متطلبات المواد للهياكل الفولاذية - مجموعة رويال

1. القوة
يتكون مؤشر قوة الفولاذ من حد المرونة، وحد الخضوع، وحد الشد. يعتمد التصميم على قوة خضوع الفولاذ. تُقلل قوة الخضوع العالية من وزن الهيكل، وتوفر الفولاذ، وتُخفض التكلفة. قوة الشد هي أقصى إجهاد يتحمله الفولاذ قبل الانهيار. في هذه الحالة، يفقد الهيكل أدائه بسبب التشوه البلاستيكي، لكن التشوه يكون كبيرًا ولا ينهار، مما يُفترض أن يُلبي متطلبات مقاومة الهيكل للزلازل النادرة.
2. اللدونة
تُشير لدونة الفولاذ عمومًا إلى خصائص التشوه البلاستيكي الملحوظ دون كسر بعد تجاوز الإجهاد لنقطة الخضوع. المؤشر الرئيسي لقياس قدرة الفولاذ على التشوه البلاستيكي هو الاستطالة وانكماش المقطع.
3. أداء الانحناء البارد
خاصية الانحناء البارد للفولاذ هي مقياس لمقاومته للتشقق عند حدوث تشوه بلاستيكي أثناء عملية الانحناء في درجة حرارة عادية. ويتم اختبار هذه الخاصية عند درجة انحناء محددة من خلال تجربة الانحناء البارد.
4. صلابة التأثير
تشير متانة الفولاذ عند الصدم إلى قدرته على امتصاص الطاقة الحركية الميكانيكية أثناء عملية الكسر، تحت تأثير حمل الصدم. وهي خاصية ميكانيكية تقيس مدى مقاومة الفولاذ للقطع تحت تأثير حمل الصدم، وقد تؤدي إلى كسر هشّ نتيجة انخفاض درجة الحرارة وتركيز الإجهاد. يُحدد مؤشر متانة الفولاذ عند الصدم عادةً باختبار الصدم لعينة قياسية.
5. أداء اللحام
يشير أداء اللحام للفولاذ إلى وصلة اللحام ذات الأداء الجيد التي يتم الحصول عليها في ظل ظروف عملية اللحام الثابتة. يمكن تقسيم أداء اللحام إلى نوعين: أداء اللحام في عملية اللحام وأداء اللحام أثناء الاستخدام. يشير أداء اللحام في عملية اللحام إلى حساسية عدم وجود تشقق حراري أو تشقق انكماش التبريد في اللحام والمعدن القريب من اللحام أثناء عملية اللحام. يعني أداء اللحام الجيد عدم وجود تشقق في معدن اللحام والمعدن الأساسي المجاور في ظل ظروف عملية لحام معينة. يشير أداء اللحام من حيث أداء الخدمة إلى متانة تأثير اللحام وخاصية اللدونة في المنطقة المتأثرة بالحرارة. من المطلوب ألا تكون الخصائص الميكانيكية للفولاذ في منطقة اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة أقل من خصائص المادة الأساسية. يعتمد بلدنا طرق اختبار أداء اللحام في عملية اللحام، كما يعتمد طرق اختبار أداء اللحام على خصائص الاستخدام.
6. المتانة
هناك العديد من العوامل التي تؤثر على متانة الفولاذ. أولًا، ضعف مقاومة الفولاذ للتآكل، مما يستدعي اتخاذ تدابير وقائية لمنع تآكله وصدأه. تشمل هذه التدابير: الصيانة الدورية لطلاء الفولاذ، واستخدام الفولاذ المجلفن، والأحماض والقلويات والملح وغيرها من المواد المسببة للتآكل، وتطبيق تدابير وقائية خاصة، مثل استخدام "حماية الأنود" في هياكل المنصات البحرية لمنع تآكل الغلاف، وتثبيت سبيكة الزنك على الغلاف، حيث يقوم محلول مياه البحر بتآكل سبيكة الزنك تلقائيًا، وذلك لحماية وظيفة الغلاف. ثانيًا، نظرًا لانخفاض مقاومة الفولاذ للكسر تحت درجات الحرارة العالية والحمل طويل الأمد، فإن قوة الكسر تقل بشكل أكبر من قوة الكسر قصيرة الأمد، لذا يجب تحديد قوة التحمل للفولاذ تحت تأثير درجات الحرارة العالية طويلة الأمد. يتصلب الفولاذ ويصبح هشًا مع مرور الوقت، وهي ظاهرة تُعرف باسم الشيخوخة. يجب اختبار متانة الفولاذ تحت الحمل منخفض الحرارة.