JUS standardizacija

standardi ı propisi u juqoslavij!

KRTI LOM I PROPISI

Sreten RISTIĆ, dipl. ing.

Proračun i dimenzionisanje elemenata čelične konstrukcije se vrši na osnovu teorije elastičnosti i pravila otpornosti materijala. Teorija elastičnosti polazi od pretpostavke da je telo homogeno, izotropno i linearno elastična kontinualna materija. Međutim, čelik se može smatra-

ti homogenim i kontinualnim samo u čvorovima kristal-

ne rešetke. Čelik je samo statički izotropan zbog toga što ima kristalnu strukturu. Ipak se proračun i dimenzionisanje elemenata čelične konstrukcije vrši na osnovu dozvoljenih napona koji se dobijaju deljenjem granice razvlačenja koeficijentom sigurnosti. U proračunu se iskazuje srednji napon, koji mora da bude niži ili jednak dozvoljenom naponu. Tako dobijeni napon se zove računski napon. Stvarni napon, u svakoj tački preseka, je veći ili manji zbog preraspodele napona uslovljene prirodom čelika. Postojanje grešaka u osnovnom materijalu i u predelu zavara dovodi do takve preraspodele napona da je lokalni napon na vrhu greške veći od srednjeg računskog napona. Ako pored toga postoje i zaostali unutrašnji naponi usled zavarivanja onda lokalni naponi mogu da narastu iznad granice razvlačenja. Tako veliki lokalni naponi mogu da dovedu do pojave prsline na vrhu greške, da se prslina širi i da jednog trenutka dođe do loma elemenata ili cele konstrukcije.

Pojave rušenja konstrukcije pri srednjem naponu, kako se obično računa, u elastičnom području, znatno ispod granice velikih izduženja, poznate su odavno. Naročito pred drugi svetski rat, kada je tehnika spajanja elemenata zZavarivanjem, u čeličnim konstrukcijama, dobila masovniju primenu, došlo je do rušenja zavarenih mostova, prskanja rezervoara a naročito je bio karakterističan lom brodova u Sjedinjenim Američkim Državama tipa Libety. Od 4684 brodova tipa Liberty, zavarene konstrukcije, proizvedenih pre i tokom drugog svetskog rata, 233 se slomilo na dva dela a 1289 je pretpelo teške lomove.

Istraživanja su pokazala da su u slomljenim konstrukcijama uvek postojale greške tipa prslina, značajna koncentracija napona a često i unutrašnji naponi zaostali od zavarivanja. Karakteristično za sve ove lomove je bilo i to da pre loma nije bilo kontrakcije a ukoliko je i bilo ona je bila neznatna. Zbog odsustva kontrakcije odnosno značajnije mase plastično deformisane, iako je opšte naponsko stanje bilo elastično, ovakvi lomovi su nazvani „krti lomovi”.

Sklonost materijala prema krtom sasvim razjašnjena. Nije sasvim razjašnjeno koji su to fizički nedostaci materijala koji omogućavaju pojavu krtog loma. Međutim, u svim slučajevima analiziranih lomova poređenje je pokazalo da žilavost materijala nije bila dovoljna da spreči razvoi prsline, To je istovremeno značilo da pri dovoljnoj žilavosti prslina ne može dalje da se razvija te i pored prisutnih prslina ili grešaka sličnih njima konstrukcija se može uspešno da eksploatiše. Zato se otpornost materijala prema krtom lomu određuje ispitivanjem udarne žilavosti na šarpi — epruveti sa „„V“ za-

lomu do danas nije

rezom.

ispitivanjem fenomena krtog loma zapaženo je da su se kr-

ti lomovi uvek desili na temperaturama nižim od sobne

temperature (+ 20 "C) ali da te temperature nikada ni-

su bile naročito niske. Utvrđeno je takođe, da žilavost

određenog materijala opada sa smanjenjem ispitne tem-

perature. To znači da se temperatura, pri kojoj nastaje

krti lom, može da smatra karakteristikom materijala.

iz svega napred navedenog jasno je da do krtog loma mo-

že da dođe samo onda ako se ispuni više uslova. Ti uslovi

su:

1. da u materijalu postoji greška tipa prsline;

2. da lokalni naponi na vrhu prsline pređu granicu raZvlačenja; 3. da temperatura okoline bude toliko niska da žilavost materijala ne bude dovoljna da spreči dalji razvoj prsline. Greške tipa prsline se u konstrukciji javljaju na mestima diskontinuiteta u osnovnom materijalu kao i na mestima za-

vara.

Naročito opasne greške diskontinuiteta su dvoplatnost, makro segregacije i nečistoće. Greške tipa prsline na mestima zavara najčešće se javljaju u predelu samog zavara, na prelazu zavara u osnovni materijal kao i u osnovnom materijalu u zoni uticaja toplote.

Kao posledica naglog hlađenja dolazi do pojave tvrdih i krtih sastojaka a pod dejstvom zaostalih napona, koji se obično nalaze u istom području, mogu da nastanu prsline. Zato se pri zavarivanju moraju preduzimati odgovarajuće mere radi smanjenja opasnosti od krtog loma. Te mere se naročito sastoje u tome da se spreči naglo hlađenje zavara te se za materijale većih debljina ili većih zateznih čvrstoća (preko 500 N/mm? ) vrši predgrevanje ili naknadno zagrevanje. Verovatnoća da se pojave greške tipa prsline, se uvećava sa povećanjem debljine materijala. Zato kontrola kvaliteta osnovnog materijala i zavarivanja mora da bude odgovarajućeg

O 333 DOO OE SO aa au a OOU O OD PO O Ta a o aa i CC U U U LN U 025

tandardizacija 1987./br, 3—-4