Cosa sono e a cosa servono gli stud bolts

Durante la costruzione degli impianti industriali i componenti di fissaggio giocano un ruolo cruciale: assicurano infatti robustezza, durabilità e sicurezza alle strutture. Tra questi, le viti prigioniere, conosciute anche come stud bolt, rappresentano una soluzione tecnica di fondamentale importanza.

Le viti prigioniere si distinguono per la loro capacità di offrire una connessione meccanica forte e affidabile, indispensabile per le tubazioni ad alta pressione e nelle connessioni a flangia delle linee di piping. In questo articolo, scopriremo cos’è lo stud bolt, i materiali utilizzati per realizzarlo e le principali tipologie di viti prigioniere presenti sul mercato.

Cosa sono gli stud bolts

Una vite prigioniera, o prigioniero, è un dispositivo di fissaggio meccanico senza testa, che presenta una filettatura in entrambe le estremità, necessaria per l’avvitamento su una madrevite. Lo stud bolt è composto da tre distinte parti: una radice, un’estremità filettata che viene inserita nel foro passante, una parte centrale non filettata, di lunghezza variabile, e un’ulteriore estremità dotata di filettatura, che può variare rispetto alla presenza di un dado con rondella o di un ulteriore controdado. Il serraggio del prigioniero avviene quando i filetti della vite si inseriscono all’interno della madrevite, generando una deformazione che ne garantisce il bloccaggio.

Gli stud bolts sono quindi sono elementi di fissaggio industriali utilizzati per creare connessioni robuste e durevoli, specialmente in contesti dove è richiesta una resistenza meccanica elevata. La loro configurazione permette di ancorare saldamente le viti a superfici o ad oggetti, offrendo una tenuta molto più forte rispetto ai bulloni o alle viti standard. Simili agli stud bolts sono anche i prigionieri filettati, che possono avere un’estremità a punta conica.

Le loro applicazioni spaziano dall’industria pesante, come la costruzione di macchinari, impianti petroliferi e centrali elettriche, fino al settore aerospaziale e a quello automobilistico. La capacità delle viti prigioniere di resistere agli stress meccanici elevati, alle variazioni termiche e alla corrosione le rende indispensabili in ambienti operativi difficili e in situazioni in cui è fondamentale garantire la sicurezza e la durabilità nel tempo dei componenti dell’impianto. Scopriamo le principali tipologie di viti prigioniere.

Materiali utilizzati e principali tipologie di viti prigioniere

La selezione del materiale per la fabbricazione degli stud bolts è cruciale: acciai inossidabili, leghe di nichel, titanio e altri materiali avanzati sono frequentemente utilizzati per soddisfare specifiche esigenze tecniche, come la resistenza alla corrosione o la tolleranza alle alte temperature. La loro progettazione e fabbricazione seguono rigorosi standard di qualità, assicurando che ogni vite prigioniera rispetti le specifiche tecniche richieste per le applicazioni in cui verranno impiegate.

Per questo motivo sono disponibili software dedicati alla progettazione in 3D dei supporti piping: è un esempio ESApro Supports, la soluzione che permette di progettare i supporti delle tubazioni e di estrarre i disegni costruttivi e le distinte dei materiali impiegati. Il software distribuito da ESAin include un’ampia libreria di parti parametriche, indispensabili per la progettazione dei supporti di piping. Dagli attacchi (U-Bolt, piastre di rinforzo ecc.) agli appoggi (scarpette, piedistalli ecc.) e agli elementi di fissaggio (bulloni, tenditori, forcelle, tiranti ecc.), fino a tutti gli elementi di carpenteria (travi, mensole ecc.).

Questi componenti meccanici, inoltre, vengono utilizzati anche per creare i “bolts set”, gli accoppiamenti di bulloneria che definiscono il numero e il tipo di viti, a testa esagonale o prigioniere, da usare per i vari tipi di flange. Gli accoppiamenti tra flange possono essere disegnati velocemente con ESApro 3D Piping: il software permette di inserire automaticamente le flange, le bullonerie e le guarnizioni indispensabili per il montaggio di ogni componente.

Gli stud bolts sono disponibili in una varietà di tipologie, ognuna progettata per specifiche esigenze e applicazioni nel settore industriale. Queste differenze si manifestano nella forma, nella dimensione, nel materiale impiegato e nel design del filetto, che rendono questi componenti di fissaggio adatti all’utilizzo in molteplici contesti operativi. Di seguito, esploriamo le principali tipologie di viti prigioniere evidenziando le loro caratteristiche distintive.

• A filettatura totale (Fully Threaded Studs). Queste viti presentano filettature lungo l’intera lunghezza, offrendo versatilità e una forte presa su entrambi i lati. Sono utilizzate soprattutto in situazioni dove è richiesta una forza di serraggio su tutta la lunghezza della vite.
• A doppia estremità (Double-Ended Studs). Caratterizzate da due estremità filettate con una sezione centrale non filettata: ideali per applicazioni che richiedono l’ancoraggio di due componenti distinti.
• A filettatura parziale (Tap-End Studs). Queste viti prigioniere hanno una sezione di filettatura lunga su un lato e una più breve dall’altro e sono progettate per essere inserite in un foro filettato e serrate con un dado.
• Per flange (Flange Studs). Specificamente progettate per l’uso con flange, hanno caratteristiche specifiche che le rendono i componenti di fissaggio ideali per garantire la tenuta ermetica delle tubazioni.
• Per alte temperature e pressioni (High Temperature/Pressure Studs). Realizzate con materiali resistenti, sono impiegate in diverse applicazioni, come ad esempio nelle turbine, nelle caldaie e negli impianti di trattamento termico.
• In leghe speciali. Ideali per essere utilizzate in ambienti aggressivi o applicazioni speciali, sono realizzate in leghe resistenti alla corrosione, all’usura e agli agenti chimici, come l’acciaio inossidabile e le superleghe e sono sottoposte a trattamenti termici e galvanici.

Gli stud bolts rappresentano quindi una componente fondamentale durante la progettazione degli impianti industriali. La loro varietà permette di soddisfare un ampio spettro di esigenze tecniche, garantendo connessioni sicure e affidabili in diversi ambienti operativi. La loro continua evoluzione e l’adattamento alle nuove sfide tecnologiche sottolinea il ruolo cruciale svolto da questi componenti nell’ingegneria moderna.