Изисквания към материалите за стоманени конструкции

Стоманените конструкции са подложени на различни видове сили по време на употреба (натоварвания, неравномерно слягане на основата, температурни промени и др.). Следователно използваната стомана трябва да притежава отлични механични свойства (якост, пластичност и издръжливост) и свойства за обработка (студена и гореща обработка и свойства за заваряване), за да се гарантира безопасността и надеждността на конструкцията. Съществуват много видове стомана, но само няколко отговарят на изискванията за стоманени конструкции, като Q235 във въглеродна стомана, 16Mn в ниско-легирана стомана и 20MnV (20 манган-ванадиева стомана), използвана за болтове с висока-якост.

 

Индикатори за ефективност
1. Сила
Показателите за якост на стоманата включват границата на еластичност σe, границата на провлачване σy и границата на опън σu. Дизайнът се основава на границата на провлачване на стоманата. Високата граница на провлачване може да намали собственото -тегло на конструкцията, да спести стомана и да намали разходите. Якостта на опън σu е максималното напрежение, което стоманата може да издържи преди разрушаване. В този момент конструкцията губи своята използваемост поради значителна пластична деформация, но конструкцията се деформира значително, без да се срутва, отговаряйки на изискванията за устойчивост на редки земетресения. Стойността на σu/σy може да се счита за параметър на якостния резерв на стоманата.

 

2. Пластичност
Пластичността на стоманата обикновено се отнася до нейната способност да претърпи значителна пластична деформация без счупване, след като напрежението надвиши границата на провлачване. Основните показатели за измерване на капацитета на пластична деформация на стоманата са удължението δ и намалението на площта ψ.

 

3. Изпълнение на студено огъване
Ефективността на студено огъване на стоманата измерва нейната устойчивост на напукване по време на пластична деформация, причинена от огъване при стайна температура. Ефективността на студено огъване на стоманата се тества чрез тест за студено огъване, за да се определи нейната деформация на огъване при определена степен на огъване.

 

4. Издръжливост на удар
Ударната якост на стоманата се отнася до нейната способност да абсорбира механична кинетична енергия по време на счупване при ударно натоварване. Това е механично свойство, което измерва устойчивостта на стоманата на ударни натоварвания и потенциално крехко счупване поради ниска температура и концентрация на напрежение. Индексът на ударна якост на стоманата обикновено се получава чрез изпитвания на удар върху стандартни образци.

 

5. Заваряемост
Заваряемостта на стоманата се отнася до нейната способност да произвежда високо-качествени заварени съединения при определени условия на процеса на заваряване. Заваряемостта може да бъде разделена на два вида: заваряемост по време на процеса на заваряване и заваряемост по отношение на експлоатационните характеристики. Заваряемостта по време на процеса на заваряване се отнася до податливостта на заваръчния шев и метала в близост до заваръчния шев да не произвеждат горещи пукнатини по време на заваряване или пукнатини от свиване при охлаждане по време на охлаждане. Добрата заваряемост означава, че при определени условия на процеса на заваряване нито заваръчният метал, нито съседният основен метал ще предизвикат пукнатини. Заваряемостта по отношение на производителността се отнася до якостта на удар при заваръчния шев и пластичността в засегнатата от топлина-зона, което изисква механичните свойства на стоманата в заваръчния шев и засегнатата от топлина-зона да не са по-ниски от тези на основния метал. в моята страна се използват както методи за изпитване на заваряемостта на процеса на заваряване, така и методи за-базирани на ефективността изпитване на заваряемостта.

 

6. Издръжливост
Много фактори влияят върху издръжливостта на стоманата. Първо, стоманата има слаба устойчивост на корозия, така че трябва да се вземат защитни мерки за предотвратяване на корозия и ръжда. Защитните мерки включват: редовно боядисване и поддръжка на стоманата, използване на поцинкована стомана и използване на специални защитни мерки в присъствието на силни корозивни среди като киселини, основи и соли. Например, конструкциите на офшорни платформи използват мерки за "анодна защита" за предотвратяване на корозия на структурата на кожуха чрез фиксиране на цинкови слитъци към кожуха. Електролитът от морска вода автоматично ще корозира първо цинковите блокове, като по този начин защитава структурата на стоманената обвивка. Второ, тъй като якостта на счупване на стоманата при висока температура и дългосрочно-натоварване е значително по-ниска от нейната краткосрочна-якост, трябва да се определи дългосрочната-якост на стоманата при продължителни условия на висока-температура. Стоманата автоматично се втвърдява и става крехка с течение на времето, феномен, известен като "стареене". Ударната якост на стоманата при ни-температурни натоварвания също трябва да бъде тествана.