亜鉛めっきグレード 10.9 構造用ボルトの水素脆化 - ニュース

亜鉛の水素脆化コーティングされたグレード 10.9 構造用ボルト– ASTM F3125、EN 14399、および AS 1252 の説明

A325 steel structural bolts China

1. グレード 10.9 ボルトの水素脆化とは何ですか?

水素脆化は、水素原子が高張力鋼に入り、持続的な引張応力下で集中するときに発生する遅延脆性破壊です。

グレード 10.9 ボルト (引張強度 1000 MPa 以上、硬度 320 ～ 380 HV) の場合、次の理由からリスクが現実的です。

高硬度→ 水素に対する高い感受性
亜鉛めっき工程（特に酸洗を伴う工程）→ 水素源
ボルトはプリロードされています→ 持続引張応力

次の 2 つのタイプが存在します。

内部水素脆化 (IHE)– 製造中に導入される水素（例：亜鉛メッキまたは亜鉛メッキ前の酸洗い）
環境水素脆化 (EHE)– 使用中の亜鉛コーティングの腐食によって発生する水素

2. ASTM F3125 (米国規格) – 「許可するが検証する」

範囲

ASTM F3125A325、A490、およびその他の構造用ボルトの仕様が統合されています。 1/2 インチから 1 1/2 インチ (M12 から M36) までのインチおよびメートルサイズをカバーします。

水素脆化制御

側面	要件
亜鉛コーティングは許可されますか?	A325 グレードの場合 – はい、標準処理 (電気メッキと溶融亜鉛メッキの両方) 付き。のためにA490グレード(≈10.9) – 特別な処理と検証を行った場合のみ。
専用テスト	ASTM F2660– 評価する環境水素脆化 (EHE)コーティングの。 IHE を同時にチェックするため、個別の IHE テストは必要ありません。
硬度範囲	グレード 10.9: 320 ～ 380 HV (他の規格と同じ)

米国のプロジェクトにとっての実際的な意味

コーティングシステムが ASTM F2660 に合格している場合は、亜鉛コーティング (電気メッキまたは亜鉛メッキ) グレード 10.9 ボルトを使用できます。
リスクは禁止ではなく検査によって管理されます。

以下に最適:亜鉛めっきが好まれ、試験が可能な米国の橋梁および建築プロジェクト。

3. EN 14399 (欧州規格) – 「予防が第一」

範囲

EN 14399このシリーズは、サイズ M12 ～ M36、特性クラス 10.9/10 の予圧された高強度構造用ボルトアセンブリ (HR および HV システム) をカバーしています。

側面	要件
亜鉛コーティングは許可されますか?	明示的に禁止されている– 電気めっき (亜鉛めっき) と溶融亜鉛めっきの両方は、グレード 10.9 の予圧ボルトには許可されません。
代替手段の義務付け	ダクロメット（亜鉛フレークコーティング）またはリン酸塩処理
テスト	ISO 15330 予荷重テスト (製造後 24 時間以内に開始する必要がある) – 主に IHE 向け
硬度	320–380 HV

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ダクロメット

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なぜそんなに厳しいのでしょうか？

ヨーロッパの慣例では、ベーキングや脱水素処理を行わないと、予圧された 10.9 ボルトのリスクを完全に排除できないと考えられています。発生源での予防が唯一の信頼できる方法です。

以下に最適:EU の鋼構造物、CE マークを取得したプロジェクト、および水素リスクをゼロにする必要がある安全性が重要な用途。

4. AS 1252 (オーストラリア規格) – 「プラグマティックハイブリッド」

範囲

AS 1252オーストラリアでは予圧接続用の高強度構造ボルトを指定しています。 ISO/EN 要件に厳密に準拠していますが、ローカルでの柔軟性も考慮されています。

水素脆化制御

側面	要件
亜鉛コーティングは許可されますか?	非常に慎重 – 完全に禁止されているわけではありませんが、厳格なプロセス管理電気めっきと溶融亜鉛めっきの両方に必要です
実用上の限界	酸洗い時間 15 分以下 (または酸の代わりにショットブラストを使用)
ベーキング	200度で8～24時間、塗装後1時間以内に開始
テスト	参考文献 ISO 15330 (EN と同じ)
硬度	320–380 HV

なぜハイブリッドなのか？

オーストラリアでは原則として ISO/EN を参照することがよくありますが、亜鉛コーティングを現地のサプライチェーンで使用できるようにするために、米国式の試験と南アフリカ式の酸洗制限を採用しています。

以下に最適:亜鉛メッキ仕上げが指定されており、EN スタイルの禁止が非現実的であるオーストラリアのプロジェクト。

5. 並べた比較表

特徴	ASTM F3125 (米国)	EN 14399 (EU)	AS 1252 (オーストラリア)
亜鉛コーティング（電気メッキ/亜鉛メッキ）グレード10.9?	F2660 検証で許可される	禁止	厳格な管理のもとで許可される
推奨される代替案	検証済みのコーティングシステム	ダクロメット / リン酸塩処理	機械洗浄＋ベーキング
IHE試験方法	F2660に含まれる	ISO 15330 (24時間ウィンドウ)	ISO15330
EHE試験方法	F2660（専用）	標準化されていない	米国の慣行を参照
硬度範囲	320–380 HV	320–380 HV	320–380 HV
リスク哲学	テストドリブン	予防第一	ハイブリッド / 実用的

よくある質問

Q:1.グレード 10.9 のボルトは溶融亜鉛メッキできますか?

EN 14399 に従って:いいえ。

ASTM F3125 によると:はい、ただしグレード A490 には特別なプロセス + F2660 テストが必要です。

AS 1252 によると:はい、厳密な酸洗い (15 分以下) とベーキングが必要です。

Q:2.水素脆化をテストするにはどうすればよいですか?

ASTM F2660 (EHE + IHE)

ISO 15330 (予荷重試験、プロセス制御のみ)

ASTM F1940 (目撃試験片を使用したプロセス検証)

Q:3.ベーキング（脱水素）は安全性を保証しますか?

No. Baking reduces risk but cannot completely eliminate hydrogen embrittlement for hardness >360HV。これが、EN 14399 が亜鉛コーティングを完全に禁止している理由です。

Q:4.水素脆化を防ぐのに最適なコーティングは何ですか?

ダクロメット / 亜鉛フレークコーティング – no hydrogen generated, salt spray >1000 時間、および低いプロセス温度 (<300°C) that does not affect bolt hardness.

結論

エンジニアリングの実践において、最も安全で広く受け入れられている解決策は、グレード 10.9 の構造用ボルトに対して電気亜鉛めっきと溶融亜鉛めっきを完全に避けることです。代わりに、ダクロメット、ジオメット、シェラダイジングなどの水素フリーコーティングシステムを指定してください。これらは、優れた腐食保護を提供しながら、水素源を完全に排除します。

プロジェクトの制約により亜鉛コーティングが避けられない場合は、適用される規格の検証およびプロセス管理要件に厳密に従い、遅れ破壊に対する保証としてベーキングのみに依存しないでください。

さらにご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせください接触当社のセールスエンジニア。