A490 螺栓為什麼不能鍍鋅：RCSC 規範的說明是，它的拉伸強度上限 173 ksi 為的是離氫脆的 200 ksi 留一段距離，而熱浸鍍鋅的酸洗可能帶進氫、鋅層再把氫封在鋼裡

同一節條文，A325 與 A490 被分在兩邊

RCSC 2020 年版先把結構螺栓依拉伸強度分成三組（表 2.1）：Group 120 是 ASTM F3125 的 A325 與扭剪型 F1852，Group 144 是這一版新納入的 ASTM F3148 Grade 144（固定尾端的配套組件），Group 150 是 F3125 的 A490 與扭剪型 F2280。 第 2.8.1 節接著寫：Group 120 與 Group 144 的螺栓件可以熱浸鍍鋅或機械鍍鋅，熱浸要符合 ASTM F2329，機械鍍要符合 ASTM B695 的 Class 55，同一組件裡所有帶螺紋的零件要用同一種製程。 同一節的最後一句是：Group 150 的重型六角螺栓與 Group 150 的尾端（spline-end）配套組件，不准熱浸鍍鋅，也不准機械鍍鋅。

尾端配套組件另有一條：扭剪型與固定尾端型配套組件的機械鍍，只能在製造商指示下、而且要該產品自己的標準允許；尾端配套組件一律不准熱浸鍍鋅。直接張力指示墊圈（DTI）在兩種鍍鋅裡只准機械鍍（第 2.8.3 節另准熱擴散鍍層）。 條文說明把話講得更寬：A325 可以鍍鋅，而把鋅以鍍鋅、金屬噴塗或機械鍍的方式加到 A490 上都不被允許，原因是這些做法對脆化與延遲破裂的影響「尚未完整研究」，研究正在進行，看這條禁令能不能撤銷。 也就是說，這段條文說明是用「研究尚不完整」來解釋禁令，沒有說鍍了鋅的 A490 都會斷。這一點在最後一節會再用到。

那段距離：173 ksi 與 200 ksi 之間

還沒證明安全，那顧慮從哪裡來？條文說明給了一串數字。拉伸強度在 200 ksi 以上的鋼，如果鋼裡留有氫、又承受高拉應力，就有脆化的風險。 A325 與 F1852 的最低拉伸強度是 120 ksi（約 827 MPa，本站換算），F3148 是 144 ksi（約 993 MPa），這幾級的硬度上限讓實際生產出來的強度遠低於臨界範圍。 A490 與 F2280 的最低值是 150 ksi（約 1,034 MPa），另外訂了 173 ksi（約 1,193 MPa）的上限（這些是 ASTM F3125 的要求，由 RCSC 轉述），條文說明說目的就是在 200 ksi（約 1,379 MPa）之下留一段餘裕；A490 的硬度上限 38 HRC，也是對氫脆的一道防護。

換句話說，A490 的上限離 200 ksi 只有 27 ksi，約是 200 ksi 的 13.5%（本站換算）。條文說明接著補了關鍵的一句：製造商的生產目標必須略高於規定的最低值，所以要預期有接近臨界範圍的 A490 與 F2280。 用一個假設的數字看：如果某批 A490 把目標放在比最低值高約一成的 165 ksi，離 200 ksi 就只剩 35 ksi（假設例，不是任何廠商的實際值）。 就這段討論的製程氫而言，條文說明說不鍍的螺栓不構成顧慮。顧慮出在鍍鋅：熱浸鍍鋅製程中的酸洗可能把氫帶進鋼裡，接著鋅層把氫「封住」，使用中的延遲脆斷就成了顧慮；在某些侵蝕性環境裡，腐蝕過程本身也可能讓鋼吸收陰極氫。

這兩個氫的來源要分開看。前一個可能在製程中帶入；後一個可能在使用期間由腐蝕帶入，所以兩者要分別評估。電鍍件的氫脆與烘烤，本站在防了鏽卻斷了：氫脆與那一道烘烤談過； 另一篇電鍍廠照的是 1998 年版讀的是美國海洋能源監管機構 BSEE 的一份螺栓斷裂報告，那批是電鍍鋅、不是熱浸，材料與環境也不同。本站的讀法是：RCSC 的這組數字可以幫助理解條文說明的顧慮，A490 的強度帶比 A325 靠近懸崖邊，而採酸洗前處理的鍍鋅可能同時把氫送進去、又把出口蓋起來；但不能從強度差直接推算氫脆的機率。

表 2.6 列了三種鋅鋁塗層，而規範沒有替它們的防蝕背書

不能鍍鋅，A490 還能上什麼？第 2.8.2 節給了一張表。鋅鋁無機塗層（zinc aluminum inorganic coatings）可以在安裝前施作，表 2.6 列了三份標準與等級（這一節不含 DTI）；另外，設計者（EOR）可以核准在兩版規範之間獲 ASTM 認可、用於螺栓件的其他塗層：

這張表要配上它的條文說明一起讀。第一，表 2.6 的塗層「經試驗顯示，在選定的條件下不會劣化 Group 150 螺栓的性能」，而列入這張表「不代表任何特定的防蝕性能」。也就是說，表 2.6 的依據是特定試驗條件下的螺栓性能，沒有提供防蝕壽命。 第二，據條文說明引述，Brahimi 在 2006、2011、2014、2017 年依 IFI-144 做的幾份研究顯示，在其試驗條件下，依相關標準施作的鋅鋁無機塗層不會在 A490 上造成內部氫脆的延遲破裂，也不會因吸氫而加速環境氫脆（本站沒有另讀這些研究）。

塗膜雖然薄，第 2.8.2 節正文仍要求 Group 120 與 Group 150 的螺栓塗了表 2.6 的塗層時，螺帽要依 F3125 的表 A1.2 加大攻牙（Group 144 依 F3148 的表 1）；條文說明也說，這類塗層跟機械鍍一樣，得到的是相對均勻的鍍層。扭剪型與固定式配套組件的塗層，只能在製造商指示下、照它們自己的標準做。 另外兩個附註容易被漏掉。條文說明提到，ASTM 在這一版編寫之後通過了 F3393（扣件用鋅片塗層系統），整併並取代 F1136、F2833、F3019 三份，三份撤銷之後再指定時需要額外考慮； 還有，螺栓若有含鋁塗層又要埋進混凝土，設計者要處理這件事：濕的或剛硬化（未滿 7 天）的混凝土，鹼性會和游離的鋁反應產生氫氣，可能在混凝土裡留下「蟲孔」；塗層裡結合住的鋁會不會這樣反應，RCSC 2020 的條文說明寫的是當時尚無研究。

A325 可以鍍，但鍍了就要整組買

回到可以鍍的那一邊。A325 准鍍鋅，並不表示鍍了之後跟沒鍍一樣。條文說明列了三個要一起考慮的因素：鍍鋅製程對機械性質的影響、螺帽加大攻牙對剝牙強度的影響、鍍鋅與潤滑對鎖緊扭矩的影響。 第二項最常被忽略。為了容納螺紋上的鍍層，慣例是把螺帽攻大，代價是嚙合變少、剝牙強度降低；條文說明強調，螺帽的規定保證載荷要高於配用螺栓的拉伸承載能力，加大攻牙之後仍要達到結構螺栓的強度要求，並說只有硬化的螺帽等級加大攻牙後還夠，所以只有 ASTM A563 的 DH、DH3 與 A194 的 2H 適合當鍍鋅螺帽。正文的表 2.2 也規定，Type 1 螺栓有第 2.8 節的鍍層或塗層時，螺帽用 A563 DH（A194 2H 可替代）。 鍍後攻牙為什麼非這樣不可，ISO 那一邊的規定本站在熱浸鍍鋅的螺帽，是鍍完才攻牙的讀過。

第三項有實驗根據：Birkemoe 與 Herrschaft（1970）發現，剛鍍好的螺栓與螺帽之間摩擦變大，扭矩換來的預力也更散；螺帽潤滑之後，需要的扭矩較低、結果也較一致。因此 F3125 要求供應商在出貨前，把鍍鋅螺栓、鍍鋅並潤滑的螺帽與同樣鍍層的墊圈裝在鋼接頭裡做旋轉能力（rocap）試驗，證明螺帽能從貼緊狀態轉到遠超過預力安裝所需的轉角而不剝牙，試驗本身怎麼做見那篇 FHWA 旋轉能力試驗。 由此條文說明得出兩個結論：鍍鋅的高強度螺栓與螺帽必須當成一組配套；供應商必須供應已經潤滑、並與這批螺栓一起試驗過的螺帽。向不同供應商分別買鍍鋅螺栓和鍍鋅螺帽，條文說明直接說不符合 F3125 的意旨，因為沒有人能為整組的表現負責。

同一組規矩還有四條。熱浸與機械鍍的效果不同，一批之內不准混用製程，混了可能裝不起來；部分潤滑劑是水溶性的，建議用密封的金屬或塑膠容器運送與保管，蠟質潤滑劑的容器不要受熱到讓潤滑劑流失或變質； 第 2.11.2 節規定，鍍鋅或有塗層的螺栓不分等級都不得重複使用（Group 150 的重型六角螺栓即使沒鍍也不得重複使用）；第 8 節的條文說明引用 Munse（1967）的觀察，鍍鋅板配鍍鋅螺栓因鬆弛損失約 6.5% 的預力，未鍍的是 2.5%，都發生在前五天，之後記錄到的損失可以忽略；如果工程師要求回鎖，必須寫進契約文件。這裡的回鎖是把沉降後的接頭再鎖到規定預力，不等於准許把已經預力安裝、又鬆開的螺栓再用一次；第 2.11.3 節另寫明，因鄰近螺栓鎖緊而鬆動、再補鎖的情況，不算重複使用。

RCSC 2020 當時仍在研究的部分

第一節留下的那句「尚未完整研究」，到 2020 年版仍是條文說明的原話：研究正在進行，看這條禁令能不能撤銷。業界有人在做這件事。美國鍍鋅協會（AGA）知識庫 2013 年 9 月 10 日的一篇文章（作者 Tom Langill）介紹了作者刊在同年 4 月《Fastener Technology International》的研究：依 IFI 144，保留脫脂，之後以噴射或葉輪拋射等機械表面清理取代酸洗，用這個修改後的製程鍍鋅的受試 A490，通過了 ASTM F606 與 F1624 的氫脆試驗，鍍層也符合 ASTM A153。 同一篇文章當時也寫明，這不是標準程序，必須告訴客戶這個製程不符合 ASTM，並建議取得客戶的書面授權；客戶授權不會讓它變成符合 ASTM 或 RCSC。

所以已知的是：RCSC 2020 年版不准 A490 熱浸或機械鍍鋅；表 2.6 列有准用的鋅鋁塗層（另有符合條件的其他塗層核准途徑），但沒有防蝕承諾；AGA 2013 年的文章報導了一項機械前處理鍍鋅 A490 的正面結果（本站沒有另讀研究全文）。 推論是：只要禁令還在，熱浸或機械鍍鋅的 A490 在 RCSC 規範下就是一個不合規的品項，試驗通過與否都改變不了這件事。不能判斷的是：本頁依據的是 2020 年 6 月版的 RCSC，之後 ASTM F3125 或 RCSC 有沒有放寬，不在本頁的範圍，不做判斷。 規範也提到另一個方向：表 2.1 的條文說明寫到，Type 3 螺栓有較好的耐大氣腐蝕與耐候性能。Type 3 是材料類型，不是一種鍍層，適不適用要由設計者依環境評估。

如果是我們，下單前會先確認這幾件事

回到開頭那個念頭：A325 能鍍，A490 鍍一樣的鋅就好。讀完第 2.8 節，答案是：A490 的強度帶離 200 ksi 只有一小段，條文說明的顧慮是採酸洗前處理的鍍鋅可能帶進氫、又讓氫留在鋼裡，而影響還沒研究完整，所以 RCSC 2020 不准。如果是我們接到一張寫著「A490、熱浸鍍鋅」的圖面，會先回頭問這幾件事，而不是直接報價：

• 這個接頭需要的是 Group 150 的強度，還是防蝕？兩者都要時，規範裡看得到的方向是表 2.6 的鋅鋁塗層、經設計者核准、在兩版規範之間獲 ASTM 認可用於螺栓件的其他塗層，或依環境評估 Type 3；能不能改用鍍鋅 A325，是設計者（EOR）的判斷，不是供應商的
• 如果選鋅鋁塗層，圖面要寫到標準與等級（例如 F1136 的螺栓 Grade 3、螺帽 Grade 5、墊圈 Grade 3），並記得螺帽要依 F3125 加大攻牙；防蝕年限要另外講清楚，因為表 2.6 不承諾這件事
• 如果是鍍鋅 A325，螺栓與螺帽向同一個供應商買（本站建議墊圈也一起），附旋轉能力試驗的報告；第 2.9 節也要求各項的試驗報告在結構鋼組裝或架設前就能給設計者與檢驗員查閱
• 收貨後用密封容器保管，鍍鋅與塗層螺栓不重複使用

數字的出處：Group 劃分來自表 2.1；強度、38 HRC、200 ksi 與氫的顧慮來自第 2.8.1 節的條文說明；鍍鋅與塗層的許可、表 2.6、螺帽加大攻牙來自第 2.8.1 與 2.8.2 節正文，研究與限制來自其條文說明；試驗報告、保管、重複使用來自第 2.9 到 2.11 節正文；Munse 的鬆弛值來自第 8 節的條文說明；修改製程的試驗結果來自 AGA 知識庫的文章。MPa 換算、27 ksi 與 13.5% 是本站計算；165 ksi 是假設例；「懸崖邊」是本站的讀法。上面的確認清單由本站整理，同時包含規範要求與本站的採購建議：圖面寫明 ASTM 標準、等級、Type 與鍍層（第 2.2 節要求設計者指定）、螺帽加大攻牙、試驗報告與不得重複使用，依前述條文辦理；墊圈一併採購、另外約定防蝕年限、密封保管則是本站建議。

這一篇不屬於六步中的任何一步。它橫跨各步，或者發生在組裝之後。導致它的那些決定是在哪裡做的，見指定一顆螺絲，那篇寫的是順序，以及為什麼順序做反了是重工。

常見問題

A490 螺栓可以熱浸鍍鋅嗎？

依 RCSC《高強度螺栓結構接頭規範》2020 年版第 2.8.1 節，不可以：Group 150（ASTM F3125 Grade A490 與扭剪型 F2280）不准熱浸鍍鋅，也不准機械鍍鋅；條文說明另把金屬噴塗也列為不允許。A325 重型六角螺栓可以熱浸或機械鍍鋅；扭剪型與 F3148 這類尾端配套組件不准熱浸鍍鋅，機械鍍要在製造商指示下、且其標準允許。

為什麼 A325 可以鍍鋅，A490 不行？

RCSC 2020 條文說明的理由是強度。200 ksi 以上的鋼留有氫、又受高拉應力時有脆化的風險。A325 最低 120 ksi，硬度上限讓實際強度遠低於臨界範圍；A490 最低 150 ksi、上限 173 ksi，硬度上限 38 HRC，但生產目標會略高於最低值，所以要預期接近臨界範圍的螺栓。熱浸鍍鋅製程中的酸洗可能帶入氫，鋅層再把它封住；這些強度值是 ASTM F3125 的要求，由 RCSC 轉述。

A490 有哪些塗層可以用？

RCSC 2020 表 2.6 列了三種鋅鋁無機塗層：ASTM F1136（螺栓 Grade 3、螺帽 Grade 5、墊圈 Grade 3）、F2833 Grade 1、F3019 Grade 4，在安裝前施作，螺帽要依 F3125 表 A1.2 加大攻牙；設計者也可核准在兩版規範之間獲 ASTM 認可、用於螺栓件或配套組件的其他塗層。條文說明說這些塗層經試驗顯示在選定條件下不會劣化 A490 的性能，但列入表中不代表任何特定的防蝕性能，並提到這三份標準在該版編寫後已由 ASTM F3393 整併取代。

鍍鋅的高強度螺栓和螺帽可以分開跟不同廠商買嗎？

RCSC 的條文說明說不符合 ASTM F3125 的意旨。鍍鋅螺帽要加大攻牙，也要潤滑；F3125 要求供應商在出貨前把鍍鋅螺栓、潤滑過的鍍鋅螺帽與墊圈裝成一組做旋轉能力試驗。分開買，就沒有人能為整組的表現負責。規範也建議用密封容器保存，因為部分潤滑劑是水溶性的。

鍍鋅的 A490 有沒有通過氫脆試驗的例子？

有，美國鍍鋅協會報導過一項業界研究的正面結果，但不構成合規。美國鍍鋅協會知識庫 2013 年 9 月 10 日的文章報導，保留脫脂、之後以噴射或拋射等機械表面清理取代酸洗的修改製程鍍鋅的受試 A490，通過了 ASTM F606 與 F1624 的氫脆試驗；同一篇也寫明這不是標準程序、不符合 ASTM。RCSC 2020 年版的條文說明仍寫著研究進行中，禁令仍在；之後的版本本頁沒有查證。

參考資料

• Research Council on Structural Connections（2020）Specification for Structural Joints Using High-Strength Bolts（2020 年 6 月 11 日版）
• American Galvanizers Association（2013）A 490 Bolts（Tom Langill，知識庫文章）
• 防了鏽卻斷了：氫脆與那一道烘烤
• 熱浸鍍鋅的螺帽，是鍍完才攻牙的
• 螺栓、螺帽、墊圈各自合格，裝成一組還是可能不過

規定與理由來自 RCSC 2020 年版第 2.1 節（表 2.1）、第 2.8.1 與 2.8.2 節（表 2.6）及其條文說明、第 2.9、2.10、2.11 節，以及第 7 節與第 8 節的條文說明（Birkemoe 與 Herrschaft 1970、Munse 1967、Brahimi 2006、2011、2014、2017 為規範引用的文獻，本站沒有另讀原文）。修改製程的試驗結果來自美國鍍鋅協會知識庫 2013 年 9 月 10 日的文章對研究的介紹，本站沒有另讀研究全文。ASTM F3125、F2329、F1136、F3393 等標準本身本站沒有讀全文，文中只寫 RCSC 對它們的轉述。MPa 換算、27 ksi 與 13.5% 是本站計算；165 ksi 是假設例；確認清單是本站的讀法。