Passar de 8,8 para 10,9 proporciona um aumento substancial na resistência à tração e ao escoamento.
Isso pode ser útil quando a conexão exige maior pré-carga ou onde o tamanho disponível do ferrolho é limitado pelo design da junta.
Em aplicações ferroviárias, fixadores de maior resistência podem ser considerados para juntas fortemente carregadas, exigindo conexões estruturais e aplicações onde a especificação do projeto exige uma classe de propriedade superior.
Mas há um ponto importante que às vezes é esquecido:
Um parafuso mais forte não cria automaticamente uma junta mais forte.
A junta ainda depende da qualidade das roscas, das superfícies de contato, da porca e da arruela, da pré-carga do parafuso, do alinhamento dos componentes e do design da conexão.
Imagine dois parafusos instalados na mesma junta. Um deles é o ferrolho ferroviário Grau 10.9, mas é instalado com controle de pré-carga deficiente. O outro é o parafuso ferroviário Grau 8.8 e está corretamente instalado conforme a especificação do projeto.
O parafuso de maior força não vence automaticamente.
Isso é particularmente importante para as juntas ferroviárias porque cargas repetidas nas rodas criam carga cíclica. O objetivo não é simplesmente evitar que o parafuso quebre. A junta também precisa manter a força de fixação necessária durante o serviço.
Ferrolho Grau 12.9: Mais forte, mas não automaticamente melhor
O Ferrocarrão Grade 12.9 é uma classe de propriedade de maior resistência que a 10.9, mas isso não o torna a escolha universal para fixadores ferroviários.
Fixadores de maior resistência geralmente exigem um controle mais cuidadoso da condição do material, tratamento térmico, tratamento de superfície e instalação.
Eles também têm menos espaço para deformação plástica do que as classes de menor resistência. Em relação a mau alinhamento, roscas danificadas, pré-carga incorreta ou outras concentrações de tensão, simplesmente escolher uma classe de resistência mais alta não resolve o problema subjacente.
Por isso eu teria cuidado com especificações que dizem:
"Use o Ferrocarril Grau 12.9 porque é mais seguro."
Isso não é realmente uma especificação de engenharia.
Uma pergunta melhor é:
Qual carga a junta precisa suportar, qual pré-carga é necessária e qual classe de propriedade o padrão aplicável ou o cálculo de engenharia especifica?
O grau 12.9 pode fazer sentido em aplicações especiais onde o projeto exige. Mas deve ser selecionado porque a conexão exige esse nível de desempenho — não apenas porque 12,9 é o número mais alto na prateleira.
Por que o torque importa tanto
Ao discutir as inclinações dos parafusos ferroviários, é tentador focar na resistência à tração e ignorar a instalação.
Isso é um erro.
O torque do parafuso é usado como um método prático para alcançar a pré-carga necessária, mas o torque não é um número universal para um determinado grau de parafuso ferroviário.
A relação entre torque e pré-carga é afetada por fatores como:
- Diâmetro do parafuso e geometria da rosca
- Condição da rosca
- Condição da porca e da arruela
- Lubrificação
- Revestimento superficial
- Atrito
- Pré-carga necessária da junta
Por esse motivo, uma afirmação genérica como "um parafuso M24 Grau 8.8 deve sempre ser apertado a X Nm" pode ser enganosa.
O torque correto ou método de instalação deve vir da especificação ferroviária relevante, dos dados técnicos do fornecedor de fixadores ou do projeto da junta.
É por isso que uma ferramenta de torque calibrada é importante. Se as equipes de instalação usarem ferramentas, lubrificantes ou procedimentos de aperto diferentes sem considerar as mudanças de atrito, a mesma leitura de torque pode não produzir a mesma pré-carga.
Para parafusos de pesca ferroviários, manter a pré-carga costuma ser mais importante do que simplesmente escolher o parafuso mais forte disponível.
Se você está lidando com afrouxamento recorrente das juntas, vale a pena investigar o processo de instalação antes de mudar automaticamente de 8.8 para 10.9 ou 12.9.
Você pode perceber que o problema está relacionado à pré-carga, movimento da junta, desgaste dos componentes, condição da rosca ou procedimento de instalação.