3.3.2010 | Ing. Miloslava Pošvářová, Ph.D.
Rizika navrhování a provádění svarových spojů dynamicky namáhaných ocelových konstrukcí, část II.
Bohužel se dnes stalo běžnou praxí, že pracovníci bez dostatečné odborné kvalifikace a praxe v oboru svařování a hlavních prohlídek mostů provádějí posuzování mostních konstrukcí vyrobených z patinujících ocelí. Při hodnocení stavu těchto konstrukcí se pozornost zaměřuje výhradně na měření korozního úbytku oceli a na kontrolu statických výpočtů a zcela se zapomíná na nutnou analýzu degradace vlastností oceli a svarových spojů vlivem účinků korozního poškozování (v případě drážních mostů se toto hodnocení u patinujících ocelí neprovádí vůbec). Ukázka korozního poškození nosných svarových spojů u mostů je uvedena na obr. 2 a 3 [4].Mostní konstrukce jsou navrhovány na životnost 100 let. Jestliže uvážíme měřený korozní úbytek nosných svarů mostů z patinující oceli, včetně lokálního oslabení stěn a dolních pásnic tak, jak je uvedeno na několika příkladech ze stovek dalších případů, životnost 100 let je obtížně splnitelná [2]. Ve snaze odstranit korozní vrstvy se může stát, že žádný svarový kov ve spoji nezůstane, viz obr. 3.V roce 2009 jsme v rámci výzkumného projektu společně s firmou MATERIÁLOVÝ A METALURGICKÝ VÝZKUM s. r. o. Ostrava (Doc. Ing. Karel Matocha, CSc. a Prof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.) analyzovali povrchovou strukturu patinujících ocelí typu ATMOFIX A a ATMOFIX B všech provozovaných mostních konstrukcí za účelem podrobnější analýzy struktury patiny. Výsledkem je zjištění, že patinující ocel tohoto výrobního označení neobsahuje po více jak 20-ti letech patinu ve formě ochranné jednolité struktury, vrstva je tvrdá, lístkovitá, roztrhaná trhlinami, viz obr. 4 - 6 [4].Do jaké hloubky trhliny v patině zasahují, byla další otázka výzkumného úkolu, nezasahují trhliny do oceli? Bylo potvrzeno, že za určitých podmínek existují trhliny i na povrchu patinující oceli, pod korozní vrstvou, mající charakter většinou transkrystalických trhlin, což souvisí s mechanismem poškozování oceli korozí. Trhliny v povrchové vrstvě oceli jsou na obr. 5 a 7, řez po tloušťce oceli. Tato zjištění mění situaci v oblasti hodnocení křehkolomových vlastností těchto ocelí. V případě, že trhliny zasahují do svarového spoje, je situace o to složitější. Mechanismus poškozování oceli důlkovou korozí je zřejmý na obr. 5 a 6. Celý průběh a mechanismus vzniku trhlin bude vysvětlen při prezentaci příspěvku na konferenci. Z výše uvedených důkazů vyplývá, že chování patinujících ocelí je výrazně složitější, než jak je prezentováno doposud. Výsledky výzkumu prokázaly, že je tato ocel pro mostní konstrukce zcela nevhodná a zvyšuje riziko havárie provozovaných mostních konstrukcí, zejména v případě zasahování trhlin v oceli do oblasti svarových spojů [4]. Jak zajistit zastavení šíření trhlin v oceli, však není známo.Vliv objednatele na kvalitu svarových spojů Investor stavby (objednatel) se podílí na kvalitě ocelových konstrukcí v procesu výroby svým přímým vlivem podle obr. 1. Zcela jasně definovaným zadáním, důslednou kontrolou technologické dokumentace před zahájením výroby, průběžnou kontrolou výroby a montáže specialisty a řízením časových sledů výstavby mostního objektu by došlo k výraznému zkvalitnění svařovaných konstrukcí. Průběžná kontrola výroby svařovaných konstrukcí objednatelem stavby je pak běžným standardem v zahraničí, i v zemích EU, např. v Německu nebo v UK. Zastaralá ČSN 73 2601 společně s ČSN 73 2603 řeší kvalitu ocelové konstrukce až výslednou dílenskou přejímkou již svařené mostní konstrukce, což může být pozdě. Současně s nevhodným návrhem svarového spoje musí být objednatelem odmítnuta také nevhodná jakost oceli [4]. Literatura [1] Pošvářová, M.: Technické a kvalitativní podmínky staveb pozemních komunikací – Kapitola 19 – Ocelové mosty a konstrukce TKP 19. Ministerstvo dopravy ČR, Praha, 2008, 125 s. [2] Pošvářová, M.: Technické podmínky staveb pozemních komunikací – TP 197 – Mosty a konstrukce pozemních komunikací z patinujících ocelí. Ministerstvo dopravy ČR, Praha, 2008, 106 s.ISBN 978-80-904172-1-2 [3] Pošvářová, M.: Technické a kvalitativní podmínky staveb SŽDC – Kapitola 19 – Ocelové mosty a konstrukce TKP 19. SŽDC, Praha, 2008, 116 s. [4] Pošvářová, M.: Roční zpráva výzkumu 1F82C/012/910 Hodnocení zbytkové životnosti hlavních ocelových částí mostních konstrukcí z ocelí se zvýšenou odolností proti atmosférické korozi, Mott MacDonald, Praha, 2010, 300 s.
Fotogalerie: Obr. 2 Dolní pásnice a stěna mostní konstrukce, včetně nosného svaru, koroze po vrstvách [4] Obr. 3 Nosný koutový svar mezi stěnou a dolní pásnicí hlavní nosné konstrukce mostu Toto není ochranná vrstva patiny. Koutový svar má v tomto místě hodnotu a = 2-3 mm, lokálně 5 mm (oslabení více jak 50%, lokálně 100%). S ohledem na provozovaný mostní objekt nelze odstranit zbytek korozí poškozeného nosného svaru, protože by zde žádný svar nezůstal [4]. Obr. 4 Pohled shora na dolní pásnici mostní konstrukce s trhlinami ve vrstvě patiny [4] Obr. 5 Dolní pásnice mostní konstrukce s trhlinami v povrchu oceli, řez po tloušťce profilu [4] Obr. 6 Dolní pásnice mostní konstrukce s charakteristickou důlkovou korozí v povrchu oceli, řez po tloušťce profilu [4] Obr. 7 Dolní pásnice mostní konstrukce s charakteristickou trhlinou v povrchu oceli, řez po tloušťce profilu [4]
Zdroj: sborník konference Železniční mosty a tunely, leden 2010
|