12 POUŽITIE KONŠTRUKČNÝCH A VYSOKOPEVNÝCH OCELÍ

12 POUŽITIE KONŠTRUKČNÝCH A VYSOKOPEVNÝCH OCELÍ Úlohou projektanta je navrhnúť konštrukciu tak, aby čo najlepšie slúžila svojmu určeniu (mala požadované parametre), pracovala po celý čas životnosti, neohrozovala životné prostredie, dala sa ekonomicky vyrobiť a udržovať. Konštrukcie sú obyčajne zaťažované zložitým spôsobom a môžu sa rôznym spôsobom poškodiť. Oceľové konštrukcie, mosty, stožiare a i. sa môžu poškodiť stratou stability prvkov, nadmernou koróziou, môžu sa použiť únavovým, krehkým, prípadne aj tvárnym lomom. Tlakové nádoby sa môžu poškodiť koróziou, rastom defektov vplyvom opakovaného zaťažovania a/alebo praskania pri napätí až vznikne netesnosť alebo krehké porušenie nádoby. Oceľové konštrukcie sa navrhujú podľa viacerých medzných stavov. Prvý návrh konštrukcie sa robí na odolnosť proti nadmernej deformácii a tvárnemu porušeniu podľa medze klzu R e a pevnosti R m ocele. Oceľ musí byť dostatočne húževnatá, aby konštrukcia bola odolná proti krehkému porušeniu. Tvar konštrukčných detailov určuje ich únavovú pevnosť. Obyčajne sa nenájde oceľ a prídavný materiál na zváranie, ktorý by spĺňal všetky požiadavky z hľadiska každého medzného stavu porušenia materiálu. Aj niektoré požiadavky na voľbu konštrukčného materiálu a konštrukčného riešenia sú protichodné: vysoké pevnostné charakteristiky a vysoká húževnatosť, vysoká spoľahlivosť a ekonomickosť. Preto projektant musí zvoliť kompromisné riešenie, musí uprednostniť rozhodujúce požiadavky a v prijateľnej miere zohľadniť ostatné. 12.1 Vlastnosti konštrukčných ocelí Na výrobu zváraných oceľových konštrukcií sú určené ocele skupiny S konštrukčné a P na tlakové zariadenia. Možno sem priradiť aj ocele skupiny L na rúrovody, prípadne aj H za studena valcované ploché výrobky z vysokopevných ocelí, ktoré sa používajú pri zhotovení oceľových konštrukcií. 12.1.1 Konštrukčné ocele Vlastnosti konštrukčných ocelí S sú stanovené súborom noriem EN 10025-1 až 6: 2005, EN 10025: Výrobky valcované za tepla z konštrukčných ocelí EN 10025-1, Časť 1: Všeobecné technické dodacie podmienky Táto norma stanovuje požiadavky na ploché a dlhé výrobky z konštrukčných ocelí okrem dutých profilov a rúr. EN 10025-2, Časť 2. Technické dodacie podmienky na nelegované konštrukčné ocele Patria sem ocele pevnostnej triedy S235, S275, S355 a S450 so zaručenou húževnatosťou KV a s prípustným obsahom síry do Smax = 0,035 % až 0,045 % a ocele S185, E295, E335 a E360 bez záruky húževnatosti s obsahom síry do S = 0,055 %. Sú to kvalitné ocele, upokojené, alebo plne upokojené. Z označenia ocele možno vyčítať jej základné charakteristiky. Za značkou S sú tri číslice vyjadrujúce základnú medzu klzu (pre t 16 mm). Ďalšie dva znaky vyjadrujú húževnatosť ocele, nárazovú prácu KV pri skúšobnej teplote T s = +20 C... (R); 0 C... (O); 20 C... (2); prípadne nižšej. Písmeno J znamená hodnotu KV = 27 J; písmeno K... KV = 40 J a písmeno L... KV = 60 J. Pre liate ocele sa používa rovnaké označenie, ale pred značkou S je písmeno G. Príklad označenia ocele: 144

S355K2... R e = 355MPa; KV = 40 J pri 20 C. Označenie liatej ocele: GS355K2... R e = 355 MPa; KV = 40 J pri 20 C. Maximálne prípustné obsahy C a hodnôt uhlíkového ekvivalentu CEV t 40 mm sú: oceľ S235 S275 S355 S450 C 0,19 0,21 (0,24) 0,23 (0,27) 0,23 CEV 0,35 0,40 0,45 0,49 pre kvalitu húževnatosti JR Označenie v objednávke musí obsahovať stav dodávky: - +N normalizačne žíhaný stav, napr. S355K2+N, - +AR bez požiadaviek pri valcovaní, - +C zvlášť vhodné na zhraňovanie/ohýbanie. EN 10025-3, Časť 3: Technické dodacie podmienky na normalizačne žíhané/normalizačn valcované zvariteľné jemnozrnné konštrukčné ocele Sú najviac používané ocele na zvárané oceľové konštrukcie. Vyznačujú sa dobrou zvariteľnosťou a vysokou húževnatosťou. Prípustný obsah síry je S = 0,025 až 0,030 %, skutočný obsah býva S < 0,015 %. Za základným označením S275, S355, S420, S460 nasledujú písmená N alebo NL. Majú zaručenú húževnatosť KV (J) v pozdĺžnom ako aj v priečnom smere pri jednotlivých teplotách skúšania T s = +20, 0 až 50 C. Akosť NL vyjadruje vyššiu hodnotu húževnatosť ako N. Okrem obsahu chemických prvkov vrátane mikrolegúr Nb, V, Al, Ti, N je limitovaný aj uhlíkový ekvivalent CEV. Maximálne prípustné obsahy C a hodnôt CEV (t 63 mm) sú: Oceľ... t 63 mm S275N/NL S355N/NL S420N S460N C (%) 0,20/0,18 0,22/0,20 0,22 0,22 CEV (%) 0,40 0,43 0,48 0,53 Príklad označenia: S 420NL... R e = 420 MPa pozdĺžny smer: KV = 63 J pri +20 C, KV = 27 J pri 50 C priečny smer: KV = 40 J pri +20 C, KV = 16 J pri 50 C EN 10025-4, Časť 4: Technické dodacie podmienky na termomechanicky valcované zvariteľné jemnozrnné konštrukčné ocele Sú to veľmi dobre zvariteľné ocele. Za základným označením S275, S355, S420, S460 nasledujú písmená M alebo ML, ktoré vyjadrujú húževnatosť KV (J) v pozdĺžnom, ako aj v priečnom smere pri jednotlivých teplotách skúšania T s = +20, 0 až 50 C. Akosť ML vyjadruje vyššiu hodnotu húževnatosti ako M. Sú limitované mikrolegúry Nb, V, Al, Ti, N a uhlíkový ekvivalent CEV. Hodnoty obsahu uhlíka C a uhlíkového ekvivalentu CEV: Oceľ... t 40 mm S275M S355M S420M S460M C (%) 0,15 0,16 0,18 0,18 CEV (%) 0,34 0,39 0,45 0,46 145

Príklad označenia: S 460ML... R e = 460 MPa pozdĺžny smer: KV = 63 J pri +20 C, KV = 27 J pri 50 C priečny smer: KV = 40 J pri +20 C, KV = 16 J pri 50 C EN 10025-5, Časť 5: Konštrukčné ocele so zvýšenou odolnosťou proti atmosferickej korózii Používajú sa na oceľové konštrukcie bez ochranného náteru. Ocele majú zvýšený obsah chrómu Cr, medi Cu a niektoré aj fosforu P. Vyrábajú sa v pevnostných triedach S235 a S355 so zaručenou húževnatosťou akosti J0, J2 a K2. Zahrňuje ocele: S235J0W a J2W; S355JOW, J2W a K2W a S355JOWP a J2WP. Na zváranie týchto ocelí treba použiť špeciálne zodpovedajúce prídavné materiály, napr. 1 % Cr; 0,5 % Ni; 0,4 % Cu. Príklad označenia ocele: S355K2W R e = 355MPa; KV = 4O J pri 20 C (KV = 27 J pri 30 C) EN10025-6 Výrobky valcované za tepla z konštrukčných ocelí EN 10025-6, Časť 6: Technické dodacie podmienky na ploché výrobky z konštrukčných ocelí so zvýšenou medzou klzu v zošlachtenom stave Sú to ocele/oceľové výrobky dodávané v zošľachtenom (kalený a popustený, Q + T) stave. Zahrňuje ocele: S460, S500, S550, S620, S690, S890, S960 Za základným označením nasledujú znaky Q, QL, QL1, ktoré vyjadrujú čistotu ocele (obsah P a S) a húževnatosť v pozdĺžnom aj priečnom smere, pri rôznych teplotách. Legujúce prvky vrátane legúr sú limitované pre celú skupinu ocele, pritom výrobca môže voliť rôzne kombinácie prvkov. Uhlíkový ekvivalent CEV ocele sa pohybuje v rozpätí 0,47 až 0,83%. Významné legujúce prvky sú limitované: Cr 1,60 %, Cu 0,55 %, Mo 0,74 %, Ni 2,1 %, V 0,14 % Ti 0,07 % Nb 0,07 % Príklad označenia: S 890QL1... R e = 890 MPa R m = 940 1100 MPa pozdĺžny smer: KV = 60 J pri ± 0 C, KV = 30 J pri 60 C priečny smer: KV =40 J pri ± 0 C, KV = 27 J pri 60 C EN 10137-3 Platne a ploché výrobky zhotovené z konštrukčných ocelí s vysokou medzou klzu v zošlachtenom alebo precipitačne vytvrdenom stave Časť 3: Dodacie podmienky pre precipitačne vytvrdené ocele Zahrňuje ocele: S500, S550, S620, S690 Za základným označením nasledujú písmená A, AL, ktoré vyjadrujú čistotu ocele (obsah P a S) a húževnatosť v pozdĺžnom aj priečnom smere pri T s = 0, -20, 40 C. Legujúce prvky sú limitované pre celú skupinu prvkov, výrobca môže voliť kombináciu prvkov. Uhlíkový ekvivalent CEV ocele nie je určený. Významné legujúce prvky sú limitované: Cr 0,30 %, Cu 2,0 %, Mo 0,5 %, Ni 2,0 %, V 0,10 % Ti 0,10 % Príklad označenia: S 690 AL... R e = 690 MPa R m = 760 930 MPa 146

pozdĺžny smer: KV = 65 J pri ± 0 C, KV = 40 J pri 40 C priečny smer: KV = 40 J pri ± 0 C, KV = 30 J pri 40 C Poznámka: ECISS/TC10 uznesením 2/1999 zrušila normu EN 10137-3, nebola nahradená inou normou. EN 10034 Tyče prierezu I a H z konštrukčných ocelí... EN 10055 Oceľové rovnoramenné profily T so zaoblenými prechodmi... EN 10056 Tyče z konštrukčných ocelí rovnoramenného a nerovnoramenného prierezu L... 12.1.2 Ocele na tlakové zariadenia Základné požiadavky na oceľ sú v EN 10028-1 až 7. Pre oceľové výrobky ako valcované tyče, bezšvové alebo zvárané rúry, výkovky, odliatky atď. sú iné EN pozri EN 13445 [115] a tab. 3-3. EN 10028-1 až 7, Ploché výrobky z ocelí na tlakové nádoby a zariadenia EN 10028-1, Všeobecné požiadavky EN 10028-2, Nelegované a legované ocele pre vyššie teploty Zahrňuje ocele: P235GH, P265GH, P295GH, P355GH a legované ušľachtilé ocele 16Mo3, 13CrMo4-5, 10CrMo9-10, 11CrMo9-10. Znak H znamená vysoké teploty, znak G iné charakteristiky, medza klzu R p0,2 pri T = 100 až 500 C, medza tečenia R 1%/t/T, medza pevnosti pri tečení žiaropevnosť R m/t/t pre 10000, 100000 a 200000 h. Ocele P235GH a P355GH sa môžu dodávať v normalizovanom stave. Obsah C 0,22 %, uhlíkový ekvivalent CEV treba dohodnúť s dodávateľom ocele. Pre ocele P235GH až P355GH je stanovená nárazová práca KV = 27 J pri 0 C, pre legované ušľachtilé ocele 16Mo3, atď. KV = 31 J pri +20 C. EN 10028-3, Normalizačne žíhané zvariteľné jemnozrnné ocele Zahrňuje ocele: P275N, P355N, P460N. Ocele sú ďalej zatriedené do štyroch skupín kvality: P... N základná kvalita P... NH pre zvýšené teploty P... NL1 pre nízke teploty P... NL2 špeciálna kvalita pre nízke teploty. Je stanovené chemické zloženie, vrátane uhlíkového ekvivalentu CEV a rázová húževnatosť v pozdĺžnom aj priečnom smere, pri rôznych teplotách. Pre kvalitu P... NL2 je nárazová práca minimálne: KV = 100 J... pri +20 C, KV = 30 J... pri 50 C. Sú určené hodnoty medze klzu R p0,2 od 100 do 400 C. EN 10028-4, Ocele legované niklom so stanovenými vlastnosťami pri nízkych teplotách Zahrňuje 7 ocelí, podľa obsahu Ni a zaručenej nárazovej práce KV (J) pri minimálnej teplote skúšania T s. 147

Označenie C max Ni R eh (MPa) KV (J) T s ( C) 11MnNi5-3 0,14 0,30 0,80 285 40 60 13MnNi6-3 0,16 0,30 0,85 355 40 60 15NiMn6 0,18 1,30 1,70 355 40 80 12Ni14 0,15 3,25 3,75 355 40 100 12Ni19 0,15 4,75 5,25 390 40 120 X8Ni9 0,10 8,50 10,0 490/585 40 196 X7Ni9 0,10 0,50 10,0 585 100 196 EN 10028-5, Zvariteľné termomechanicky valcované jemnozrnné ocele Zahrňuje tri pevnostné triedy ocelí: P355M, P420M a P460M, každú v troch kvalitách húževnatosti: P... M základná kvalita KV = 27 J pri T s = 20 C P... ML1 zaručená húževnatosť do 40 C KV = 27 J pri T s = 40 C P... ML2 zaručená húževnatosť do 50 C KV = 27 J pri T s = 50 C Pre hrúbky t = 16 až 40 mm je obsah C = 0,14 až 0,16 % a hodnota CEV = 0,39 až 0,46 %. EN 10028-6, Zvariteľné zošľachtené jemnozrnné ocele Zahrňuje štyri pevnostné triedy ocelí: P355Q, P460Q, P500Q, P690Q, každú v štyroch kvalitách húževnatosti (podľa KV = 27 J). P... Q základná kvalita, KV = 27 J; T s = 20 C P... QL1 zaručená húževnatosť do 40 C P... QL2 zaručená húževnatosť do 60 C P... QH zaručené vlastnosti pri zvýšených teplotách, R p0,2 do +300 C Obsah C = 0,16 až 0,20 %. Podmienky zvárania treba dohodnúť s dodávateľom ocele. EN 10028-7, Nehrdzavejúce ocele Zahrňuje 22 základných a 13 špeciálnych značiek ocelí od 18Cr-7Ni až po 20Cr25Ni7Mo. Obsah uhlíka sa mení v rozmedzí C = 0,03 až 0,08 %, výnimočne až 0,10 %. Mechanické vlastnosti sú určené v závislosti od druhu ocele, pre: - feritické R p0,2 = 230 až 300 MPa R m = 450 až 650 MPa KV 50 J - martenzitické R p0,2 = 690 MPa R m = 780 až 980 MPa KV = 55 až 70 J Ďalej sú uvedené údaje odolnosti proti interkryštalickej korózii, minimálna pevnosť v ťahu R m/t od +100 do 600 C, medza tečenia R 1%/t/T a medza pevnosti pri tečení R m/t/t pri 10000 až 200000, resp. 250000 h. Ďalej sú uvedené tieto údaje: - súčiniteľ teplotnej rozťažnosti α od +100 do 1000 C, - súčiniteľ tepelnej vodivosti λ - pri +20 C, - merné teplo c pri +20 C, - merný elektrický odpor pri +20 C. Poznámka: Tá istá oceľ môže byť označená aj ako S alebo P, pokiaľ spľňa príslušné požiadavky, napr. S355N/P355N. EN 10088-1 Nehrdzavejúce ocele. Časť 1: Zoznam nehrdzavejúcich ocelí 148

12.1.3 Ocele na rúry diaľkovodov EN 10208-1 až 3. Oceľové rúry na potrubia na horľavé tekutiny. Technické dodacie podmienky - 2 Rúry podľa požiadaviek triedy B Zahrňuje ocele L245, L290, L360, L415, L450, L485 a L555. Ocele podľa spôsobu výroby možno zatriediť do troch skupín: N normalizované, sem patria ocele: L245NB až L415NB Q zošľachtené: L360QB až L555QB M termomechanicky valcované: L245MB až L555MB. V norme je stanovené smerné chemické zloženie vrátane CEV, medza klzu R t0,5, medza pevnosti R m, pomer R t0,5 /R m 0,80; 0,85; 0,88; 0,90 a požadovaná nárazová práca KV (J) pri 0 C v závislosti od medze klzu (značky ocele) a priemeru rúry. Pre základný materiál je predpísaná aj skúška DWT (skutočnej hrúbky) pri 0 C, podiel tvárneho lomu má byť PL 85 %. Poznámka: Pre klimatické podmienky Slovenska bola stanovená návrhová teplota 10 C. Na stanovenie a hodnotenie postupov zvárania kovových materiálov sa tieto zaraďujú do skupín. ISO 15608:2000 zatrieďuje ocele do 11 skupín podľa tab. 3-4. Tab.3-4 Skupinový systém pre ocele podľa ISO/TR 15608:2000 Skupina Podskupina Druh ocele 1 Ocele so zaručenou minimálnou medzou klzu R eh 460 N/mm 2 a) a s obsahom prvkov v %: C 0,25 Cu 0,40b) Si 0,60 Ni 0,5b) Mn 1,70 Cr 0,3 (0,4 na odliatky)b) Mo 0,70b) Nb 0,05 S 0,045 V 0,12b) P 0,045 Ti 0,05 1.1 Ocele so zaručenou minimálnou medzou klzu R eh 275 N/mm 2 1.2 Ocele so zaručenou minimálnou medzou klzu 275 N/mm 2 < R eh 360 N/mm 2 1.3 Normalizované jemnozrnné ocele so zaručenou minimálnou medzou klzu R eh > 360 N/mm 2 1.4 Ocele so zlepšenou odolnosťou proti atmosférickej korózii, ktorých analýza môže prekročiť požiadavky na základné prvky, ako sú uvedené v 1 2 Termomechanicky spracované jemnozrnné ocele a ocele na odliatky so zaručenou minimálnou medzou klzu R eh > 360 N/mm 2 2.1 Termomechanicky spracované jemnozrnné ocele a ocele na odliatky so zaručenou minimálnou medzou klzu 360 N/mm 2 < R eh 460 N/mm 2 2.2 Termomechanicky spracované jemnozrnné ocele a ocele na odliatky so zaručenou minimálnou medzou klzu R eh > 460 N/mm 2 3 Kalené a popustené ocele a precipitačne vytvrdené ocele mimo nehrdzavejúcich ocelí so zaručenou minimálnou medzou klzu R eh > 360 N/mm 2 3.1 Kalené a popustené ocele so zaručenou minimálnou medzou klzu 60 N/mm 2 < R eh 690 N/mm 2 3.2 Kalené a popustené ocele so zaručenou minimálnou medzou klzu R eh > 690 N/mm 2 3.3 Precipitačne vytvrdené ocele mimo nehrdzavejúcich ocelí 149

Skupina Podskupina Druh ocele 6 Cr-Mo-(Ni) ocele s vanádiom 6.1 Ocele s 0,3 % Cr 0,75 %, Mo 0,7 % a V 0,35 % 6.2 Ocele s 0,75 % < Cr 3,5 %, 0,7 % < Mo 1,2 % a V 0,35 % 6.3 Ocele s 3,5 % < Cr 7,0 %, Mo 0,7 % a 0,45 % V 0,55 % 6.4 Ocele s 7,0 % < Cr 12,5 %, 0,7 % < Mo 1,2 % a V 0,35 % 7 Feritické, martenzitické a precipitačne vytvrdené nehrdzavejúce ocele s C 0,35 % a 10,5 % Cr 30 % 7.1 Feritické nehrdzavejúce ocele 7.2 Martenzitické nehrdzavejúce ocele 7.3 Precipitačne vytvrdené nehrdzavejúce ocele 8 Austenitické ocele 12.2 Konštrukčné a vysokopevné ocele Na výrobu zváraných oceľových konštrukcií, vrátane tlakových zariadení sa najviac používajú nízkolegované ocele (vrátane mikrolegovaných) a nízkolegované vysokopevné ocele (HSLA high strength low alloy steels). Hranica medzi pevnostnými triedami, od ktorej sa považujú ocele za vysokopevné nie je jednoznačne určená, alebo mení sa od druhu určenia konštrukcie. V normách pre navrhovanie a výrobu oceľových konštrukcií EN 1993-1-1 [115] a EN 1090-1 a 3 [116] sa za vysokopevné považujú ocele s medzou klzu vyššou ako R e = 355 MPa; sú to ocele S420 a S460. V normách EN 13445-1 až 7 Nevyhrievané tlakové nádoby [114] sú uvedené typy ocelí, určených na výrobu tlakových nádob. Základný sortiment ocelí je v norme EN 10028-1 až 7 Ploché výrobky z ocelí na tlakové nádoby a zariadenia pozri 12.1.2. Výrobky z týchto ocelí ako valcované tyče, bezšvové alebo zvárané rúry, výkovky, odliatky atď. majú osobitné číslo EN. V norme EN 13445-2 Materiály príloha D Požiadavky na zabránenie krehkému porušeniu sú uvedené tieto hraničné hodnoty medzí klzu R e 310 MPa; R e = 310 až 460 MPa; R e > 460 MPa. Podľa EN 10028-6 zošľachtené (Q + T) ocele na výrobu tlakových zariadení možno použiť aj ocele P690. Podľa Kasatkina [117] do skupiny nízkolegovaných vysokopevných ocelí určených na výrobu zváraných konštrukcií patria ocele s medzou klzu R p0,2 = 600 až 900 MPa. 12.3 Charakteristické vlastnosti konštrukčných ocelí a oblasti ich uplatnenia Konštrukcie sa navrhujú podľa návrhových napätí σ d, ktoré závisia od medze klzu ocele. Teda prvý návrh konštrukcie sa robí na medzný stav tvárneho porušenia. Z hľadiska odolnosti proti krehkému porušeniu sa stanovujú požiadavky na húževnatosť konštrukčných materiálov ocele a zvarového spoja. Pri navrhovaní proti únavovému poškodeniu rozhodujúci vplyv majú (okrem rozkmitu napätia σ) tvarové zmeny detailu, vruby a defekty. Výhodou vysokopevných ocelí je ich vyššia medza klzu R e a medza pevnosti R m, preto možno použiť vyššie návrhové napätie σ d a dostaneme menšiu hrúbku steny, ľahšiu konštrukciu. Úmerne so zvýšením medze klzu ocele sa zvyšujú aj nároky na je húževnatosť. Je to preto, lebo 150

v konštrukčnom detaili pôsobia vyššie napätia tak od vonkajšieho zaťaženia σ d ako aj vyššie zvyškové napätia σ r. Kritériové hodnoty nárazovej práce KV K, ktorú musí mať oceľ (aj zvarový spoj) pri skúšobnej teplote T s (závisí aj od hrúbky detailu t!) sú: R e 310 MPa KV K = 27 J 310 MPa < R e 460 MPa KV K = 40 J R e > 460 MPa KV K (J) = 0,1. R e (MPa) Pomer medze klzu k medzi pevnosti R e /R m. Pre ocele s medzou klzu R e 360 MPa v normalizačne žíhanom stave býva R e /R m = 0,60 až 0,75, v termomechanicky valcovanom stave R e /R m 0,85; pre ocele s R e = 500 MPa až 700 MPa a býva pomer R e /R m = 0,80 až 0,90. Z praxe je známe, že konštrukčná časť z mäkkej ocele sa lepšie prispôsobí tvarovým zmenám, účinkom vrubov, defektov a nedokonalostiam tvaru zvarového spoja (lineárne presadenie 507, uhlové presadenie 508) ako keby bola zhotovená z vysokopevnej ocele. Preto pri použití ocelí so zvýšenou medzou klzu osobitnú pozornosť treba venovať voľbe vhodného tvaru konštrukčných detailov a sprísniť požiadavky na prípustnosť defektov. Zvarový spoj sa má umiestniť a navrhnúť tak, aby bol prístupný pre zváranie ako aj pre nedeštruktívne skúšanie zvaru. Odporúčaný maximálny pomer R e /R m 0,85. Len pre konštrukcie (výrobky) bez tvarových zmien, ako napr. zvárané rúry pre rúrovody sa pripúšťa v EN 10208-2 [118] pre ocele vyššej pevnostnej triedy L450 až L555 pomer R t0,5 /R m 0,90. Únavové namáhanie. Navrhovanie, odhad únavovej životnosti a hodnotenie prípustnosti defektov sa robí podľa kategórie detailu KD. Kategória detailu je rozkmit napätí σ pri počte kmitov zaťaženia N C = 2. 10 6 a 95 % pravdepodobnosť prežitia. Kategória detailu nezávisí od pevnostnej triedy ocele podľa STN 73 1401:1998 [119] pre S235 až S355 a podľa návrhu normy pren1993-1-9:2002 a pren 1993-1-1:2002 [115] pre ocele S235 až S460. Preto použitie vysokopevných ocelí na konštrukčné časti namáhané výrazným premenlivým zaťažením je neopodstatnené. Namáhanie na vzper. Vzperná únosnosť konštrukčných prvkov závisí od modulu pružnosti E materiálu a len málo od medze klzu. Preto použitie vysokopevných ocelí na konštrukčné časti namáhané na vzper stabilitu je spravidla nevýhodné. 12.4 Oblasti použitia vysokopevných ocelí Moderné ľahké stavebné konštrukcie, oceľové mosty o veľkom rozpätí, ľahké tlakové nádrže atď. bolo možno realizovať len po zavedení výroby nízkolegovaných vysokopevných ocelí, najmä termomechanicky valcovaných, ktoré sú dobre zvariteľné a majú vysokú húževnatosť aj pri znížených teplotách (asi do 60 C). Ocele legované Ni podľa požiadaviek EN 10028-4 sú určené na tlakové zariadenia a zásobníky s prevádzkovou teplotou do 196 C. Použitie nízkolegovaných vysokopevných ocelí je výhodné na konštrukčné časti namáhané prevažne staticky, ťahom. Pre únavovo namáhané konštrukcie sa používajú vtedy, keď rozhodujúcim kritériom je nízka hmotnosť výrobku. Sú to napr. časti žeriavov, autožeriavy, bagre, pojazdné tlakové zariadenia (zásobníky) atď. Na výrobu veľkorozmerných zásobníkov skvapalnených plynov, valcových s plochým dnom, podľa EN 14620 s prevádzkovou teplotou 5 C až 165 C ako aj valcových a guľových zásobníkov sú určené ocele legované niklom Ni podľa EN 10028-4 a austenitické ocele podľa EN 10028-7. 151

Obr. 12-1 Detaily zváraných oceľových konštrukcií 152

12. 5 Všeobecné požiadavky na návrh konštrukčných detailov z nízkolegovaných vysokopevných ocelí Na zmenšenie možnosti vzniku defektov (najmä trhlín), zmenšenie nebezpečenstva únavového poškodenia a následného krehkého porušenia pri navrhovaní konštrukčných detailov a pri zváraní treba dodržať najmä tieto zásady: a) Uprednostniť dvojstranné tupé zvarové spoje pred inými typmi spojov. b) V prípade nutnosti použitia jednostranných spojov nepoužiť spoje na trvalej oceľovej podložke. Použiť spoje na keramickej podložke. c) Pri krížových spojoch alebo T spojoch uprednostniť K spoje s prevareným koreňom miesto kútových zvarov. d) Tupé zvarové spoje umiestniť dostatočne ďaleko od stien a výstuh, aby boli dobre prístupné zváraniu a nedeštruktívnym skúškam. e) Pri krížových spojoch viac namáhané plechy majú zostať v celku, menej namáhané sa majú privárať zmenšenie možnosti lamelárneho porušenia plechov. f) Vyhýbať sa tuhým uzlom, sú nebezpečné z hľadiska praskavosti zvarov aj z hľadiska lamelárneho porušenia. g) Pri styku troch na seba kolmých plechov treba rohy výstuh vyrezať (polomer zaoblenia r = hrúbka + 25 mm) pozri EN 1708-2 [120] a obr. 12-1. h) Prísne dodržiavať režim zvárania: predhrev, tepelný príkon Q, dohrev. Venovať zvýšenú pozornosť spôsobu vkladania húseníc. i) Na opravu defektov zváraním vypracovať osobitný postup WPS. j) Nosné zvarové spoje podrobiť nedeštruktívnym skúškam. 153