الإجابة المختصرة: يعتمد الأمر على الدرجة الفرعية-، وليس على الاسم S355W
عندما يتم تحديد الفولاذ المقاوم للصدأ S355W للأعضاء الحاملة للحمل في منطقة باردة، فإن الخاصية الحاكمة لم تعد مقاومة التآكل الجوي. إنها متانة في درجات الحرارة المنخفضة-، وما إذا كانت الحرارة المعينة مناسبة أم لا يعتمد كليًا على طاقة التأثير المعتمدة فعليًا لها عند أدنى درجة حرارة تصميمية لمشروعك.
يُعرّف المعيار EN 10025-5 S355W بأنه فولاذ هيكلي مقاوم للتجوية مع قوة إنتاج لا تقل عن 355 ميجا باسكال، لكن التعيين الأساسي لا يضمن أي قيمة تأثير شاربي. لا يمكن لشهادة المطحنة الخاصة بـ S355W العادي أن تظهر بشكل شرعي أي نتيجة اختبار تأثير على الإطلاق، مما يجعلها غير مناسبة للأعضاء الهيكلية الأساسية في بيئة باردة معروفة.
الخطر الحقيقي: المرونة-إلى-الانتقال الهش
يمر كل فولاذ هيكلي عبر نطاق انتقالي حيث تنخفض قدرة التشوه البلاستيكي بشكل حاد ويمكن للعضو أن ينكسر فجأة تحت الضغط أو التأثير. درجة الحرارة الانتقالية هي خاصية للحرارة الفردية، وتتأثر بالكيمياء وحجم الحبوب والمعالجة الحرارية، ويتم التحكم فيها فقط عندما تتطلب المواصفات اختبار Charpy V- عند درجة حرارة محددة مع حد أدنى محدد من الطاقة. وبدون هذا المطلب، لا يستطيع المصمم إثبات أن الهيكل يظل مطاوعًا في أبرد ظروف الخدمة، ولا يمكن لأي قدر من مقاومة التآكل أن يعوض هذه الفجوة.
اختيار الدرجة الفرعية-المناسبة
يحدد الحرف والرقم الموجودان في لاحقة الدرجة طاقة التأثير المضمونة عند درجة حرارة اختبار محددة، وهي بالضبط المعلومات التي يحتاجها تصميم المنطقة -الباردة:
| الدرجة الفرعية-. | متطلبات درجة Charpy V- | ملاءمة المناطق الباردة |
|---|---|---|
| S355W | غير موحدة؛ صلابة غير محددة | لا يوصى به للأعضاء الحاملين للحمل الأساسي-في البيئات الباردة المعروفة |
| S355J0W | 27 ي عند 0 درجة | مناخات معتدلة مع تجميد عرضي. الغرض العام |
| S355J2W | 27 ي عند -20 درجة | الاختيار القياسي للمناطق الباردة والجسور والهياكل ذات الشتاء البارد |
| S355K2W | 40 ي عند -20 درجة | متطلبات عالية للمتانة، وبنية أساسية-للخدمة الشاقة وأقسام أكثر سمكًا |
كمرجع، توفر نفس عائلة EN 10025-5 أيضًا S235W وS235J0W وS235J2W وS235K2W للأعضاء الأخف، والتسميات المكافئة في الأنظمة الأخرى هي درجات JIS G 3114 SMA وGB/T 4171 Q355NH في الصين. أيًا كان النظام المستخدم، فإن حرف المتانة J0 أو J2 أو K2 هو جزء من التعيين الذي يحدد مدى قبول المنطقة الباردة.
التصميم حول الحد الأدنى لدرجة حرارة التصميم
حد درجة الحرارة للهيكل ليس رقمًا عالميًا واحدًا؛ إنها معلمة يتم تعيينها أثناء التصميم الهندسي. الطريقة العملية لها أربع خطوات:
تحديد الحد الأدنى لدرجة الحرارة التصميمية (MDT).خذ أقل درجة حرارة خدمة موثوقة للعضو، واسمح بهامش يتراوح بين 10 إلى 20 درجة أقل من الحد التاريخي الأقصى بحيث لا تستهلك موجة البرد غير العادية احتياطي الأمان بالكامل.
اختر الفولاذ الذي تغطي صلابته المعتمدة MDT.حدد S355J2W أو S355K2W واطلب إجراء اختبار Charpy عند MDT أو أقل منه، والمسجل في شهادة فحص EN 10204 type 3.1 لكل حرارة.
تطبيق معيار التنفيذ ذو الصلة.اتبع EN 1090-2 لمعرفة فئة التنفيذ وقواعد الاختيار المرتبطة بالمتانة، والتي تربط طاقة التأثير المطلوبة بسمك العضو ومستوى الإجهاد ودرجة حرارة التصميم.
تحقق من تأثيرات السُمك.تنخفض قوة الخضوع مع ارتفاع سمك اللوحة - EN 10025-5 ويعطي 355 ميجا باسكال حتى 16 مم، و345 ميجا باسكال من 16 إلى 40 مم، و335 ميجا باسكال من 40 إلى 63 مم، و325 ميجا باسكال من 63 إلى 80 مم، و295 ميجا باسكال فوق 80 مم - لذلك قد يكون قسم المنطقة الباردة تحتاج إلى لوحة أثقل لتحمل نفس الحمولة بنفس فئة الصلابة.
التصنيع والتفتيش في المناخات الباردة
تفصيل:تجنب الشقوق الحادة والتغييرات المفاجئة في الأقسام والملحقات الملحومة التي تخلق تركيزات ضغط حيث يمكن أن يبدأ التشقق الهش.
اللحام:إجراءات تأهيل وفقًا للمعيار EN ISO 15614 واستخدام المواد الاستهلاكية التي تطابق أو تتجاوز صلابة المعدن الأساسي في درجات الحرارة المنخفضة-، مع حدود التسخين المسبق والتداخل التي تناسب السُمك والقيود.
تقتيش:إجراء اختبارات غير إتلافية-للحامات، نظرًا لأن العيوب الشبيهة بالشروخ-هي المسبب الأكثر شيوعًا للكسر الهش البارد.
ما بعد -التصنيع:احترام الحد الأدنى من درجة حرارة التصنيع، وتجنب استقامة اللهب أو تحميل الصدمات تحت درجة الحرارة التي يكون الفولاذ مؤهلاً لها.
التوثيق:حافظ على إمكانية تتبع رقم الحرارة من اللوحة إلى العضو بحيث يمكن حل أي سؤال حول المتانة وفقًا لشهادة المطحنة الأصلية.
الأسئلة المتداولة
س: هل يمكن استخدام S355W العادي في المناخ البارد إذا لم يكن الهيكل مجهدًا للغاية؟
فقط للعناصر الثانوية غير الحاملة للحمل-حيث لا يمكن للكسر أن يعرض البنية للخطر. بالنسبة لأي عضو أساسي، فإن غياب ضمان المتانة يجعل المخاطر غير قابلة للقياس.
س: هل يكفي S355J2W لجسر في منطقة تصل درجة حرارتها إلى -25 درجة؟
ينطبق ضمان 27 J الخاص به عند -20 درجة، لذلك يجب أن ينتقل المشروع الذي تكون فيه MDT أقل من هذه القيمة إلى S355K2W أو يقلل هامش MDT من خلال تقييم ميكانيكا الكسر.
س: هل يفقد الفولاذ المقاوم للصدأ صلابته بشكل أسرع من الفولاذ الكربوني العادي في البرد؟
لا. سلوك التحول تحكمه نفس العوامل المعدنية. تعمل كيمياء التجوية على تغيير أداء التآكل، وليس الحاجة إلى اختبار تأثير معتمد.
س: ماذا يعني تعيين K2؟
تتطلب الفئة K 40 J عند درجة -20 بدلاً من 27 J المطلوبة لـ J2، مما يوفر هامشًا أوسع للأجزاء السميكة أو التقييد العالي أو التفاصيل الحساسة للتعب.
س: كيف يتم التحقق من الصلابة عند التسليم؟
بواسطة شهادة فحص EN 10204 من النوع 3.1 لكل حرارة، توضح التركيب الكيميائي وقيم الطاقة الممتصة الفعلية عند درجة حرارة الاختبار المحددة، بالإضافة إلى أخذ عينات من اللوحة للتحقق إذا كان المشروع يتطلب ذلك.
س: هل تؤثر حالة السطح على أداء المنطقة -الباردة؟
يمكن للحواف المقطوعة بفعل الانفجار أو اللهب- أن تقلل من المتانة المحلية، لذا يجب معالجة الحواف وإزالة أي منطقة عمل -باردة قبل أن يدخل العضو الخدمة في بيئة درجة حرارة منخفضة-.
