1

Univerza v Ljubljani - Fakulteta za strojništvo

KKTS - LASOK

Varjene konstrukcije

doc.dr. Boris Jerman, univ.dipl.inž.str.

Govorilne ure:

• objava na vratih

• pisarna: FS - 414

• telefon: 01/4771-414

• boris.jerman@fs.uni-lj.si

(Tema/Subject: VK - ...)

Soavtor gradiva: i.prof.dr. Janez Kramar, univ.dipl.inž.str.

u2

Obseg predmeta (4 ECTS):

• predavanja: 30 ur;

• seminar: 0 ur;

• vaje: 30 ur.

Obveznosti:

• inskripcija;

• frekvenca (prisotnost);• izpit / kolokvija (pozitivno ���� 50%).

Vsak se mora sam prijaviti/odjaviti na/z izpit/a.

Univerza v Ljubljani - Fakulteta za strojništvo

KKTS - LASOK

Varjene konstrukcije

2

u3

Gradivo za študente (prosojnice s predavanj):http://lab.fs.uni-lj.si/lasok/index.html/http://www.fs.uni-lj.si/lasok/� Gradivo LASOK � VK ...).

Geslo za odpiranje študijskega gradiva!

Univerza v Ljubljani - Fakulteta za strojništvo

KKTS - LASOK

Varjene konstrukcije

1

Uvod

Nosilne konstrukcije strojev (in naprav) zajemajo tiste dele strojev, ki omogočajo pravilno razmestitev ostalih sklopov strojev, tem sklopom nudijo ustrezno oporo in se upirajo nastopajočim obremenitvam. Nosilne konstrukcije v veliki meri vplivajo tudi na zunanji izgled stroja. Največkrat jih imenujemo ogrodje stroja.

Pri opiranju drugih sklopov se lahko pojavijo velike obremenitve ogrodja.

3

Pomembni vidiki pri snovanju nosilnih elementov stroja/naprave:

a) zahtevana varnost (upravljavec in konstrukcija); b) zahtevana funkcionalnost; ---------------------------------------------------------------------------------1) nevarnosti, ki jim bo izpostavljen upravljavec stroja in njegova

okolica, vključno z nevarnostim za okolje;2) mehanske obremenitve, vključno s procesnimi obremenitvami; 3) temperaturne razmere v stroju (napravi) in okolici med montažo,

obratovanjem in v času vzdrževanja; 4) skrajna mejna stanja stroja (naprave) in nosilnih elementov (mejna

stanja nosilnosti); 5) mejna - še znosna deformabilnost nosilnih elementov (služnostno

mejno stanje – mejno stanje uporabnosti);6) lastne frekvence stroja in njegovih delov (npr. nevarnost

resonance).

2

2b

Pri snovanju se upošteva sledeče kriterije za dosego vgrajene varnosti in funkcionalnosti:

- globalna stabilnost (prevrnitev stroja);- napetostni kriterij;- deformacijski kriterij;- utrujanje;- stabilnost (uklon, izbočenje);- žilavost (krhki lom).

4

3

Kovinska gradiva za nosilne konstrukcije

Jekla:• ogljikova splošna konstrukcijska jekla (0,1 do 0,25 % ogljika in zadosti nizek odstotek žvepla, fosforja in silicija) so osnovna in najbolj pogosto uporabljana gradiva;• drobnozrnata nelegirana in nizko legirana jekla so naslednja zelo uveljavljena skupina; • nerjavna jekla prevladujejo v kemijski, farmacevtski in živilski industriji ter na področju kriotehnike; • jekla za poboljšanje se uporablja za nosilne elemente kot so sorniki, osi, gredi, zobniki itd., kjer je potrebna velika površinska trdota in se jih praviloma ne vari.

Aluminijeve zlitine (nekatere)

4

Natezni preizkus-preizkušanci (epruvete);-potek preizkusa; -rezultati preizkusa.

L0 začetna dolžina opazovanega območja;

Lp dolžina opazovanega območja ob pretrgu;

Lc dolžina valjastega območja;Lt celotna dolžina epruvete;A0 začetni presek preskušanca;Ap presek preskušanca ob

pretrgu (najmanjši);

Glede na relativno dolžino opazovanega območja (glede na d0) ločimo: L0= 10 d0 � dolga "epruveta"L0= 5 d0 � kratka evropska "e" L0=3,5 d0 � japonska "epruveta"

V primeru neokroglih presekov epruvet je merjena dolžina kratke evropske epruvete podana z izrazom:

(1/2)

Mehanske lastnosti jekla

5

Mehanske lastnosti jekla

Vir: iskraemeco-lab.si

Trgalni stroj

Epruvete okroglega in pravokotnega prereza

Simulacija nateznega preizkusa

Epruvete po nateznem preizkusu

Mehanske lastnosti jekla

Ozna-

ka

To-

čka

Opis

σprop

σel

σpl

σm

σpret

(2/2)

Primer diagrama za plastično (duktilno) jeklo. 6

6

6

Plastičnost (angl.: ductility) je lastnost nekaterih gradiv (npr. ogljikovih konstrukcijskih jekel), da se deli, obremenjeni preko meje plastičnosti, preden se pretrgajo, plastično deformirajo („vlečejo“).

(1/3)

Plastičnost (duktilnost) merimo na dva načina: a) z relativnim povprečnim trajnim raztezkom

(angl.: elongation, nem.: Bruchdehnung).

b) z relativnim trajnim zažemkom(angl.: contraction, nem.: Brucheinschnürung).

7

Vrednost plastičnosti je odvisna od oblike preizkušanca. Velja:

δε, 3,5 > δε, 5 > δε, 10(Pozornost pri primerjavi podatkov!)

Duktilna gradiva imajo raztezek δε,5 = 20 % do 50 % in več.

Plastičnost je zelo pomembna za nosilne konstrukcije:• omogoča prerazdelitev napetosti (ublažitve napetostnih konic)

in s tem• zmanjšanje potrebe po zelo točnem poznavanju napetostnih

konic.

(2/3)

7

8

Plastičnost je pomembna tudi pri izdelavi (preoblikovanju):

• pri kovanju, valjanju, upogibanju in vlečenju zadostna plastičnost gradiva preprečuje pojavljanje razpok;

• plastičnost kovin se praviloma veča z višanjem temperature, zato si pri preoblikovanju pogosto pomagamo z gretjem.

POZOR! Ohlajanje gradiva opazno zniža stopnjo plastičnosti materiala. Pri izboru gradiva moramo vedno preveriti, če je pri obratovalni temperaturi gradivo še dovolj plastično.

(3/3)

9

Žilavost (angl.: toughness, nem.: Kerbschlagarbeit) je zmožnostgradiva, da med plastičnim deformiranjem (pred porušitvijo)absorbira energijo.

Opredeljena je z energijo na enoto volumna, ki jo absorbirapreizkušanec obremenjen do zloma. Specifična absorbirana energijase izračuna po enačbi:

[Nm/m3] ali [Nm/cm3]

(1/3)

Žilavost gradiva je najbolj zaželena lastnost pri konstrukcijah, ki so podvržene sunkovitim obremenitvam (mehanskim udarcem ali termičnim šokom).

Plastičnost in žilavost gradiva sta pri mehkem jeklu v dobri korelaciji.

8

10

Meritve žilavosti (Charpijev preizkus)Izmeri se modul žilavosti in ne energije.

Meri se za zlom (krivljenje) porabljeno delo. Delo se deli s presekom preskušanca. Žilavost "ρ“ se zato podaja v Nm/cm2 ali kar v J/preskušanec.

Standardna epruveta ima kvadratni presek 10 x 10 mm in 2 mm globoko zarezo na natezno obremenjeni stranici.

Tipi zarez:• Charpy - okrogla zareza,• Charpy - ostra zareza, • ISO ostra zareza (najbolj uveljavljena), • DVM proba, • Schnadtova proba.

(2/3)Vira slik:Westmoreland Mechanical Testing & Research, Inc. Charpy Impact Testing. Zajeto 05.10.2011 na: http://www.wmtr.com/Content/impact_testing.htm&h

TWI Ltd. Charpy Impact Testing. Zajeto 05.10.2011 na: http://www.twi.co.uk/content/jk71.html&h

Merilna skala

Vzorec /epruveta

Kladivo

Nakovalo

Začetni položaj

Končni položaj

• Pri jeklih za nosilne konstrukcije povprečna izmerjena vrednost žilavosti treh preskusov ne sme biti izpod 27 J/epruveto (= 35 J/cm2),

• pri čemer ne sme noben od rezultatov biti izpod 70 % gornje vrednosti (18,9 J/epruveto oz. 24,5 J/cm2).

Vir: www.wmtr.com

A=1 cm2 A=0,8 cm2

11

(3/3)

9

12

(Natezna) Trdnost gradiva (angl.: ultimate strength, nem.: Festigkeit) je najvišja napetost, ki jo material še lahko prenese.

Največja obremenitev preizkušanca se deli z njegovim začetnim prečnim presekom (točka M na σ−ε oz. F-∆l diagramu).

Pri plastičnih materialih je porušna obremenitev (ne porušna napetost) nekoliko nižja od največje (točka U na σ−ε diagramu)

F

∆l

13

Modul elastičnosti (ang: Young’s Module) je definiran za začetni - elastični del σ-ε diagrama. Predstavlja nagib proporcionalnega odseka krivulje.

.... elastični modul ( enota: MPa = N/mm2)

.... normalna napetost v elastičnem območju

.... raztezek v elastičnem območju

Za vsa ogljikova konstrukcijska jekla je elastični modul zelo blizu vrednosti E = 206000 MPa.

10

14

Strižni modul je definiran za začetni - elastični del τ−γ diagrama. Predstavlja nagib proporcionalnega odseka krivulje.

Običajno se ga določi računsko iz elastičnega modula in faktorja izotropne kontrakcije.

.... strižni modul ( enota: MPa = N/mm2)

τ .... strižna napetost γ .... strižna specifična deformacija

.... povezava obeh modulov

ν .... faktor izotropne kontrakcije (Poissonov količnik)

Za vsa ogljikova konstrukcijska jekla je faktor kontrakcije ν = 0,3.

15

Klasična konstrukcijska jekla:• meja plastičnosti od 185 MPa do 360 MPa• natezno trdnost od 370 MPa do 600 MPa.

Visokotrdnostna jekla:• meja plastičnosti in natezna trdnost mnogo večja;• σ-ε diagram je tu ozek in visok ter nima več izrazite meje

plastičnosti.• razmerje meje plastičnosti proti porušni trdnosti je opazno

povečano.• Elastični modul, strižni modul ter temperaturni razteznostni

koeficient so tudi praktično enaki.

11

16

Diagram za visokotrdnostna jekla (primer)

Vrsta Rp 0.1 Rp 0.2 Rm ε-Fmax ε-zrušjekla MPa MPa MPa % %visokot. 1200 1221 1360 5,2 9,5S235 (227) 235 (445) (16) (22)

Specifični raztezek ε [%]

Nap

etos

t [M

Pa]

0

500

1500

1000

Diagram za mehka jekla (primer S235)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

17

Previdnost pri uporabi visokotrdnostnih jekel:

• material z višjo mejo plastičnosti ni vedno primernejši!• material z nizko plastičnostjo (δε) ne more v celoti

prerazporejati konic napetosti!• kdaj tako jeklo sploh uporabiti?

(kjer je lastna teža zelo pomembna in ni pretirano sunkovitih obremenitev: mostovi, veliki tlačni cevovodi, nekatere tlačne posode, avtodvigala ter žerjavi večjih in velikih nosilnosti.

• zelo skrbno oblikovanje detajlov, če se želi izkoristiti visoko nosilnost (brez večjih zareznih učinkov ter naglih sprememb togosti).

12

18

Razmerje med mejo plastičnosti in porušno trdnostjo:

ReH : RM

Nekatera avstenitna jekla, namenjene globokemu vleku: razmerje opazno pod 0,5.

Običajna konstrukcijska jekla: razmerje med 0,65 in 0,80.

Visokotrdnostna jekla: razmerje preko 0,80 (in se pri ultra visokotrdnostnih jeklih približujejo vrednosti 1,0).

19

Pri določanju dopustnih napetosti je pri viosokotrdnostnih jeklih potrebno upoštevati tudi natezno trdnost:

ker je

Pri višjem razmerju ReH : RM je lahko dopustna napetost, ki izhaja iz porušne trdnosti nižja od dopustne napetosti, ki izhaja iz meje plastičnosti.

13

20

Odvisnost mehanskih lastnosti od temperatureTrdnost, meja plastičnosti ter oba modula z naraščanjem temperature padajo (pri konstrukcijskih jeklih za 5 % do 10 % na 100 K).

Nad določeno temperaturo te lastnosti zelo naglo padejo - gradivo je tedaj funkcionalno neuporabno.

(1/4)

21

Odvisnost mehanskih lastnosti od temperature

Za jekla, ki se uporabljajo pri povišanih temperaturah, obstajajo podatki o lastnostih pri temperaturah do meje njihove uporabe.

Zaradi nevarnosti znižanja nosilnosti konstrukcij med požarom vsebuje standard SIST EN 1993-1-2:2005 parametre splošnih konstrukcijskih jekel za konstrukcijo σ-ε krivulj pri povišanih temperaturah do 1200 °C, ko je konec vsakršne nosilnosti tovrstnih jekel.

Pri projektiranju za temperature, ki so znatno nad ali pod običajnimi temperaturami, je potrebno to odvisnost upoštevati!

(2/4)

14

22

Plastičnost in žilavost jekla naraščata s temperaturo. To naraščanje ni enakomerno, ampak ima pri neki temperaturi izrazit stopničasti prehod (prehodna temperatura TP).

T…temperatura v Kt … temperatura v °C

Odvisnost modula žilavosti od temperature

(3/4)

23

Meja med „plastičnim“ in „krhkim“ jeklom je pri žilavosti:

ρISO,V = AV(T) = 27 J/preskušanec = 35 J/cm2 .

Z zniževanjem temperature postane prej žilav material nenadoma krhek. Pri ogljikovem konstrukcijskem jeklu paderaztezek ob porušitvi δ

εod običajnih 25 % na vsega 2 do 3 % !

Temperaturo, pri kateri žilavost preide zgoraj navedeno mejo, imenujemo prehodno temperaturo (TP ali T27J). Prehodna temperatura se lahko tekom življenjske dobe zviša (staranje, gretje, kemijski vplivi, radiacija, ...).

Krhki lom materiala je izredno nevaren, ker je za lom takega materiala potrebna minimalna energija. Običajna ogljikova konstrukcijska jekla imajo prehodno temperaturo med 253 K in 293 K (med -20 °C in 20 °C).

(4/4)

15

24

Odvisnost mehanskih lastnosti od debeline gradiva

Zap. št. območja debelin za ReH

Debelinsko območje

1 0 mm < t ≤ 16 mm

2 16 mm < t ≤ 40 mm

3 40 mm < t ≤ 63 mm

4 63 mm < t ≤ 80 mm

5 80 mm < t ≤ 100 mm

6 100 mm < t ≤ 150 mm

7 150 mm < t ≤ 200 mm

8 200 mm < t ≤ 250 mm

Zap. št. območja debelin za Rm

Debelinsko območje

1 0 mm < t < 3 mm2 3 mm ≤ t ≤ 100 mm3 100 mm < t ≤ 150 mm4 150 mm < t ≤ 250 mm5 250 mm < t ≤ 400 mm

Nominalna meja plastičnosti za najnižji debelinski razred. Za vsak naslednji debelinski razred meja plastičnosti pade za 10 ali 20 MPa. Včasih imata dva sosednja debelinska razreda tudi enako mejo plastičnosti ali trdnost.

25

Mehanske lastnosti jeklenih pločevin:

• so v ravnini pločevine v smeri valjanja (x-smer) nekoliko višje kot pravokotno na smer valjanja (y-smer);

• v smeri debeline (z-smer) so znatno nižje (tudi do 40 % in več). Stopnja zmanjšanja je izrazitejša pri debelih pločevinah.

• velja:

16

26

Zmanjšanje meje plastičnosti in trdnosti je problematično pri obremenitvah pločevine pravokotno na ravnino valjanja(zahtevati dodatno garancijo (atest) o tej meji plastičnosti).

Dodatna težava pri debelih pločevinah: plastni iztrg –slojevitost (ang.: "lamellar tearing", nem.: Terassenbruch). Razlog: vsebnost oksidov in drugih nekovinskih primesi v ingotih (pri nečisti tehnologiji). Zavaljane okside se odkriva z ultrazvočnim pregledom. (Čista tehnologija � ni težav.)

Neugodna smer obremenitve pločevine, ki odpirazavaljane vzdolžne razpoke.

27

Kadar bi lahko bila pločevina slojevita, se je potrebno izogibati takim spojem. Za tak spoj predpisi zahtevajo ultrazvočni pregled na slojevitost.

SIST EN 1993-1-10:2005 Projektiranje jeklenih konstrukcij –1-10. del: Izbira kakovosti jekla glede na žilavost in lamelarni lom opredeljuje način: a) kako se zavarovati proti neželjeni plastovitosti gradiva; b) za izbor pločevine za primer njene obremenjenosti v smeri

debeline.

Zavarovanje proti neželeni plastovitosti pločevine dosežemo s specifikacijo mehanskih lastnosti (predvsem duktilnosti) v smeri debeline pločevine po SIST EN 10164:2005.

17

28

Glavne vrste konstrukcijskih jekelSplošna konstrukcijska jekla (1/4)

SIST EN 10025-1:2004 in SIST EN 10025-2:2005,ISO 630-1:2011,(JUS C.B0.500:1989),(DIN 17100).

So:- vroče valjana;- nelegirana.

Ločimo:- osnovna (BS) in - kvalitetna (QS) ogljikova konstrukcijska jekla.

29

Splošna konstrukcijska jekla (2/4)

Zanje so predpisane mehanske lastnosti:- natezna trdnost;- meja plastičnosti;- raztezek ob porušitvi;- žilavost (garantirana pri različnih temperaturah).

Uporabljajo se za varjene, vijačene in kovičene konstrukcije za:- industrijske in druge stavbe;- mostove;- nosilne konstrukcije žerjavov in dvigal;- nosilne strojne konstrukcije;- druge dele strojev.

18

30

Splošna konstrukcijska jekla (3/4)

Druge lastnosti:- niso za toplotno obdelavo;- se jih da variti (so variva);- imajo garantirano kemično sestavo

(0,17 %

19

32

Drobnozrnata konstrukcijska jekla (1/3)

SIST EN 10025-3 in 4:2004 (SIST EN 10113:1997/del 1 in del 2�Razveljavljen 2005), (stari: JUS C.B0.502:1979), (stari: DIN 17102:1983, DIN 17155:1983 in delno DIN 280:1985).

So:- popolnoma pomirjena;- drobnozrnata;- rast kristalnih zrn je preprečena s prisotnostjo določenih

legirnih elementov (vsak pod 1 %) kot so: Nb (niobij), V (vanadij), Al, Ti, Cr, Ni, Mo, Cu in N (dušik), ki se vežejo v nitrite oz. nitride in karbide;

- variva.

33

Drobnozrnata konstrukcijska jekla (2/3)

Imajo garantirano kemično sestavo:- vsebnost ogljika: C

20

34

Drobnozrnata konstrukcijska jekla (3/3)

Predstavniki so:• po SIST EN 10028-1:2008+A1:2009 (in tudi 3. del)

- P275N, P355N in P460N;- P275NH, P355NH in P460NH;- P275NL1, P355NL1 in P460NL1;- P275NL2, P355NL2 in P460NL2;

• po SIST EN 10025:2004/del 1 in 3:- S275, S355, S420 in S460.

Temperaturno območje uporabe:- jekla z oznako P in S (žilavost garantirana do -50 °C);- jekla z oznako P (uporaba do +400 °C).

Minimalni raztezek ob porušitvi za drobnozrnata jekla je od 16 % do 24 %.

35

Jekla, odporna proti staranju

Lastnosti:• garantirana žilavost do –50 oC;• meja plastičnosti do +400 oC;• mehanske in druge lastnosti se s časom ekploatacije ne

spreminjajo bistveno;• varivost je zelo dobra (Oblikovanje detajlov!).

Namen uporabe: • tlačni cevovodi in tlačne posode.

21

36

Jeklena pločevina za tlačne posode (1/2)(kotelna pločevina)

SIST EN 10028 - Ploščati jekleni izdelki za tlačne posode - deli 1 do 7, npr.:• SIST EN 10028-1:2008+A1:2009 Ploščati jekleni izdelki za

tlačne posode - 1. del: Splošne zahteve (in: /AC:2010)• SIST EN 10028-2:2009 Ploščati izdelki iz jekel za tlačne

posode - 2. del: Nelegirana in legirana jekla s specificiranimi lastnostmi pri povišanih temperaturah

(JUS C.B4.014:1977),(DIN 17155�Razveljavljen in nadomeščen z DIN EN 10028).

- so nelegirana in nizkolegirana;- imajo veliko žilavost;

Predstavniki:• P235GH, P265GH, P295GH, P355GH, •16Mo3, 13CrMo4-5, 10CrMo9-10 in 11CrMo9-10

37

Jeklena pločevina za tlačne posode (2/2)(kotelna pločevina)

• namen: predvsem za parne kotle in druge vroče tlačne posode• mehanske lastnosti garantirane do 400 °C (PXXX; P=pressure)

in celo do 500 °C (druga na prejšnji prosojnici našteta jekla);• garantirane so tudi trdnosti lezenja po:

10.000 urah, 100.000 urah in 200.000 urah.

- vsebnost ogljika: 0,08 %

22

38

Nerjavna konstrukcijska jekla

SIST EN 10088-1:2005; SIST EN 10088-2:2005; SIST EN 10088-3:2005; (JUS C.B0.600:1990);(DIN 17441:1997�razveljavljen in nadomeščen z: �DIN EN 10028-7:2008).

Nerjavna jekla po SIST EN 10088-1 in -2:2005 vsebujejo:• Cr>10,5 % ; C< 1,2 %.

Nerjavna jekla se deli na: - feritna (20 različnih standardnih jekel) – (se magnetijo);- martenzitna – (se magnetijo);- avstenitna (37 različnih standardnih jekel) – (se ne magnetijo);- avstenitno-feritna nerjavna jekla.

Skoraj vsa nerjavna pločevina je tudi interkristalno odporna.

(1/6)

39

A. Feritna nerjavna jekla

vsebujejo največ: • 0,025 % do 0,08 % C • 0,50 % do 1,50 % Si • 0,50 % do 1,50 % Mn • 0,03 % do 0,040 % P • 0,01 % do 0,015 % S (razen dveh izjem)

ter najmanj: • 10,5 do 30 % Cr .

Drugi možni legirni elementi so še: • Mo, Nb, Ni, Ti, Zr, Al

(2/6)

Zr ... Cirkónij je sijoča sivkasto-bela, trdna prehodna kovina, ki je podobna titanu in je

zelo odporna proti koroziji. Uporaba za izdelavo zlitin, odpornih proti koroziji in v

jedrskih reaktorjih za absorber nevtronov.

Nb ... Niobij je kovina svetlo sive bare, mehka in kovna. Uporablja se v proizvodnji

korozijsko odpornih jekel. Zlitine s titanom, molibdenom in volframom so odporne

na visoke temperature.

23

40

B. Martenzitna nerjavna jekla

Vsebujejo:• največ 1,2 % C;• Si, Mn, S in P v podobnih količinah kot feritna nerjavna jekla.

Glavni legirni element: • 11,5 % < Cr < 19,0 %.

Ostali legirni elementi: • Cu, Mo, Nb (niobij), Ni,V (vanadij), Al.

Meja plastičnosti do 800 MPa.Natezna trdnost do 1100 MPa.

Raztezek pri porušitvi le redko preko 12 %.

(3/6)

41

C. Austenitna nerjavna jekla

Vsebujejo največ:• 0,015 do 0,15 % C, • 0,5 do 4,5 % Si, • 1 do 10,5 % Mn, • 0,025 do 0,045 % P, • (večinoma) do 0,015 % S.

Glavna legirna elementa sta: • Cr (16 do 28 %), • Ni (3,5 do 32 %).

Ostali legirni elementi: • Cu, Mo, Nb (niobij), Ti.

(4/6)

24

42

C. Austenitna nerjavna jekla

Meja plastičnosti: med 190 in 350 MPa;Natezna trdnost: med 470 in 950 MP;

Odlično razmerje: sReH/sm=0,37 do 0,40;

Raztezek ob porušitvi je visok: >35 % (pa tudi 45 %).

Najmanjša žilavost toplotno valjane avstenitne nerjavne pločevine presega 90 J.

(5/6)

43

Označevanje nerjavnih jekel:

po SIST EN 10088-1:2005:• imajo na prvem mestu črko X;• navedeni so tudi glavni legirni elementi.

Nekateri predstavniki feritnih nerjavnih jekel: X2CrNi12 X2CrTi12 X6CrNiTi12 X6Cr13 X6CrAl13 X6CrTi12

Nekateri predstavniki austenitnih jekel X10CrNi18-8 X2CrNiN18-7 X2CrNi18-9 X2CrNi19-11 0

Posebne oznake podajajo stanje površine pločevine.

(6/6)

25

44

Jekla za poboljšanje

Jekla s povečano korozijsko odpornostjo v atmosferiSIST EN 10025-5:2005 Vroče valjani izdelki iz konstrukcijskih jekel – 5. del: Tehnični dobavni pogoji za konstrukcijska jekla z izboljšano odpornostjo proti atmosferski koroziji(SIST EN 10155:1998 Razveljavljen v 2005.)

SIST EN 10083-1:2006 Jekla za poboljšanje - 1. del: Splošni tehnični dobavni pogoji

SIST EN 10083-2:2006 Jekla za poboljšanje - 2. del: Tehnični dobavni pogoji za nelegirana jekla

SIST EN 10083-3:2006 Jekla za poboljšanje - 3. del: Tehnični dobavni pogoji za legirana jekla(in: SIST EN 10083-3:2006/AC:2008)

45

Izbor primerno kvalitetnega splošnega konstrukcijskega jekla po kriteriju žilavosti

Da sezagotovi varnost proti krhkemu lomu, je potrebno izbrati kvaliteto jekla glede na obratovalne okoliščine. Pri izboru je potrebno upoštevati naslednje vplive:

A) Kombiniran vpli nateznih napetosti s strani stalnih obremenitev ter zaostalih napetosti (zaradi varjenja) s koeficientom ZA;

B) Debelina nosilnega elementa s koeficientom ZB;C) Obratovalna temperatura in temperatura montaže s

koeficientom ZC.

26

46

Vplivni

koeficient ZA

σG ... Natezne napetostivsled trajnih obremenitev

σa .... Dopustna natezna napetost, določena glede na mejo plastičnosti

I, II, III ... skupine oz. vplivne linije

47

Vplivni koeficient ZA

σG .... Natezne napetosti vsled trajnih obremenitev σa ..... Dopustna natezna napetost, določena glede na mejo plastičnosti

27

48

Vplivni koeficient ZB

49

Vplivni koeficient ZC

28

50

Določitev koeficienta Z in

primerne kvalitete jekla

Z = ZA + ZB + ZCPri :

Z ≤ 2 � jekla 1. kvalitetne skupine (brez garancije žilavosti) 2 < Z ≤ 4 � jekla 2. kvalitetne skupine (JR) 4 < Z ≤ 8 � jekla 3. kvalitetne skupine (J0) 8 < Z ≤16 � jekla 4. kvalitetne skupine (J2, K2)

51

Primer - podatki

• splošno konstrukcijsko jeklo S235;

• stalna natezna napetost 80 MPa ;

• prisotno je kopičenje zvarov;

• debelina pločevine t=18 mm;

• temperatura obratovanja T -35 OC.

29

52

Primer - izračun

Za navedene pogoje torej zadostuje jeklo S235J0, ki ima garantirano žilavost pri temperaturi 0 °C, čeprav obratovalna temperatura pade do –35 °C.

Univerza v Ljubljani - Fakulteta za strojništvo

KKTS - LASOK