Když se šroubový spoj uvolňuje, je to způsobeno snížením mechanického napětí vyvozeného ve šroubovém spoji při montáži, což se označuje jako „předpětí“. Předpětí vytváří upínací sílu nezbytnou pro zajištění spoje. Předpětí se však může z různých důvodů snížit, což vede k uvolnění.

Typy povolování

U šroubových spojů se mohou vyskytnout dva hlavní typy povolování: „rotační povolování/rotational loosening“ (známé také jako „spontánní povolování šroubu“) a „nerotační povolování/non-rotational loosening“ (známé také jako „povolení šroubového spoje v průběhu času“ → šroub, který byl správně utažený, začne postupně ztrácet předpětí).

K rotačnímu povolování dochází, když se matice otáčí vzhledem ke šroubu, čímž se snižuje předpětí. K nerotačnímu povolování dochází, když matice zůstává vzhledem ke šroubu nehybná, ale předpětí se stále ztrácí v důsledku jiných faktorů.

Rotační povolování

Rotační povolování je způsobeno třemi hlavními režimy zatížení:

Axiální zatížení/axial loading
„Axiální zatížení“, také známé jako „tahové zatížení“, označuje síly působící podél osy šroubu.

Příčné zatížení/transverse loading
„Příčné zatížení“, také známé jako „smykové zatížení“, popisuje síly působící kolmo k ose šroubu. Tyto síly představují značné riziko pro šroubové spoje a často vedou k uvolnění nebo selhání.

Ohybové zatížení/bending loading
„Ohybové zatížení“ označuje současné působení axiálního a příčného zatížení na spojovací prvek, což způsobuje ohnutí šroubu.

Nerotační povolování

Šest obvyklých mechanismů nerotačního povolování, které vedou ke ztrátě předpětí:

Poškození povrchové úpravy spojovaných prvků
Když povrchová úprava nebo barva na povrchu spoje po montáži degeneruje nebo koroduje, mohou se pod hlavou šroubu nebo maticí vytvořit mezery, které snižují předpětí. Tento problém je obzvláště častý u silných povlaků, jako jsou žárově pozinkované povlaky, zejména při použití u pojistných prvků, které se spoléhají zvýšení povrchového tření.

Rozdílná tepelná roztažnost
Když jsou spojovací prvky (např. šrouby, matice, podložky) a materiály spojů vyrobeny z různých materiálů, vykazují různé míry tepelné roztažnosti. Významné teplotní změny způsobují jejich odlišné roztahování a smršťování, což může poškodit spojovací prvky a povrchy spojů, což snižuje předpětí.

Sedání materiálu

Sedání materiálu označuje lokalizovanou plastickou deformaci pod hlavou šroubu, povrchem matice, závity nebo styčnými plochami. Toto zploštění povrchových nerovností vytváří mezery, což vede ke ztrátě předpětí. Sedání je nevyhnutelné a nelze ho zcela eliminovat, ale existují metody, jak minimalizovat jeho účinky.

Nadměrné tlakové namáhání

„Nadměrné tlakové namáhní“ nastává, když tlak vyvíjený svěrným zatížením způsobí sklesnutí povrchu spoje.

Tečení těsnění
Tečení označuje tendenci materiálu k plastické deformaci při dlouhodobém namáhání. U šroubových spojů je „tečení těsnění“ běžným problémem, zejména u těsnění používaných pro potrubní přírubové spoje.

Relaxace napětí
„Relaxace napětí“ je typ tečení, ke kterému dochází, když napětí uvnitř šroubu (tj. předpětí) postupně klesá v průběhu času, obvykle za zvýšených teplot.

Nebezpečí nízkého předpětí

Malé zatížení šroubu vs. velké zatížení šroubu

Když se předpětí sníží, únavová životnost šroubu se výrazně zkrátí kvůli vyššímu podílu mechanické síly, kterou musí šroub nést.

Matice HARDLOCK® obsahuje vnitřní klínový mechanismus, který účinně zabraňuje ztrátě předpětí v důsledku rotačního povolování a snižuje dopad některých nerotačních mechanismů povolování.