Als je ooit betrokken bent geweest bij het ontwerp of beheer van een project op het gebied van energie en industrie (E&I), ben je waarschijnlijk wel eens geconfronteerd met het bevestigen van elementen op gecoat staal. De meest voorkomende elementen zijn de volgende (zie figuur 1):

• Algemene structuren;
• Platformen ;
• Kabelgoten voor diensten, met name elektrische en telecommunicatie;
• Multidisciplinaire ondersteuningen, inclusief mechanische, elektrische en verwarmings-, ventilatie- en airconditioning (HVAC).

Figuur 1 - Bevestiging van kabelgootsteunen (links) en pijpsteunen (rechts) op staal.

Traditioneel zijn er twee manieren om de bovengenoemde onderdelen aan de staalconstructie te bevestigen, namelijk (i) lassen en (ii) bouten (zie Figuur 2).


Afbeelding 2 - Traditionele methoden om onderdelen aan staal te bevestigen: lassen (links) en bouten (rechts).

Traditionele methoden voor bevestiging aan staal

Lassen is een zeer betrouwbare en robuuste methode en wordt daarom al tientallen jaren gebruikt. Traditioneel lassen brengt echter bepaalde problemen met zich mee, namelijk
 

• Er moet een stopcontact in de buurt zijn, wat moeilijk te vinden kan zijn op een bouwplaats;
• Rondvliegende vonken vormen een potentieel gevaar voor de gezondheid, veiligheid en het milieu (VGM);
• Het is tijdrovend;
• Een gekwalificeerde lasoperator is vereist;
• Bij gecoat staal is retoucheren na het lassen noodzakelijk.

 
Een alternatief, bouten, houdt in dat er gaten in de staalconstructie worden geboord om de bouten te plaatsen, die moeten langs beide kanten toegankelijk zijn om een veilige bevestiging te garanderen. Vanuit het oogpunt van gereedschap is dit een lage investering, maar deze methode brengt bepaalde problemen met zich mee:
 

• Een langzaam en vermoeiend proces voor de uitvoerder;
• Niet ergonomisch, omdat het in bepaalde gebieden/richtingen moeilijk kan zijn om uit te voeren;
• De bout moet worden beschermd tegen corrosie voordat hij wordt vastgeschroefd;
• Als deze een magnetische basis nodig heeft, kan ze niet overal geplaatst worden.

Hilti oplossingen voor staalbevestiging

Als antwoord op de bovenstaande uitdagingen bij traditionele bevestigingsmethoden op staal, heeft Hilti een ontwikkeling van nieuwe oplossingen voor draadeinden, met een lange geschiedenis en ervaring op dit gebied. Hier kunnen we vier verschillende Hilti oplossingen belichten: (i) X-ST GR, (ii) X-BT, (iii) S-BT HL en (iv) F-BT. Figuur 3 toont een schematische voorstelling van de 4 oplossingen.
 
De eerste oplossing van Hilti, gelanceerd in 1994, was de X-ST GR. Dit is een roestvast stalen draadeind dat direct op het staal wordt bevestigd met behulp van een gereedschap met poederbediening, waardoor het een zeer snelle oplossing is.
 
De X-BT is een roestvast stalen draadeind dat gebruik maakt van stompe punt lastechnologie. De eerste generatie van de X-BT werd gelanceerd in 2003, meer dan 20 jaar geleden. Een deel van het staal wordt voorgeboord en daarna wordt de bout in het gat gedreven wanneer het bevestigingsmiddel wordt geïnstalleerd, waardoor een hoge temperatuur wordt opgewekt en er wrijvingslassen ontstaan. Het smeltproces vindt plaats rondom de gehele omtrek, waardoor er geen vocht in het voorgeboorde gat kan binnendringen, wat bescherming biedt tegen corrosie.
 
De S-BT HL-bevestigingsmiddelen, gelanceerd in 2023, zijn de tweede generatie van S-BT, oorspronkelijk gelanceerd in 2016. De bevestigingsmiddelen zijn draadeinden van gehard 1038 koolstofstaal en austenitisch-ferrisch (Duplex) roestvrij staal. De bevestigingstechnologie wordt zelflassen met stompe punt genoemd: er wordt een proefgat gemaakt en vervolgens wordt een draadeind in het gat geschroefd. Het draadeind is iets groter in diameter dan het gat, zodat hoge draaimomenten nodig zijn voor de toepassing. De eerste draad van de schroef is de snijdraad die de binnendraad zal vormen in het basismateriaal waar de S-BT HL wordt vastgeschroefd. Deze onderdraad heeft geen draagvermogen. Vervolgens zorgt de kruising van de andere draden op de schroef en de draden in het basismateriaal voor draagkracht en een sterke bevestiging.
 
F-BT-bevestigingsmiddelen maken deel uit van een systeem genaamd Cordless Stud Fusion, wat een lasproces is. Het is een gasbeschermd, getrokken booglasproces. Het studfusionproces maakt gebruik van een lasstroombron om een elektrische boog te creëren langs een circuit dat is gecreëerd tussen het tapeind en het basismateriaal. De boog beweegt zich tussen de twee materialen door een luchtspleet en genereert intense, geconcentreerde hitte die gebruikt wordt om de basis van het tapeind en een klein deel van het basismateriaal te smelten. Zodra de materialen op de juiste manier gesmolten zijn, wordt het draadeind in de gesmolten zone gedompeld en op zijn plaats gehouden terwijl de metalen stollen om de lasverbinding te vormen. Naast het feit dat het een lasproces is, vereist het geen externe stroombron en is het een consistent en vrijwel vonkvrij proces.




Afbeelding 3 - Schematische weergave van Hilti's oplossingen voor bevestiging aan staal: X-ST GR (linksboven), X-BT (rechtsboven), S-BT HL (linksonder) en F-BT (rechtsonder).

Qua belastingswaarden en de toe te passen oplossing is X-ST GR ontworpen voor lichte toepassingen (aanbevolen trekbelasting van 1,8 KN), X-BT en S-BT dienen voor middelzware toepassingen (aanbevolen trekbelasting van 3,6 KN per draadeind), terwijl F-BT kan worden gebruikt voor zware toepassingen (aanbevolen trekbelasting van 8 KN). Er zijn ook verschillen in de minimale dikte van het basismateriaal, aangezien F-BT kan worden toegepast vanaf 4 mm, S-BT HL en X-ST GR vanaf 6 mm en X-BT vanaf 8 mm.
 
Houd er rekening mee dat wanneer tapeinden worden toegepast bij een dunner basismateriaal, er een vermindering is wat betreft de belasting in overeenstemming met de technische fiches, evenals met de mogelijkheid om de achterkant van het basismateriaal te beschadigen. 

Conclusie

 
De bevestigingsoplossingen voor staal van Hilti vormen een aanzienlijke vooruitgang ten opzichte van de traditionele methoden zoals lassen en bouten. Dankzij innovatieve technologieën, zoals de X-ST GR, X-BT, S-BT HL en F-BT bouten, bieden deze systemen een snellere, veiligere en betere oplossing die voldoet aan de specifieke eisen van de energie- en industrie (E&I)-sector. Of het nu gaat om lichte, middelzware of zware toepassingen, deze oplossingen garanderen optimale sterkte en corrosiebescherming, terwijl de werkzaamheden op de bouwplaats worden vereenvoudigd.
 
 
Volg ons op LinkedIn en Engineering Center om op de hoogte te blijven van de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van technische oplossingen en innovaties.
 
Voor bijkomende informatie kunt u contact opnemen met ons team via belux.engineering@hilti.com.