Predavanje br. 2 ČELIK - MATERIJAL ZA NOSEĆE KONSTRUKCIJE

AUTORIZOVANA PREDAVANJA dr MIOMIR JOVANOVIĆ: ANALIZA NOSEĆIH STRUKTURA 1 TRANSPORT I LOGISTIKA 2006/2007 Predavanje br. 2 ČELIK MATERIJAL ZA NOSEĆE KONSTRUKCIJE Među brojnim materijalima za različite konstrukcije, čelične konstrukcije imaju baznu primenu u konstruktivnom mašinstvu. Naziv čelične konstrukcije potiče iz klasifikacije konstrukcija prema materijalima od kojih su izradjene. Metalne konstrukcije formiraju osnovni gabarit mašina, vozila, procesne opreme. Pri tome one prenose osnovne statičke i radne uticaje (težine, radne sile, spoljašnju pobudu). Zato se istovremeno ovakve konstrukcije svrstavaju u noseće konstrukcije. Obzirom na važnost i funkcionalnost nosećih struktura mašina i opreme, često se nazivaju i odgovorne konstrukcije. Čelik je legura gvožđa dobijen iz ruda magnetit (Fe 3 O 4 ), hematit (Fe 2 O 3 ), ili limonit. Početak industrijske proizvodnje se vezuje za pronalazak tehnologije topljenja rude pomoću koksa 1735. Osobina da su odlivci masivni, uticala je da se traže lakše konstrukcije. 1855. englez Bessemer je razvio tehnologiju masovne proizvodnje neumirenog čelika topljenjem. Tako dobijeni topljeni čelici u Americi su zbog ruda sa manje fosfora bili bolji od evropskih čelika pa su zato u Evropi razvijene tehnologije topljenja, poznate kao SimensMartinov postupak 1865. i Tompsonov postupak 1880. Proizvodnja čelika u konvertorima odvija se produvavanjem vrelog vazduha kroz tečno sirovo gvoždje usled čega sagorevaju ugljenik i fosfor. Ova tehnologija zadržava fosfor (0.10 %) i azot (0.012 %) što povećava krtost čelika. Zato su razvijene savršenije konvertorske tehnologije uduvavanja obogaćenog vazduha kiseonikom ili čistog kiseonika u sirovo gvoždje (LinzDonawitz LD postupak). Dobija se kvalitet čelika sa manje od 0.010 % azota, fosfora ispod 0.06 % i sumpora ispod 0.05 %, što je blisko kvalitetu SimensMartinovog čelika. Danas se čelik dobija iz sivog sirovog gvožđa koje je dobijeno topljenjem rude u visokim pećima na oko 1600 C. Gvožđe se zbog velikog sadržaja ugljenika i drugih nečistoća odlikuje krtošću. Etapa prerade gvožđa u čelik obavlja se u konvertorima ili u plamenim pećima u kojima se oslobadja od ugljenika i drugih nečistoća a dodaju se potrebni legirajući hemijski elementi. Poslednjih pedesetak godina se primenjuje konvertorski LD postupak za proizvodnju kvalitetnih umirenih čelika pogodnih za zavarivanje. Proizvodnja visokokvalitetnih legiranih čelika se odvija u električnim pećima. Tehnološki dalje, čelik se izliva u manje livačke forme, mase 2 10 t (ingoti) ili u velike forme, mase veće od 25 t (brame). Ingoti i brame su polazni materijal valjaonica limova i valjaonica profila gde se ponovnim zagrevanjem dovode u testasto stanje i valjaju u finalne poluproizvode. Posebna grupa čelika dobijena valjanjem, namenjena nosećim strukturama su konstrukcioni čelici. Niskougljenični čelik JUS C.B0.500 iz 1970 i 1972. i najnoviji JUS C.B0.500, iz 1989. definiše više kategorija opštih konstrukcionih čelika: Č0130, Č0361, Č0362, Č0363, Č0451, Č0452, Č0453, Č0561, Č0562, Č0563, Č0370, Č0371, Č0545, Č0645, Č0745. Mehaničke i tehnološke karakteristike čelika definisane su navedenim JUSom. Tako Č0361 (grupa Iopšte konstruktivne namene) ima zateznu čvrstoću R m =34 47 kn/cm 2 (debljine 3 100 mm), čvrstoću na granici plastičnosti R eh =23.5 19.5 kn/cm 2, najmanje izduženje posle prekida u procentima A 22% (lo=5 do) i sadržaj ugljenika C 0.20 %. Čelici za posebne namene (grupa II), su veće čvrstoće. Čelik Č0561 ima maksimalnu zateznu čvrstoću R m =49 63 kn/cm 2 (debljine 3 100 mm), R eh =35.5 30.5 kn/cm 2, A 20% (lo=5 do), ugljenik C 0.23 %. Postoje i jači konstrukcioni čelici koji pripadaju kategoriji finozrnih konstrukcionih čelika, JUS C.B0.502, 1979. To su čelici pogodni za zavarivanje koji se koriste za sudove pod pritiskom, elemente drumskih vozila, mostove, različite zavarene noseće čelične konstrukcije, posebne namene. Umirenog su sastava. Imaju poseban sistem označavanja. Mogu biti kvalitetni i plemeniti: Kvalitetni FINOZRNI čelici čine tri grupe: Osnovni čelici (Č RO250, Č RO280, Č RO310, Č RO350), Čelici za upotrebu na povišenim temperaturama (Č RV 250, Č RV280, Č RV310, Č RV350), Čelici pogodni za upotrebu na niskim temp. garantovane otpornosti prema starenju (Č RN250, Č RN280, Č RN310, Č RN350). Plemeniti FINOZRNI čelici svrstani su prema nameni u tri grupe: Osnovni čelici (Č RO380, Č RO420, Č RO460, Č RO500), Čelici za upotrebu na povišenim temperaturama (Č RV 380, Č RV420, Č RV460, Č RV500), Čelici pogodni za upotrebu na niskim temp. garantovane otpornosti prema starenju (Č RN380, Č RN420, Č RN480, Č RN500). Osnovne mehaničke karakteristike ovih čelika su: Č RO250 R m =36 48 kn/cm 2, R e =2425 kn/cm 2, A=25 %, (kategorija kvalitetnih čelika), Č RO350 R m =49 63 kn/cm 2, R e =3435 kn/cm 2, A=22 %, (kategorija kvalitetnih čelika), Č RO380 R m =50 65 kn/cm 2, R e =3638 kn/cm 2, A=20 %, (kategorija plemenitih čelika), Č RO500 R m =61 77 kn/cm 2, R e =4750 kn/cm 2, A=16 %, (kategorija plemenitih čelika), Savremena proizvodnja čelika najviših mehaničkih osobina daje granicu razvlačenja σ 02 =75 80 kn/cm 2, maksimalno σ 02 =350 kn/cm 2, [Debeljković,M., ČELIČNE KONSTRUKCIJE U INDUSTRIJSKIM OBJEKTIMA, Gradjevinska knjiga Beograd, 1995.].

AUTORIZOVANA PREDAVANJA dr MIOMIR JOVANOVIĆ: ANALIZA NOSEĆIH STRUKTURA 2 OZNAČAVANJE I OSOBINE ČELIKA Označavanje čelika i čeličnog liva je izvedeno standardom JUS C.B0.002/1986. kojim su definisana pravila za označavanje stanja i osobina čelika. Oznake čelika po ovom standardu koriste se u svim domaćim standardima koji se odnose na čelik i proizvode od čelika. Osnovna klasifikacija čelika izvedena je prema hemijskom sadržaju elemenata. Shodno tome postoje ugljenični (nelegirani) čelici, legirani čelici i mikrolegirani čelici. Ugljenik kod ugljeničnih čelika ima odlučujući uticaj na mehaničke osobine. Pri tome su prisustva ostalih hemijskih elemenata ograničena i kreću se do vrednosti datih narednom tabelom: Tabela II1 Hemijski element Sadržaj u % maksimalno Si M Cr Ni W Mo V Co Ti Cu Al n 0.6 0.8 0.3 0.3 0.1 0.08 0.01 0.10 0.05 0.40 0.10 Prisustva hemijskih elemenata u čelicima preko ovih granica definišu legirane čelike. Mikrolegirani čelici sadrže neke dodatne hemijske elemente kao niobijum (Nb), vanadijum (V), titan (Ti), kojima se dobijaju bolje mehaničke osobine. Mikrolegirani čelici se označavaju po istom načinu kao i ugljenični čelici. Čelik se označava oznakom koja ima najviše 4 dela: Č ( ). (...) (...) Simbol na prvom mestu označava materijal, dakle čelik. Oznaka na drugom mestu je osnovna oznaka. Sastoji se od 4 odnosno 5 brojčanih simbola i definiše vrstu čelika. Oznaka na trećem mestu ima jedan, dva ili više brojčanih simbola koji označavaju po potrebi namenu odnosno stanje čelika. Oznaka na četvrtom mestu je dopunska oznaka čelika koja se definiše sa jednim, dva ili više brojčanih ili slovnih simbola. Grupa simbola na drugom mestu osnovna oznaka definiše dve osnovne grupe čelika. Prva grupa su čelici sa utvrdjenim mehaničkim osobinama. Druga grupa su čelici sa utvrdjenim mehaničkim osobinama i hemijskim sastavom. Prva grupa čelika čelici sa utvrdjenim mehaničkim osobinama imaju na prvom mestu simbol 0. Simbol na drugom mestu simbolički definiše minimalnu zateznu čvrstoću utvrdjenu u toplooblikovanom (normalizovanom) stanju prema tabeli: Tabela II2 Simbol 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 na drugom Nazivna zatezna čvrstoća N/mm 2 do 320 330 350 360 380 390 480 490 580 590 680 690 780 790 880 890 i više Grupa simbola na trećem, četvrtom i petom mestu definisani su prema tabeli: Tabela II3 Simbol Podgrupa čelika 00 44 Podgrupa ugljeničnih čelika bez utvrdjenog sadržaja P i S 101 449 Slobodno 45 79 451 799 Podgrupa čelika sa ograničenim sadržajem P i S. Takodje delimično ograničen sadržaj C,Si,Mn 80 99 801 999 Podgrupa čelika sa ograničenim sadržajem P i S, delimično ograničenim sadržajem C,Si,Mn i dodatkom legirajućih el. Drugu grupu čelika po osobinama, čine čelici sa utvrdjenim hemijskim sastavom i utvrdjenim mehaničkim osobinama. To su po hemijskom sastavu ugljenični i legirani čelici. Simbol na prvom mestu u osnovnoj oznaci definiše najuticajniji hemijski element. Za ugljenične čelike to je simbol 1, za legirane čelike to je simbol prema tabeli II4. Pojam uticajnosti ne podrazumeva najveće procentualno učešće u hemijskom sastavu već specifičnu uticajnost hemijskog elementa (za Si je 1, za Cr je 4, za W je 7, za Mo 14, za Co 20, za Ti je 30) pomnoženu procentualnim sadržajem u čeliku. Tabela II4 Simbol na prvom mestu Legirajući element 1 2 3 4 5 6 7 8 9 C Si Mn Cr Ni W Mo V ostali Simbol na drugom mestu označava kod ugljeničnih čelika desetostruku vrednost ugljenika zaokruženu na desetine. Recimo 0.25% C u čeliku ima oznaku 3. Kod legiranih čelika simbol na drugom mestu se odredjuje prema prisustvu drugog uticajnog legirajućeg elementa. Kod jednostruko legiranih čelika simbol na drugom mestu je 1. Simboli na trećem, četvrtom i petom mestu oznake, imaju značenje prema nameni.

AUTORIZOVANA PREDAVANJA dr MIOMIR JOVANOVIĆ: ANALIZA NOSEĆIH STRUKTURA 3 Opšte konstrukcione čelike definiše JUS C.B0.500/1989 kome su predhodile verzije iz 1970, 1972. godine. Standard je delimično uskladjen sa ISO 630 iz 1980. i ISO 1052 iz 1982. Standard utvrdjuje uslove za izradu, isporuku žice, šipkastog, pljosnatog, širokopljosnatog čelika, limova, profila, okruglih, kvadratnih i pravougaonih cevi, otkovaka i drugih formi poluproizvoda od konstrukcionih čelika. Konstrukcioni čelici se primenjuju za izradu zavarenih konstrukcija, konstrukcija za spajanje zakivcima i zavrtnjima. Opšti konstrukcioni čelici nisu predvidjeni za termičku obradu osim za normalizaciju i žarenje sa ciljem otklanjanja unutrašnjih napona. Primarno svojstvo opšteg konstrukcionog čelika je zatezna čvrstoća i granica razvlačenja. Osim osnovne oznake (recimo Č 0361) uz oznaku može da ide i dopunska oznaka: 0 ili 1. Nula označava čelike bez odredjene termičke obrade a 1 definiše normalizovano stanje. Slovna oznaka na kraju (K,H,S,V,Z) označava čelike namenjene za dalju preradu (Kvruće kovanje ili presovanje, Hhladno oblikovanje valjanjem, Shladno presavijanje, Vvučenje i Z izrada zavarenih cevi). Oblik i mere proizvoda od ovog čelika definisane su standardima: JUS C.B2.021 do JUS C.B5.250. Opšti konstrukcioni čelici su pogodni za zavarivanje. Za gasno i elektrolučno zavarivanje su nepogodni čelici Č 0130, Č 0545, Č 0645, Č 0745. Čelici posebno pogodni za zavarivanje su označeni brojem 3 na zadnjem mestu u osnovnoj oznaci (Č 0363). Čelici Č 0545, Č 0645, Č 0745 se posle zavarivanja termički obradjuju. Mehaničko ispitivanje zatezanjem se vrši na proporcionalnim epruvetama prema JUS EN 100021 iz 1996. Ispitivanje na savijanje vrši se prema JUS C.A4.005. Konstrukcioni čelici se ispituju i na utrošenu energiju udara prema JUS EN 100451 1 iz 1993. godine. Uporedne oznake vrsta čelika sa medjunarodnim i nacionalnim standardima daje tabela II7. Osnovne mehaničke osobine konstrukcionih čelika date su tabelom II8 prema JUS C.B0.500: Tabela II7 Oznaka vrste čelika JUS C.B0.500 ISO 630 ISO 1052 EURONORM 25 DIN 17100 Č 0130 Fe 3100 Fe 3100 St 33 Č 0370 Fe 360A St 332 Č 0371 Fe 360A Fe 360BFU USt 372 Č 0361 Fe 360A Fe 360BFN Rst 372 Č 0362 Fe 360C Fe 360C St 373 U Č 0363 Fe 360D Fe 360D St 373 N Fe 430A Fe 430A Č 0451 Fe 430B Fe 430B St 442 Č 0452 Fe 430C Fe 430C St 443 U Č 0453 Fe 430D Fe 430D St 443 N Č 0561 Fe 510B Fe 510B Č 0562 Fe 510C Fe 510C St 523 U Č 0563 Fe 510D Fe 510D St 523 N Č 0545 Fe 490 Fe 4902 St 502 Č 0645 Fe 590 Fe 5902 St 602 Č 0745 Fe 690 Fe 6902 St 702 Tabela II8 R m (N/mm 2 ) R eh (N/mm 2 ) VRSTA ČELIKA Debljine 3 100 mm Za debljine materijala (mm) < 16 16 40 40 63 63 80 80 100 Č 0130 290 510 185 175 Č 0370 Č 0371 135 205 195 Č 0361 340 470 225 215 Č 0362 235 215 215 Č 0363 Č 0451 Č 0452 Č 0453 Č 0561 Č 0562 Č 0563 410 540 275 275 265 255 490 630 355 345 335 235 245 315 325 225 235 305 315 Č 0545 470 610 295 285 275 265 255 Č 0645 570 710 335 325 315 305 295 Č 0745 670 830 365 355 345 335 325 1 Predlog ovog evropskog standarda pripremio je Tehnički komitet ECISS/TC po ovlašćenju sekretarijata francuske Asocijacije za standardizaciju AFNOR. Standard je usvojio CEN novembra 1989. i on je zamenio evropske standarde EU 755 i EU 4563. Standard EN 10045 izrađen je prema ISO 83 i ISO 148 i odnosi se na ispitivanje čelika udarom po metodi Sharpy (epruvete sa U i V zarezom).

AUTORIZOVANA PREDAVANJA dr MIOMIR JOVANOVIĆ: ANALIZA NOSEĆIH STRUKTURA 4 Osim ugljeničnih čelika koriste se u konstrukcijama i niskolegirani čelici. To su čelici kvaliteta R eh > 36 kn/cm 2 sa R m > 52 kn/cm 2. Opravdano se primenjuju za konstrukcije koje su izuzetno opterećenje pri čemu je važno smanjenje ukupne težine. Posebnu grupu čine mikrolegirani (finolegirani) čelici koje karakteriše finija mikrostruktura čija je posledica kompaktniji materijal i veća čvrstoća. Posle izlivanja čelika, dobija se šupljikava struktura sa gasnim mehurima, sklona izdvajanju ugljenika (segregacija), sklona ubrzanom starenju i koncentraciji fosfora u pojedinim zonama profilisanih poluproizvoda. Takav čelik naziva se neumiren čelik. Primera radi, koncentracija fosfora se može i tri puta uvećati na mestu segregacije i dostići koncentraciju od 0.20 %. Dezoksidacija je proces u proizvodnji čelika kojim se sirovom gvoždju dodaju hemijski elementi afini prema kiseoniku. To je titan, silicijum, aluminijum, kalcijum. Oni sprečavaju pojavu gasnih mehurića vezivanjem kiseonika. Ovako dobijeni čelici odlikuju se homogenim rasporedom uključaka i elemenata pa se nazivaju umirenim čelicima. OBLICI ČELIČNIH POLUFABRIKATA Noseće konstrukcije izradjuju se od valjanih elemenata kao što su štapovi, profilisani nosači i limovi. Valjane štapove karakterišu male dimenzije preseka u odnosu na dužinu valjanja. Štapove čine pljošti čelik, univerzalni (široki pljošti) čelik, okrugli, kvadratni i šestougaoni čelik, ugaonici, T i Z profili kao i mali I i U profili visine do 80 mm. ŠTAPOVI Pljosnati čelici izradjuje se valjanjem u debljinama 3 100 mm. i širine 8 150 mm. dužina 3 15 m. Tolerancija izrade je T= ± 5 100 mm. Geometriju ovog profila definiše JUS C.B3.025. Označava se za nabavku: Pljosnati čelik (b x d x l T ) mm JUS C.B3.025 Č xxxx (b x d x l T ) mm JUS C.B3.025 Č xxxx Univerzalni (široki) pljosnati čelik definisan je JUS C.B3.030. Karakteriše ga izduženi poprečni presek. Debljine je od 5 40 mm i širine 150 640 (1100) mm. Označava se za nabavku: Široki pljosnati čelik (b x d x l T ) mm JUS C.B3.030 Č xxxx (b x d x l T ) mm JUS C.B3.030 Č xxxx Okrugli čelici valjaju se u opsegu d = 6 120 (300) mm. Šipke su dužina 3 15 m sa tolerancijom izrade T= ± 5 100 mm. Isporuka može biti i u koturovima za prečnike manje od 16 mm. Označava se za nabavku: Okrugli čelik ø (d x l T ) mm JUS C.B3.021 Č xxxx ø (d x l T ) mm JUS C.B3.021 Č xxxx a d s b b b d b Slika I12 Oblici šipkastih polufabrikata Šestougaoni čelici su izradjeni po JUS C.B3.026. Osnovna dimenzija preseka je Sotvor ključa odnosno prečnik upisanog kruga u šestougaonik. Dimenzije za izradu su S=10 80 mm. Ovi čelici se isporučuju u dužinama l = 3 4 m, na zahtev do 8 m. Oznaka pri zahtevu za isporuku je: Šestougaoni čelik ( s x l T ) mm JUS C.B3.026 Č xxxx ( s x l T ) mm JUS C.B3.026 Č xxxx Kvadratni čelici su izradjeni po JUS C.B3.024. Poprečni presek je kvadratnog oblika sa zaobljenim ivicama. Ovi čelici se isporučuju sa dimenzijama d= 8 125 mm, dužinama l = 3 15 m. i tolerancijom T= ± 5 100 mm. Oznaka pri zahtevu za isporuku navodi se: Kvadratni čelik ( b x b x l T ) mm JUS C.B3.101 Č xxxx ( d x l T ) mm JUS C.B3.024 Č xxxx Ravnokraki ugaonici sa zaobljenim ivicama izradjeni su po JUS C.B3.101 u granicama 20 20 200 200 mm. Rast dimenzija profila ide od 20 80 mm sa priraštajem od po 5 mm a preko 80 mm priraštaj je po 10 mm. Profili do dimenzija od 80 mm se nazivaju štapovi a preko 80 mm profili. Ravnokraki ugaonici su debljina 3 18 mm pri čemu se valjaju za središnu kategoriju u familiji. Ravnokraki ugaonici se isporučuju u dužinama 3 15 m sa tolerancijom T==±5 100 mm. Označavaju se: Ravnokraki ugaonik (b b l T ) mm JUS C.B3.101 Č xxxx L (b b l T ) mm JUS C.B3.101 Č

AUTORIZOVANA PREDAVANJA dr MIOMIR JOVANOVIĆ: ANALIZA NOSEĆIH STRUKTURA 5 Slika 1I3 Oblici profilisanih polufabrikata Raznokraki ugaonici sa zaobljenim ivicama izradjuju se prema JUS C.B3.111. Dimenzije ugaonika se kreću u granicama: h x b = 30 x 20 200 x 100 i debljine ivica: d = 3 14 mm. Raznokraki ugaonici se takodje isporučuju u dužinama 3 15 m sa tolerancijama T= ± 5 100 mm. U tehničkoj dokumentaciji i za porudžbinu navode se: Raznokraki ugaonik ( h x b x d x l T ) mm JUS C.B3.111 Č xxxx L ( h x b x d x l T ) mm JUS C.B3.111 Č xxxx Z ugaonici izradjuju se prema DIN 1027. Dimenzije profila su: hxb = 30 38 200 80 mm. i debljina t = 4.6 ± 13 mm, d = 4 10 mm, dužina je 3 10 m. Nabavlja se oznakom: Z ( h x l T ) mm DIN 1027 Č xxxx T profil sa širokim nožicama definisan je standardom DIN 1024 i karakterišu ga 2 puta šire nožice od visine h profila. Izradjuje se dimenzija: b h=60 30 200 100 mm i debljinom d=t=5.5 16.0 mm. Isporučuje se u dužinama l=3 12 m. U tehničkoj dokumentaciji se označava: T ( h b ) cm l T mm DIN 1024 Č PROFILISANI NOSAČI Nosači (visina većih od geometrija štapova) predstavljaju osnovni konstruktivni element velikih mašina kao što su dizalice, bageri, vozila itd. Konstrukciju valjanog I profila uveo je francuski inženjer Zores 1845. godine. I nosač je u čestoj upotrebi za konstrukcije. Dimenzije nosača su u granicama: h x b = 80 x 42 mm 400 x 155 mm, d = 3.9 14.4 mm, t = 5.9 21.6 mm R = d R 1 = 2.3 8.6 mm Isporuka: l = 4 15 m. T = ± 5 100 mm Slika 1I4 Geometrija valjanog I profila I nosač se označava za narudžbinu navodom: I nosač (h cm x l T mm ) JUS C.B3.131 Č xxxx Potreba za nosačima većih nosivosti dovela je do pojave I profila sa širokom paralelnom nožicom pod nazivom Peinerov profil. Njegova najveća dimenzija H x B = 1000 x 300 mm. U nosač je geometrije koja je zadata u opsegu: h x b = (65 x 42) mm (300 x 100) mm, d = 5.5 10. mm, t = R = 7.5 16. mm R 1 = 4 8 mm Isporuka: l = 4 15 m. T = ± (5 100) mm Slika 1I5 Geometrija valjanog U profila

AUTORIZOVANA PREDAVANJA dr MIOMIR JOVANOVIĆ: ANALIZA NOSEĆIH STRUKTURA 6 U nosač se označava za narudžbinu navodom: U nosač (h cm l T mm ) JUS C.B3.141 Č xxxx LIMOVI Treću grupu finalnih valjaoničkih proizvoda predstavljaju tri vrste limova: III/1 Tanki čelični limovi debljina 0.4 (0.2) 2.75 mm, III/2 Srednji čelični limovi debljina 3.0 4.75 mm, III/3 Debeli čelični limovi debljina 5.0 30. (i više) mm. Tanki čelični limovi izradjeni su po JUS C.B4.112. Limovi obuhvaćeni ovim standardom imaju u isporuci pravougaoni oblik obrezanih stranica i geometrije l x b = 2000 x 1000 mm. Na zahtev se mogu isporučiti i u drugim geometrijama: U tehničkoj dokumentaciji tanki limovi se navode: l b = 1500 550 mm, l b = 3000 x 1200 mm Tanki lim (d b l ) mm JUS C.B4.112 Č xxxx P x Gde Px označava vrstu površine lima: P1 Površina sa labavo prionulom kovarinom (ljuskom), P2 Površina sa čvrsto prionulom kovarinom (ljuskom), P3 Površina lima bez kovarine, i većom hrapavošću usled otpale kovarine, P4 Površina lima bez kovarine sa neznatnom hrapavošću Srednji čelični limovi izradjuju se u dimenzijama: b x l = 1000 x 2000, mm Na zahtev naručioca za debljine d = 3 3.5 mm mogu biti dimenzija: b l = 1200 1700 4000 6000 mm, odnosno: Na zahtev naručioca za debljine d = 4, 4.5 i 4.75 mm mogu biti dimenzija: b l = 1200 1700 5000 7000 mm, U tehničkoj dokumentaciji srednji limovi se navode: Čelični lim (d x b x l ) mm JUS C.B4.111 Č xxxx P x Debeli čelični limovi su debljina od 5 30 (60) mm. Dimenzije limova u isporuci su: b= 400 700 mm, sa priračtajem b = 20 mm. Za b>700 mm, b=50 mm. Dužine ovih limova su l = 2000. mm. U tehničkoj dokumentaciji debeli limovi se navode: Čelični lim (d x b x l ) mm JUS C.B4.110 Č xxxx P x Limovi se prema obliku obrade površina dele na: glatke, rebraste i talasaste. U konstrukcijama su u najširoj upotrebi glatki limovi. Rebrasti limovi (JUS C.B4.114 iz 1974. godine) se koriste za sklopove kod kojih se zahteva otpor trenja bilo u sklopu sa nekim drugim elementima ili posebnu funkciju. Konstrukcije: gazišta, platforme stepeništa, prolazi. Slika 13. pokazuje rebraste limove sa površinskim rebrima u obliku romba i suze. Ostala geometrija rebrastih limova određena je sledećim podacima: Rebrasti limovi su debljina (osnove) od 2.5, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0, 10 mm. Limovi debljine d = 2.5 4.0 mm se isporučuju u širini b = 800 1250 (1350) mm, Limovi debljine d = 5.0 10.0 mm se isporučuju u širini b = 1000 1400 mm. Dužine toplovaljanih rebrastih limova su l = 2000 do 10000 mm sa korakom 500 mm. Visine rebara iznad površine su 1 2.5 mm. Rebro može biti u obliku romba i suze. Talasasti limovi se uglavnom koriste kao materijal za krovne i zidne površine čeličnih konstrukcija. Površine talasastih limova su u obliku parabole sa talasom koraka b>2h (h visina). b = 60 150. mm. Slika 1I6 Forma valjanih površina rebrastih limova

AUTORIZOVANA PREDAVANJA dr MIOMIR JOVANOVIĆ: ANALIZA NOSEĆIH STRUKTURA 7 ISPITIVANJE MATERIJALA ČELIČNIH KONSTRUKCIJA Standardom JUS C.A1.040, definisane su metode za ispitivanje hemijskog sastava gvožđa i čelika. Tretman uzoraka može biti vrlo složen. Pojedinačne metode za ispitivanja su: gasno volumetrijsko određivanje grafitnog ugljenika, gravimetrijsko određivanje silicijuma, volumetrijsko određivanje mangana po Volhardtu, fotometrijsko određivanje mangana, fosfora, bakra, potenciometrijsko određivanje hroma i vanadijuma, fotometrijsko određivanje nikla i hroma. Standard JUS EN 100021 (1996.) definiše mehaničko ispitivanje zatezanjem. Ovaj standard definiše postupke merenja zatezne čvrstoće Rm, gornji i donji napon tečenja R eh i R el, procentualno izduženje A, procentualno suženje poprečnog preseka Z, maksimalnu silu Fm. Ispitivanje tvrdoće vrši se različitim metodama (Brinel, Rokvel, Knoop). Ispitivanje tvrdoće po Knoopu definisano je standardom JUS ISO 10250 iz 1996. godine. Ispitivanje tvrdoće po Rokvelu definisano je standardom JUS ISO 6508 (1994), po Vikersu standardom JUS ISO 65073 (1995). JUS EN 100451 (1993), definiše ispitivanje metala udarom po Sharpyju, JUS C.A4.005 definiše ispitivanje metala savijanjem. JUS ISO 84918496 definiše ispitivanje cevi. Naredne slike pokazuje procese ispitivanja: Slika 1I7 Skice osnovnih mehaničkih ispitivanja čelika Slike II8, II9 pokazuju geometriju proporcionalnih epruveta (k=5.65) izrađenih prema JUS EN 100021 za ispitivanje zatezanjem. To su proporcionalna okrugla i prizmatična epruveta. Proporcionalnost se odnosi na odnos površine poprečnog preseka epruvete i početne merne dužine epruvete. Proporcionalnost se iskazuje relacijom L0 = k S0. L 0 je početna merna dužina. To je rastojanje na glatkom delu epruvete, obeleženo i predviđeno da se njime prati deformacija pri kidanju. Ova dužina je na narednim slikama označena dimenzijama 50 i 62 mm. Ispitni presek S 0 je površina nazivnog prečnika epruvete. Nazivni prečnik i početna merna dužina su tolerisane mere epruvete. Rastojanje između zaobljenja leve i desne strane tela epruvete predstavlja ispitnu dužinu epruvete. Na crtežima su to dimenzije 55 i 75 mm. Izgled epruveta za ispitivanje na utrošenu energiju udara prema metodi Sharpyja date su na slici II10. Ispitivanje definiše standard JUS EN 100451(1993). Epruvete mogu biti sa U zarezom dubine 5 mm i V zarezom dubine 2 mm. Rezultat ovih ispitivanja definiše utrošenu energiju udara za prelom epruvete. Oznaka jačine na udar definiše se simbolom KU ili KV zavisno od primenjene kategorije zareza. Iza ove oznake stoji brojčana oznaka jačine materijala na utrošenu energiju u džulima (J), na primer KV 120. Ovo znači da je standardna V epruveta utrošila 120 J za prelom Sharpyjevim klatnom nazivne energije udara klatna 300 J. Slika II8 Geometrija proporcionalnookrugle epruvete za ispitivanja čelika kidanjem Slika II9 Geometrija proporcionalnoprizmatične epruvete za ispitivanje kidanjem Slika II10 Geometrija epruveea za ispitivanje udarom po metodi Sharpy

AUTORIZOVANA PREDAVANJA dr MIOMIR JOVANOVIĆ: ANALIZA NOSEĆIH STRUKTURA 8 ZAŠTITA ČELIČNIH KONSTRUKCIJA OD KOROZIJE Čelična konstrukcija je podložna oksidaciji i smatra se da značajan procenat mase objekata i mašina u svetu, nestaje godišnje. Posebno su koroziji izloženie konstrukcije pod dejstvom atmosferskih uticaja. Prva teorija o koroziji Calvertova teorija postavljena je 1871. Poslednja i opšte prihvaćena teorija je elektrohemijska teorija. Korozija je po njoj posledica hemijskih ili elektrohemijskih reakcija izazvanih reakcijom sa okolinom. Čelici se štite od korozije prekrivanjem premazima, koji se obrazuju prema postupcima navedenim u tabeli II10: Tabela II10 Postupak obrazovanja prevlake: Anodna oksidacija, Difuzni postupak, Galvanotehnički postupak, Hemijski postupak, Konverzioni postupak, Metalizacioni postupak, Toplotni postupak OznakaSimbol A D G H K M T Shodno JUS C.T7.100 prevlake se označavaju prema sledećoj šemi: Aa / A (Aa NNN AA) n AA Simbol na prvom mestu (Aa) je hemijska oznaka metala na koji se nanosi prevlaka. Kosa crta (/) je znak razdvajanja. Treći simbol po redu (A) je simbol tehnološkog postupka nanošenja prevlake. Četvrti simbol po redu (Aa) je hemijski simbol metala prevlake. NNN je debljina prevlake u mikronima. Iza toga sledi oznaka sjajnosti prevlake, zatim oznaka broja slojeva prevlake (n) i na kraju (AA) dopunski simbol prevlake za dodatnu obradu. Primera radi Fe/G Cr20MLCr50T, označava galvansku dvoslojnu prevlaku hroma na gvožđu ili čeliku čija je debljina prvog sloja (MLmlečnog hroma) 20 µm, i čija je debljina drugog (Ttvrdog) sloja od hroma 50 µm. Prevlake se dele na nemetalne i prevlake sa metalima. Premazi su ograničenog trajanja. Priprema površina ostvaruje se čišćenjem koje se izvodi mehaničkim postupcima čišćenja, peskarenjem ili gasnim plamenom. Sredstva premazi se sastoje od suvog pigmenta (siva boja), vezivnog sredstva (lanenog ulja), dodaci za zgrušavanje i dodaci za ubrzanje sušenja. Premazi se izvode u više slojeva. Osnovni premaz štiti od korozije, dodatni štite osnovni premaz od mehaničkog oštećenja. Osnovni premaz od olovnog minijuma nanosi se u dva sloja. Zaštitni sloj je od olovnog ili cinkovog belila, grafita i aluminijuma. Nanošenje prevlaka se vrši premazivanjem, prskanjem i umakanjem. Najefikasnije nanošenje je premazivanjem. Zaštita prskanjem se izvodi kada se štite velike površine i nepristupačni prostori. Bojenje se izvodi pri dovoljnim klimatskim uslovima. Sve površine se ne premazuju zaštitnim sredstvima. Dodirne površine nosećih spojeva se premazuju frikcionim materijalima. Zaštitni premazi imaju trajanje. Suve površine u zagrejanim prostorijama traju 30 godina. Pokrivene površine u spoljašnjoj atmosferi štite se na 20 godina. Površine izložene atmosferskim uticajima premazuju se na 10 godina. Izbor sredstva i njegovo trajanje zavisi i od radnog ambijenta, a on može biti oksidacioni, sa visokom vlažnošću, temperaturom, vibracijama. Zaštita od korozije regulisana je propisima JUS C.T.7.100 375. Ovi propisi daju obilje podataka: Definicije, klasifikuju i propisuju vrste prevlaka na elementima za spajanje, stepene razvoja korozije na metalnim konstrukcijama. JUS C.T.7.111 (1991.) definisan prema ISO 2081 iz 1985, definiše metalne prevlake cinka na gvožđu i čeliku, osnovnom materijalu nosećih struktura mašina. Kod tretmana površina metanih struktura, koristi se za ocenu stepena razvoja korozije JUS C.T.7.302 (1977.) koji omogućava klasifikaciju u 10 (Re0Re9) stepena. U primeni alkidnog minijuma (Ipremaz JUS C.T.7.326 1979), često korišćenog za zaštitu čeličnih konstrukcija, koristi se 13 18 % alkidna smola, olovni minijum 65 % a ostatak su dodaci i rastvarači. Kada se nanosi drugi premaz, od alkidnog minijuma (JUS C.T.7.3271979) on sadrži 18 23 % alkidne smole, olovni minijum najmanje 33 %, oksid gvožđa maksimalno 12 %, punioce maksimalno 10 %. Ostatak su dodaci i rastvarači. Kada se koristi uljani minijum (JUS C.T.7.328 1979), on sadrži, olovni minijum najmanje 78 %, firnis lanenog ulja 11 16 % a ostatak su dodaci i rastvarači. Kao premaz za čelične konstrukcije koristi se i alkidna lak boja, premazna sredstva sa bitumenom (JUS C.T.7.361 1968). Posebno su razdvojeni prvi I i drugi premaz II. Standardi definišu debljine prevlaka (masu po jedinici površine), brzinu suženja, način ispitivanja, prisustvo hemijskih sastojaka značajnih za otpornost na oksidaciju, zauljenost i druge osobine.