Ako dodávateľ s nízkym zliatinou som chodil, som bol svedkom z prvej ruky jedinečné výzvy, ktoré prichádzajú s používaním týchto materiálov v chladných oblastiach. Nízke zliatinové lúče sú populárnou voľbou v konštrukcii kvôli ich vysokej sile, dobriu zvárateľnosti a relatívne nízkych nákladov. Ak sa však používajú v chladnom podnebí, čelia niekoľkým problémom, ktoré je potrebné starostlivo zvážiť.
1. Krehkosť pri nízkych teplotách
Jednou z najvýznamnejších výziev pri používaní lúčov s nízkym zliatinou v studených oblastiach je zvýšené riziko krehkosti. Kovy sa vo všeobecnosti stávajú krehkejšími, keď klesá teplota. Nízke zliatinové ocele, pričom majú pomerné pomery pevnosti - k hmotnosti v porovnaní s bežnými uhlíkovými ocelmi, sú stále náchylné na tento jav.
Pri nízkych teplotách klesá ťažnosť lúčov s nízkym zliatinou. Duklinnosť je schopnosť materiálu plasticky deformovať pred štiepením. Ak je teplota pod určitým prahom, známa ako tekutina krehkého prechodu (DBTT), správanie materiálu sa zmení z ťažného na krehké. V krehkom stave sa lúč môže náhle zlomiť v strese bez významnej predchádzajúcej deformácie. To môže byť mimoriadne nebezpečné v štruktúrach, ako sú mosty, budovy a priemyselné zariadenia v chladných regiónoch.
Napríklad v arktických oblastiach, kde môžu teploty klesnúť na - 40 ° C alebo nižšie, sa môže prekročiť DBTT mnohých nízkych zliatinových ocelí. Ak za to konštrukcia štruktúry nezohľadňuje, malá trhlina alebo chyba v lúči I sa môže rýchlo šíriť, čo vedie k katastrofickému zlyhaniu. Aby sme to vyriešili, je nevyhnutné vybrať si lúče s nízkym zliatinou s nízkym dbtt. Počas výrobného procesu sa môžu pridať špeciálne legovacie prvky na zníženie DBTT a zlepšenie húževnatosti materiálu pri nízkych teplotách.
2. Korózia v chladnom a vlhkom prostredí
Chladné oblasti majú často vysokú vlhkosť a prítomnosť snehu a ľadu, čo môže viesť k korózii lúčov s nízkym zliatinou. Korózia je chemická reakcia medzi kovom a jeho prostredím a v chladných a vlhkých podmienkach sa môže urýchliť.
Tvorba ľadu na povrchu lúčov I môže spôsobiť mechanické poškodenie, keď sa ľad rozširuje a sťahuje sa so zmenami teploty. To môže prelomiť vrstvu ochranného oxidu na povrchu ocele a vystaviť podkladový kov na ďalšiu koróziu. Okrem toho prítomnosť solí používaných na de - poleva a chodníky môže tiež zvýšiť mieru korózie.
Aby sa zabránilo korózii, je nevyhnutné správne povrchové ošetrenie. Povlaky, ako sú epoxidové farby, môžu poskytnúť bariéru medzi kovom a životným prostredím. Galvanizácia, ktorá zahŕňa poťahovanie ocele vrstvou zinku, je ďalšou účinnou metódou. Zinok pôsobí ako obetná anóda, ktorá koroduje namiesto ocele. Avšak v extrémne chladnom a drsnom prostredí je potrebné, aby boli tieto ochranné opatrenia pravidelne kontrolované a udržiavané, aby sa zabezpečila ich účinnosť.
3. Problémy s zváraním
Zváranie je bežnou metódou spojenia s nízkym zliatinovým lúčom v stavebníctve. V chladných oblastiach však zváranie predstavuje niekoľko výziev. Nízka teplota okolia môže spôsobiť, že oblasť zvaru sa príliš rýchlo ochladí, čo vedie k tvorbe tvrdých a krehkých mikroštruktúr. To môže mať za následok zníženú kvalitu zvaru a zvýšené riziko praskania.
Pred - zahrievanie ocele pred zváraním je často potrebné na spomalenie rýchlosti chladenia a na zabránenie tvorby týchto nežiaducich mikroštruktúr. Teplota pred zahrievaním závisí od typu nízkej zliatinovej ocele, hrúbky lúča a použitého procesu zvárania. Napríklad vo veľmi chladných podmienkach môže byť potrebné zahrievanie na teploty až 100 - 200 ° C.
Okrem predbežného zahrievania môže byť potrebné aj na zmiernenie zvyškového napätia v oblasti zvaru aj pri predpretie. Zvyškové napätia môžu v priebehu času spôsobiť praskanie, najmä v chladnom prostredí, kde je materiál už krehkejší. Implementácia týchto procesov tepelného spracovania v chladných oblastiach však môže byť logisticky náročná a nákladná.
4. Tepelná expanzia a kontrakcia
Nízka zliatina I Beams, podobne ako všetky kovy, rozširujte pri vyhrievaní a sťahuje sa pri ochladení. V studených oblastiach môžu veľké teplotné variácie medzi letným a zimom spôsobiť výraznú tepelnú expanziu a kontrakciu lúčov.
Ak štruktúra nie je navrhnutá tak, aby vyhovovala týmto dimenzionálnym zmenám, môže viesť k vnútorným napätiam. Tieto napätia môžu spôsobiť deformáciu, praskanie alebo dokonca zlyhanie štruktúry. Napríklad v budove s tuhým rámom vyrobeným z lúčov s nízkym zliatinou I môže kontrakcia lúčov počas zimy nadmerné napätie zdôrazniť spojenia medzi lúčmi a stĺpmi.
Na vyriešenie tohto problému je možné do návrhu štruktúry začleniť expanzné kĺby. Tieto kĺby umožňujú lúčom voľne sa rozširovať a konať bez toho, aby spôsobili poškodenie celkovej štruktúry. Návrh a inštalácia expanzných spojov je však potrebné starostlivo naplánovať, aby sa zabezpečila ich efektívnosť.
5. Výzvy na dizajn a inžinierstvo
Navrhovanie konštrukcií pomocou lúčov s nízkou zliatinou v studených regiónoch si vyžaduje špecializované znalosti a odborné znalosti. Inžinieri musia zvážiť jedinečné vlastnosti materiálu pri nízkych teplotách, ako je znížená ťažnosť a zvýšená krehkosť.
Zaťaženie - nosnosť nosníkov I sa môže meniť pri nízkych teplotách a dizajn musí zodpovedať za tieto variácie. Napríklad prípustné úrovne napätia bude možno potrebné upraviť, aby sa zaistila bezpečnosť štruktúry. Seizmický dizajn štruktúr v chladných oblastiach môže byť tiež ovplyvnený správaním materiálu pri nízkych teplotách.
V studených oblastiach môže byť snehové zaťaženie výrazne vyššie ako v teplejších oblastiach. Návrh štruktúry musí byť schopný vydržať tieto silné snehové zaťaženie, pričom sa zohľadňuje potenciálne oslabenie nízkych zliatin, ktoré som v dôsledku teplôt za studena.
Naše riešenia a výrobky
Ako dodávateľ s nízkym zliatinou I Beams I, chápeme tieto výzvy a sme odhodlaní poskytovať výrobky vysokej kvality, ktoré vydržia tvrdé podmienky chladných oblastí. Ponúkame nízku zliatinu, ktoré som nosil s starostlivo vybranými prvkami na legovanie, aby sme znížili DBTT a zlepšili húževnatosť pri nízkych teplotách.
Naše výrobky tiež prechádzajú prísnymi procesmi kontroly kvality vrátane povrchového spracovania, aby sa zabránilo korózii. Môžeme poskytnúť usmernenie týkajúce sa postupov zvárania vrátane predbežného zahrievania a tepelného ošetrenia zvareného zvárania, aby sme zaistili vysoké kvalitné zvary.
Okrem lúčov s nízkou zliatinou I dodávame aj ďalšie súvisiace výrobky, ako napríkladHorúce rebrované oceľové tyče,Obyčajná oceľaOceľ s nízkym zliatinovým kanálom. Tieto výrobky sú tiež navrhnuté tak, aby vyhovovali špecifickým požiadavkám výstavby v chladných regiónoch.
Záver
Použitie lúčov s nízkou zliatinou I v studených oblastiach predstavuje niekoľko výziev vrátane krehkosti pri nízkych teplotách, korózii, ťažkostí zvárania, tepelnej expanzie a kontrakcie a výzvy na dizajn a inžinierstvo. Pri správnom výbere materiálu, povrchového spracovania, postupov zvárania a štrukturálneho dizajnu sa však tieto výzvy môžu efektívne riadiť.
Ak ste zapojení do stavebného projektu v chladnom regióne a uvažujete o použití nízkej zliatiny, ktoré lúče, odporúčame vám, aby ste nás kontaktovali a požiadali o ďalšie informácie. Náš tím odborníkov vám môže poskytnúť podrobnú technickú podporu a pomôcť vám vybrať pre váš projekt najvhodnejšie produkty. Tešíme sa na príležitosť prediskutovať vaše potreby a zapojiť sa do rokovaní o obstarávaní.
Odkazy
- Asce. (2017). Inžinierska príručka pre studenú oblasť. Americká spoločnosť stavebných inžinierov.
- ASTM. (2020). Normy pre ocele s nízkou zliatinou. Americká spoločnosť pre testovanie a materiály.
- Bhadeshia, HKDH (2018). Oceľ: mikroštruktúra a vlastnosti. Elsevier.
