Dodávka tlustých plechů v jakosti S355K2G3 se zlepšenými deformačními vlastnostmi kolmo k povrchu

1. Technicko-obchodní požadavky zákazníka 

Zákazník poptal dvě tabule plechu 15x2000x6000 v jakosti S355J2G3 s požadovaným dodacím termínem 2 až 3 týdny. Mimo dnes již standardních parametrů (materiál odpovídající normě EN 10025, atestace 3.1B dle EN 10204) však navíc požadoval, aby plechy vyhověly požadavkům normy EN10164, třída Z35 a toto bylo prokazatelným způsobem doloženo.

 

2. Teoretická část

2.1. Vměstky v oceli

Vměstky, které se vyskytují v ocelích, jsou buď chemické sloučeniny (sulfidy, oxidy, křemičitany, hlinitany) nebo nekovové vměstky, které se do oceli dostávají z vyzdívek hutnických agregátů.  Pokud je vměstků v oceli velké množství nebo jsou-li nerovnoměrně rozptýlené, zhoršují její mechanické vlastnosti  (např. houževnatost).  Sulfidové vměstky v oceli ukazuje obr.1.

 

obr.1 Sulfidové vměstky v oceli, zvětšení 100x, leptáno


2.2. Rozdílné mechanické vlastnosti plechů v různých směrech

Křemičitany a sulfidy jsou vměstky tvárné, což znamená, že při teplotách tváření se stávají plastickými a protahují se ve směru tváření. U plechů, kde dochází při válcování k výrazné redukci zejména ve směru tloušťky, se navíc „zplošťují“. Toto je ilustrováno Baumannovým otiskem příčného řezu plechu na obr. 2. Výsledkem jsou pak rozdílné mechanické vlastnosti v závislosti na orientaci odebraného vzorku. Nejlepší výsledky tahové zkoušky jsou dosaženy ve směru shodném se směrem válcování, horší ve směru příčném (poznámka: tato poloha je v EN 10025 předepsána pro ploché výrobky širší než 600 mm). Směr kolmo k povrchu plechu je pak z tohoto hlediska nejhorší. Za předpokladu, že jsou při  výrobě učiněna technologická opatření (co nejmenší obsah síry),  je však možné výrobky s definovanými vlastnostmi i v tomto směru  dodávat.

 

 

obr.2  Baumannův otisk příčného řezu plechu

 

2.3. Technické odůvodnění požadavků na Z-vlastnosti

I když je většina dílců konstruována tak, aby k namáhání významnými zatěžujícími silami kolmo na povrch plechu nedocházelo, ne vždy je to možné (např.  při konstrukci složitých svařovaných rámů s výztuhami). Dále existují případy, kdy je nutno s těmito zatíženími počítat v extrémních případech (ocelové konstrukce v seismických oblastech). Dalším případem může být situace, kdy tato namáhání vznikají při svařování, jsouce způsobena smršťováním při tuhnutí svařového kovu. V těchto případech může v oblastech přítomnosti vměstků dojít ke vzniku trhlin,  jak naznačeno na obr.3. Tyto trhliny pak mohou přerůst v „terasovité“ lomy s fatálními důsledky nejen pro dotyčnou součást, ale i pro celé zařízení, a to  s nedozírnými následky.  

 

obr.3 Vznik trhlin v součásti namáhané kolmo k povrchu výrobku,
který nemá v tomto směru  vyhovující  deformační vlastnosti.

                      

2.4 ČSN EN 10164 : Výrobky z ocelí se zlepšenými deformačními vlastnostmi kolmo k povrchu výrobku

Technické dodací podmínky

Veličinou, vystihující odolnost materiálu proti vzniku terasovitých lomů, je zde hodnota kontrakce při přetržení zjištěná při tahové zkoušce vzorku – zkušební tyčky s osou kolmou k povrchu plechu. Nebezpečí vzniku těchto lomů se snižuje s její stoupající hodnotou. Zkoušku dobře ilustruje obr.4.  

Norma EN 10164 zavádí tři jakostní skupiny - a sice Z15, Z25 a (nejlepší) Z35. Hodnotícím kritériem je kontrakce při přetržení v %, průměr ze tří provedených zkoušek. Tato hodnota musí být nejméně tak velká jako je číslice za písmenem Z. Dále jsou předepsány i minimální hodnoty nejhoršího výsledku z těchto tří zkoušek.

 
Kontrakce Z (%) je definována:  (So – Su) / So x 100

kde: So…Počáteční průřez zkušební tyčky
       
Su…Nejmenší průřez zkušební tyčky po jejím přetržení


obr.4 Zkušební tyčka a definice kontrakce při přetržení

 

3. Řešení

Z důvodu  krátkého dodacího termínu a malého množství bylo možné nabídnout jen materiál ze skladové zásoby. Zkoušku Z35 bylo nutné provést dodatečně, neboť normou EN 10025 není taxativně požadována. 

 

Poznámka: Toto ostatně platí prakticky pro všechny normy z oblasti plochých výrobků, ať již jde o plechy „kotlové“ (EN 10028) nebo jemnozrnné (EN 10113, vysoce pevné EN 10137) až po plechy pro zakotvené Off-shore konstrukce (EN 10 225).

Vzhledem k tomu, že Bohdan Bolzano s.r.o. dodává plechy od předních evropských výrobců, nebylo problémem po přezkoumání atestů nalézt ve skladové zásobě takové plechy, u kterých byla vysoká pravděpodobnost, že dodatečná zkouška Z35 „vyjde“. I z tohoto důvodu byly pro dodávku nabídnuty plechy ve vyšším jakostním stupni než požadováno, a to S355K2G3. Tento předpoklad se naplnil, jak dokládá obr.5 Protokol o dodatečných zkouškách GERMANISCHER LLOYD.

 

4. Závěr

Atest 3.1B na obr. 6 výmluvným způsobem dokladuje nadstandardní jakost dodaného produktu. Upoutá 15ti prvková analýza a uhlíkový ekvivalent, jakož i vysoké hodnoty nárazové práce. V přímé souvislosti s naším tématem je zejména nízký obsah síry - 9x méně než připouští norma EN 10025!

 

 


obr. 5 Protokol o dodatečných zkouškách GERMANISCHER LLOYD


 

obr. 6 Atest 3.1B k dodanému plechu, vystavený výrobcem SSAB Oxelösund

       

© 1190-2007 Bohdan Bolzano, s.r.o. Huťská 1379, 272 01 Kladno Tel.: +420 312 613 300