이 글에서는 스터드볼트와 관련된 규격과 용어와 분류 체계를 종합적으로 정리합니다. 현장에서 규격서를 해석하거나 자재를 발주할 때 참고할 수 있도록 핵심 내용을 체계적으로 구성했습니다.
기본 용어 정의
볼트(Bolt)와 나사(Screw)는 흔히 혼용되지만, 엄밀히 구분하면 볼트는 너트와 함께 사용하여 두 부품을 체결하는 것이고, 나사는 상대 부품에 직접 나사산을 형성하며 체결하는 것입니다. 스터드볼트는 주로 커플링너트와 조합되어 사용됩니다.
나사산 관련 용어를 정리하면, 피치(Pitch)는 인접한 나사산 사이의 거리, 리드(Lead)는 1회전 시 축방향 이동거리, 유효지름(Pitch Diameter)은 나사산 두께와 골 폭이 같아지는 가상 원통의 지름을 말합니다.
강도 등급 체계
미터 볼트의 강도 등급은 두 자리 숫자로 표시됩니다(예: 4.8). 앞 숫자에 100을 곱하면 최소 인장강도(MPa)가 되고, 앞 숫자와 뒷 숫자를 곱하고 10을 곱하면 최소 항복강도(MPa)가 됩니다.
- 4.8등급: 인장강도 400MPa, 항복강도 320MPa – 경하중 구조용
- 8.8등급: 인장강도 800MPa, 항복강도 640MPa – 일반 구조용 고력볼트
- 10.9등급: 인장강도 1000MPa, 항복강도 900MPa – 중하중 구조용
- 12.9등급: 인장강도 1200MPa, 항복강도 1080MPa – 고하중 특수 용도
스테인리스 볼트는 별도의 등급 체계(A2-70, A4-80 등)를 사용합니다. 여기서 A2/A4는 강종을, 뒤의 숫자에 10을 곱하면 최소 인장강도(MPa)가 됩니다.
재질 분류
볼트 재질은 크게 탄소강, 합금강, 스테인리스강, 비철금속으로 나뉩니다. 탄소강(SS400)은 그중에서도 항공우주 분야에서 많이 사용되는 재질입니다.
탄소강은 탄소 함량에 따라 저탄소강(C 0.25% 이하), 중탄소강(C 0.25~0.55%), 고탄소강(C 0.55% 이상)으로 세분됩니다. 볼트용으로는 중탄소강이 가장 널리 사용되며, 열처리(담금질+뜨임)를 통해 원하는 강도를 얻습니다.
표면처리 종류
볼트의 방청과 외관을 위해 다양한 표면처리가 적용됩니다. 전기아연도금은 대표적인 처리 방법 중 하나입니다.
- 전기아연도금: 가장 보편적, 도금 두께 5~25 마이크로미터, 실내 환경 적합
- 용융아연도금: 높은 내식성, 도금 두께 45~85 마이크로미터, 외부 구조물 적합
- 다크로(Dacromet): 크롬프리 환경 친화적, 내열과 내식성 우수
- 지오메트(Geomet): 다크로의 상위 버전, 마찰계수 안정적
- 무전해니켈도금: 균일한 도금 두께, 전자 및 반도체 장비용
규격 체계 대조
ASME B18.2.1를 중심으로 주요 국가별 규격을 대조하면, 기본적인 나사산 형상은 ISO 미터 체계로 통일되어 있으나, 기계적 성질의 시험 방법과 판정 기준에서 미세한 차이가 있습니다. 실무에서는 이러한 차이를 인지하고, 프로젝트에서 요구하는 규격을 정확히 적용하는 것이 중요합니다.