La coppia di serraggio di un bullone si calcola con la formula T = K·D·F: il fattore di attrito K, il diametro nominale D e il precarico F che si vuole ottenere nel gambo. Il valore che ne esce è indicativo e serve a dimensionare l'utensile, non a sostituire la specifica di serraggio del giunto.
Chi cerca «tabella coppie di serraggio» si aspetta un numero secco per ogni diametro. Il problema è che quel numero non esiste: la coppia corretta per lo stesso bullone può quasi raddoppiare al variare della lubrificazione, e cambia ancora con la classe del materiale, la percentuale di snervamento a cui si lavora, il riutilizzo del tirante. Una tabella statica congela tutte queste variabili senza dichiararle.
Questo articolo percorre la catena completa del calcolo — dalla sezione resistente al fattore K — con due esempi svolti fino al risultato, uno metrico e uno imperiale. Il metodo è lo stesso implementato nel calcolatore di coppia Maucotools: capito il metodo, il conto sul caso reale richiede trenta secondi.
La coppia non è il fine, è il mezzo
Un giunto bullonato tiene grazie al precarico: la forza di trazione che il serraggio induce nel gambo del bullone e che mantiene compresse le parti — o la guarnizione — anche sotto carico esterno. La coppia di serraggio è il momento torcente applicato al dado per generare quel precarico: è la grandezza che si controlla in pratica, perché misurare direttamente la trazione nel gambo è molto più oneroso.
Il passaggio da coppia a precarico però non è diretto: la maggior parte della coppia applicata si consuma in attrito, tra i filetti e sotto la testa del dado, e solo la parte restante diventa trazione utile. È per questo che ogni calcolo serio contiene un fattore d'attrito, ed è per questo che lo stesso numero di Nm può produrre precarichi molto diversi su due bulloni apparentemente identici. Il quadro d'insieme — utensili, procedura, verifica — è nella guida completa al serraggio controllato; qui si entra nel merito del calcolo.
La catena del calcolo: T = K·D·F
La formula operativa è semplice: T = K·D·F, dove T è la coppia, K il fattore d'attrito, D il diametro nominale del bullone e F il precarico target. Tutta la difficoltà sta nel determinare F e K in modo onesto. La catena completa parte dal bullone e arriva alla coppia in quattro passaggi.
1. Dal bullone alla sezione resistente Aₛ
Il primo dato è la sezione resistente della filettatura (Aₛ): l'area efficace che lavora a trazione, più piccola della sezione nominale perché il filetto asporta materiale. È tabellata per ogni filettatura, metrica o unificata in pollici, ed è la base di tutto il resto: il precarico ammissibile è il prodotto tra Aₛ e la tensione di snervamento del materiale, ridotta alla percentuale a cui si decide di lavorare.
2. Dalla classe o dal grado al carico di snervamento
Per la bulloneria metrica strutturale il materiale è identificato dalla classe di resistenza: 8.8, 10.9, 12.9. Ogni classe fissa un carico di snervamento di riferimento, con un dettaglio spesso ignorato: per la classe 8.8 il valore di riferimento cambia oltre M16, quindi un M20 8.8 non si calcola con lo stesso valore di un M12 8.8.
Per la bulloneria da impianto valgono i gradi ASTM: A193 B7, il più diffuso su flange e apparecchi in pressione, con carichi di snervamento definiti per fasce di diametro (al crescere del diametro il valore di riferimento scende); A320 L7 per il servizio a bassa temperatura; A193 B16 per le alte temperature; A193 B8 e B8M per gli acciai inossidabili. Stesso diametro, grado diverso: coppia diversa.
3. La percentuale di snervamento target
Nessun serraggio porta il bullone al 100% dello snervamento: si lavora a una frazione, per lasciare margine ai carichi esterni e alla dispersione del metodo. I valori d'uso comune sono convenzioni operative, non norme: 65% come caso generico, attorno al 50% su flangia con guarnizione — dove è la guarnizione, non il bullone, a dettare il carico —, attorno al 55% quando il tirante viene riutilizzato, fino al 90% nei serraggi ad angolo, dove il controllo non passa più dalla sola coppia. Sono punti di partenza da confermare sulla specifica del giunto, mai regole da applicare a occhi chiusi.
4. Il fattore K: la lubrificazione cambia tutto
K condensa tutto l'attrito del sistema in un solo numero, ed è la variabile con l'impatto maggiore sul risultato. I valori medi indicativi: ~0,20 per filetti asciutti, ~0,11 con paste al bisolfuro di molibdeno (MoS₂), ~0,10 con lubrificanti al PTFE; i compound anti-seize si collocano in posizione intermedia. Tradotto in pratica: tra un filetto asciutto e uno ben lubrificato, la coppia necessaria per lo stesso precarico quasi si dimezza. Per questo K non si sceglie a sentimento: si usa il valore del lubrificante effettivamente applicato sul giunto, e se la specifica ne impone uno diverso, è quello a comandare.
Due esempi svolti, dal bullone ai newton metro
Caso metrico: prigioniero M30 classe 10.9, filetti lubrificati con pasta al MoS₂, target 65% dello snervamento — il caso generico. La catena: sezione resistente dell'M30, carico di snervamento della classe 10.9, precarico al 65%, coppia con K ≈ 0,11. Risultato: 1.083 Nm. Un valore di quest'ordine è già oltre il campo di lavoro comodo degli utensili manuali e colloca l'intervento nel territorio delle chiavi idrauliche.
Caso imperiale: prigioniero da 1.1/2"-8UN in ASTM A193 B7 — combinazione tipica delle flange di processo — con anti-seize e target prudente del 50% dello snervamento, come su una flangia con guarnizione. La sezione resistente della 1.1/2"-8UN vale circa 1,49 in²; applicando il carico di snervamento del B7 per quella fascia di diametro e il K intermedio dell'anti-seize, la coppia risultante è 1.273 ft·lb, pari a circa 1.726 Nm.
Rifare questi passaggi a mano ogni volta non ha senso: il calcolatore di coppia Maucotools implementa l'intera catena — bullone, classe o grado, lubrificazione, percentuale target — e restituisce la coppia in Nm e ft·lb più il precarico in kN, con il fattore K modificabile quando la specifica ne impone uno diverso.
La stessa coppia, due precarichi diversi
Il limite strutturale del metodo va detto con chiarezza: con il solo controllo di coppia, la dispersione sul precarico è tipicamente di ±25–30%. Due tiranti serrati allo stesso identico valore possono trovarsi uno ben sotto e l'altro ben sopra il precarico previsto. Le cause principali:
- condizione dei filetti: ruggine, sporco, danneggiamenti locali;
- lubrificazione non uniforme o diversa da quella assunta nel calcolo;
- attrito sotto il dado: rondella, finitura della superficie d'appoggio;
- riutilizzo di tiranti che hanno già lavorato al limite;
- modo di applicazione: serraggi discontinui o a strappi.
La dispersione non si elimina, si governa: filetti puliti e lubrificati come da calcolo, utensile ripetibile, e soprattutto la sequenza e le passate di serraggio della flangia, che distribuiscono il carico in modo progressivo sull'intera corona di bulloni. Dove la dispersione residua non è accettabile, si passa a metodi che controllano una grandezza più vicina al precarico, come il serraggio ad angolo o il tensionamento.
Chi definisce la coppia «giusta»
Tutto quanto sopra serve a capire il metodo e a dimensionare l'utensile. Non produce la specifica di serraggio, e la distinzione non è burocrazia: è la ragione per cui questa pagina non contiene una tabella di coppie per diametro. Una tabella invecchia, circola staccata dalle sue ipotesi e finisce usata come specifica implicita su giunti che non c'entrano nulla con le condizioni per cui era stata scritta.
Ogni coppia citata in questa pagina è un valore indicativo per il dimensionamento dell'utensile, non una specifica di serraggio. La coppia da applicare a un giunto reale la definiscono il progettista della flangia, il costruttore della guarnizione, l'OEM dell'apparecchiatura o le norme applicabili — in primo luogo ASME PCC-1 per l'assemblaggio dei giunti flangiati con guarnizione e VDI 2230 per il calcolo delle unioni bullonate. In assenza di specifica, la domanda va girata a chi ha progettato il giunto, non risolta con un valore di tabella.
Dal numero all'utensile
Ottenuta la coppia, resta l'ultimo passaggio: scegliere la chiave dinamometrica idraulica adatta a erogarla con margine. Il calcolatore automatizza anche questo: per le coppie comprese tra 98 e 136.312 Nm abbina automaticamente il modello di chiave MT-HTW adeguato; fuori da questo campo propone il contatto con l'ufficio tecnico.
La gamma delle chiavi dinamometriche idrauliche MT-HTW copre in 12 modelli un campo da 1.040 a 136.312 Nm con ripetibilità di ±3% — ed è quella ripetibilità a rendere il calcolo qualcosa di più di un esercizio: un conto accurato eseguito con un utensile impreciso resta un serraggio impreciso. Bussole a impatto e accessori per completare la dotazione sono nella gamma bolting.
FAQ
Qual è la coppia di serraggio per un bullone classe 8.8 o 10.9?
Non esiste un valore unico per classe: la coppia dipende da diametro, fattore K e percentuale di snervamento target. Lo stesso bullone 10.9 asciutto o lubrificato al MoS₂ richiede coppie molto diverse per lo stesso precarico; e per la classe 8.8 il valore di riferimento dello snervamento cambia oltre M16. Il conto va fatto sul caso specifico, con il K del lubrificante realmente usato.
Esiste una tabella delle coppie di serraggio valida per tutti i casi?
No. Ogni tabella congela un fattore K e una percentuale di snervamento, spesso senza dichiararli: usata fuori da quelle ipotesi produce coppie anche molto lontane da quella corretta. Meglio un calcolo esplicito, in cui K e percentuale target sono scelti e visibili — e in ogni caso, quando esiste una specifica di serraggio del giunto, è quella ad avere l'ultima parola.
Cosa significa serrare al 65% dello snervamento?
Significa dimensionare il precarico al 65% del carico di snervamento del bullone, lasciando margine per i carichi esterni e per la dispersione del metodo. È la convenzione operativa del caso generico: su flangia con guarnizione si scende tipicamente verso il 50%, con tiranti riutilizzati attorno al 55%, mentre i serraggi ad angolo arrivano al 90% perché controllano una grandezza diversa dalla sola coppia. Nessuno di questi valori è una norma: sono punti di partenza da confermare sulla specifica.
Come si passa dai Nm ai ft·lb?
Un piede-libbra vale circa 1,36 Nm. Nella pratica la conversione non va fatta a mano: il calcolatore restituisce entrambe le unità, più il precarico in kN — utile quando la specifica è in unità imperiali e la strumentazione è tarata in metrico, o viceversa. Nell'esempio svolto sopra, 1.273 ft·lb corrispondono a circa 1.726 Nm.
Ridotto all'osso, il calcolo della coppia di serraggio è una catena di quattro scelte esplicite: sezione resistente, materiale, percentuale target, fattore K. Chi le rende esplicite ottiene un numero difendibile e un utensile dimensionato con margine; chi copia un valore da una tabella eredita ipotesi che nessuno ha verificato.
Il modo più rapido per applicare il metodo al proprio giunto è il calcolatore di coppia: trenta secondi dal bullone alla coppia, con l'abbinamento automatico alla chiave. Per i valori vincolanti restano la specifica del giunto e le norme applicabili.
