Teräsrakenteiden materiaalivaatimukset – ROYAL GROUP

1. Voima
Teräksen lujuusindeksi koostuu kimmo-, myötörajasta ja vetolujuudesta. Suunnittelu perustuu teräksen myötölujuuteen. Korkea myötölujuus voi vähentää rakenteen painoa, säästää terästä ja alentaa kustannuksia. Vetolujuus on suurin jännitys, jonka teräs kestää ennen murtumista. Tällöin rakenne menettää suorituskykynsä plastisen muodonmuutoksen vuoksi, mutta rakenteen muodonmuutos on suuri eikä se romahda, minkä pitäisi täyttää rakenteellisen kestävyyden vaatimukset harvinaisille maanjäristyksille.
2. Plastisuus
Teräksen plastisuus viittaa yleensä merkittävän plastisen muodonmuutoksen ominaisuuksiin ilman murtumista sen jälkeen, kun jännitys ylittää myötörajan. Teräksen plastisen muodonmuutoksen kapasiteettia mittaavat tärkeimmät indeksimurtoluokat ovat venymä (kivenlaajeneminen) ja poikkileikkauskutistuminen (u).
3. kylmätaivutusominaisuudet
Teräksen kylmätaivutusominaisuus mittaa teräksen halkeamien vastustuskykyä, kun plastista muodonmuutosta tapahtuu taivutusprosessissa normaalissa lämpötilassa. Teräksen kylmätaivutusominaisuuden tarkoituksena on testata teräksen taivutusmuodonmuutosominaisuutta tietyssä taivutusasteessa kylmätaivutuskokeella.
4. Iskunkestävyys
Teräksen iskusitkeys viittaa teräksen kykyyn absorboida mekaanista liike-energiaa iskukuormituksen alaisena murtumisprosessissa. Se on mekaaninen ominaisuus, joka mittaa teräksen kestävyyttä iskukuormituksen ja leikkauksen aikana ja voi johtaa hauraaseen murtumaan alhaisen lämpötilan ja jännityskeskittymän vuoksi. Yleensä teräksen iskusitkeysindeksi saadaan standardinäytteen iskukokeella.
5. Hitsaussuorituskyky
Teräksen hitsaussuorituskyvyllä tarkoitetaan hitsausliitoksen hyvää suorituskykyä jatkuvissa hitsausprosessiolosuhteissa. Hitsaussuorituskyky voidaan jakaa kahteen tyyppiin: hitsaussuorituskyky hitsausprosessissa ja hitsaussuorituskyky käytössä. Hitsaussuorituskyvyllä tarkoitetaan hitsauksen herkkyyttä sille, ettei hitsauksessa ja hitsin lähellä olevassa metallissa esiinny lämpöhalkeamia tai jäähdytyskutistumishalkeamia hitsauksen aikana. Hyvällä hitsaussuorituskyvyllä tarkoitetaan sitä, ettei hitsausmetallissa ja lähellä olevassa perusmetallissa esiinny halkeamia tietyissä hitsausprosessiolosuhteissa. Käyttösuorituskyvyllä tarkoitetaan hitsauksen iskusitkeyttä ja sitkeyttä lämpövaikutusalueella. Teräksen mekaanisten ominaisuuksien hitsauksessa ja lämpövaikutusalueella ei tule olla alhaisemmat kuin perusmateriaalin. Maassamme käytetään hitsausprosessin hitsaussuorituskyvyn testausmenetelmiä ja käytetään myös hitsaussuorituskyvyn testausmenetelmiä käyttöominaisuuksien testaukseen.
6. Kestävyys
Teräksen kestävyyteen vaikuttaa monia tekijöitä. Ensinnäkin teräksen korroosionkestävyys on heikko, ja teräksen korroosion ja ruosteen estämiseksi on ryhdyttävä suojatoimenpiteisiin. Suojatoimenpiteitä ovat: teräsmaalin säännöllinen huolto, sinkityn teräksen käyttö happojen, emästen, suolan ja muiden voimakkaasti syövyttävien väliaineiden vaikutuksesta sekä erityisten suojatoimenpiteiden käyttö, kuten "anodisuojaus" offshore-alustan rakenteessa vaipan korroosion estämiseksi, vaipan sinkkiharkon kiinnittäminen meriveden elektrolyytillä, joka automaattisesti korroosioi sinkkiharkkoa teräsvaipan toiminnan suojaamiseksi. Toiseksi, koska teräksen murtolujuus heikkenee korkeassa lämpötilassa ja pitkäaikaisessa kuormituksessa enemmän kuin lyhytaikainen lujuus, joten teräksen pysyvä lujuus on määritettävä pitkäaikaisessa korkean lämpötilan kuormituksessa. Teräs kovettuu ja haurastuu ajan myötä, mikä tunnetaan ikääntymisenä. Teräksen iskulujuutta alhaisessa lämpötilassa on testattava.