Materiálové požiadavky na oceľové konštrukcie

Oceľové konštrukcie sú pri používaní vystavené rôznym druhom síl (zaťaženie, nerovnomerné sadanie základov, zmeny teploty atď.). Preto musí mať použitá oceľ vynikajúce mechanické vlastnosti (pevnosť, plasticita a húževnatosť) a spracovateľské vlastnosti (spracovanie za studena a za tepla a zváracie vlastnosti), aby bola zaistená bezpečnosť a spoľahlivosť konštrukcie. Existuje mnoho druhov ocele, ale len niektoré z nich spĺňajú požiadavky na oceľové konštrukcie, ako napríklad Q235 v uhlíkovej oceli, 16 Mn v nízko -legovanej oceli a 20 MnV (20 mangán-vanádová oceľ) používaná pre skrutky s vysokou-pevnosťou.

 

Výkonnostné ukazovatele
1. Strength
Medzi ukazovatele pevnosti ocele patrí medza pružnosti σe, medza klzu σy a medza ťahu σu. Návrh je založený na medze klzu ocele. Vysoká medza klzu môže znížiť vlastnú{2}}hmotnosť konštrukcie, ušetriť oceľ a znížiť náklady. Pevnosť v ťahu σu je maximálne namáhanie, ktoré oceľ môže vydržať pred porušením. V tomto bode štruktúra stráca svoju použiteľnosť v dôsledku výraznej plastickej deformácie, ale konštrukcia sa výrazne deformuje bez zrútenia, čím spĺňa požiadavky na odolnosť voči zriedkavým zemetraseniam. Hodnotu σu/σy možno považovať za parameter rezervy pevnosti ocele.

 

2. Plasticita
Plasticita ocele sa vo všeobecnosti vzťahuje na jej schopnosť podstúpiť výraznú plastickú deformáciu bez prasknutia po tom, čo napätie presiahne medzu klzu. Hlavnými ukazovateľmi na meranie plastickej deformačnej kapacity ocele sú predĺženie δ a zmenšenie plochy ψ.

 

3. Výkon ohýbania za studena
Výkon ocele pri ohýbaní za studena meria jej odolnosť proti praskaniu počas plastickej deformácie spôsobenej ohýbaním pri izbovej teplote. Výkon ocele pri ohybe za studena sa testuje skúškou ohybom za studena, aby sa určil jej výkon pri ohybovej deformácii pri špecifikovanom stupni ohybu.

 

4. Nárazová húževnatosť
Rázová húževnatosť ocele sa vzťahuje na jej schopnosť absorbovať mechanickú kinetickú energiu počas lomu pri rázovom zaťažení. Je to mechanická vlastnosť, ktorá meria odolnosť ocele voči nárazovým zaťaženiam a potenciálnemu krehkému lomu v dôsledku nízkej teploty a koncentrácie napätia. Index rázovej húževnatosti ocele sa vo všeobecnosti získava rázovými skúškami na štandardných vzorkách.

 

5. Zvárateľnosť
Zvárateľnosť ocele sa vzťahuje na jej schopnosť vytvárať vysokokvalitné{0}}zvarové spoje za určitých podmienok procesu zvárania. Zvárateľnosť možno rozdeliť na dva typy: zvárateľnosť počas procesu zvárania a zvárateľnosť z hľadiska výkonu služby. Zvárateľnosť počas procesu zvárania sa vzťahuje na náchylnosť zvaru a kovu v blízkosti zvaru nevytvárať horúce trhliny počas zvárania alebo praskliny z ochladzovania počas chladenia. Dobrá zvárateľnosť znamená, že za určitých podmienok procesu zvárania ani zvarový kov, ani priľahlý základný kov nevytvoria trhliny. Zvárateľnosť z hľadiska výkonu sa vzťahuje na rázovú húževnatosť zvaru a ťažnosť v tepelne-ovplyvnenej zóne, čo si vyžaduje, aby mechanické vlastnosti ocele v zvare a tepelne{6}}ovplyvnenej zóne neboli nižšie ako vlastnosti základného kovu. moja krajina používa metódy testovania zvariteľnosti procesu zvárania aj metódy testovania zvariteľnosti-založené na výkone.

 

6. Trvanlivosť
Trvanlivosť ocele ovplyvňuje mnoho faktorov. Po prvé, oceľ má slabú odolnosť proti korózii, preto je potrebné prijať ochranné opatrenia, aby sa zabránilo korózii a hrdzaveniu. Ochranné opatrenia zahŕňajú: pravidelné natieranie a údržbu ocele, používanie galvanizovanej ocele a používanie špeciálnych ochranných opatrení v prítomnosti silných korozívnych médií, ako sú kyseliny, zásady a soli. Napríklad konštrukcie plošín na mori používajú opatrenia "anodickej ochrany" na zabránenie korózii konštrukcie plášťa pripevnením zinkových ingotov k plášťu. Elektrolyt morskej vody najskôr automaticky koroduje zinkové ingoty, čím chráni konštrukciu oceľového plášťa. Po druhé, pretože pevnosť v lomu ocele pri vysokej teplote a dlhodobom-zaťažení je výrazne nižšia ako jej krátkodobá-pevnosť, je potrebné určiť dlhodobú-pevnosť ocele pri dlhotrvajúcich vysokých-teplotách. Oceľ sa časom automaticky vytvrdzuje a stáva sa krehkou, čo je jav známy ako „starnutie“. Musí sa otestovať aj rázová húževnatosť ocele pri nízkych{11}}teplotných zaťaženiach.