Praktický sprievodca normou EN 10219: Výber správnej triedy ocele pre vaše duté profily

Keď pre svoje projekty získavate za studena zvárané konštrukčné duté profily, EN 10219 je jednou z najčastejšie uvádzaných európskych noriem, s ktorými sa môžete stretnúť. Táto norma stanovuje technické dodacie podmienky pre duté profily vyrobené z nelegovaných a jemnozrnných ocelí tvarovaných za studena bez následného tepelného spracovania okrem prípadnej línie zvaru.

Táto príručka vás prevedie tým, na čo sa vzťahuje norma EN 10219, ako sa nazývajú a čo znamenajú triedy ocele, ktoré triedy sa najčastejšie používajú v reálnych aplikáciách a - čo je najdôležitejšie, - ako vybrať tú správnu pre vaše špecifické požiadavky. Dva stupne, ktoré uvidíte najčastejšie pri každodennom obstarávaní, súS235aS355, a budeme venovať pozornosť najmä rozdielom medzi nimi a tomu, kedy zvoliť jednu pred druhou.

EN 10219 je európska norma preza studena tvarované zvárané konštrukčné duté profily. Vzťahuje sa na kruhové duté profily (CHS), štvorcové duté profily (SHS), pravouhlé duté profily (RHS) a eliptické tvary, vyrábané elektrickým zváraním alebo zváraním pod tavivom (SAW). Duté profily sa vytvárajú pri teplote miestnosti bez následného tepelného spracovania okrem toho, že zvarový šev môže byť tepelne spracovaný. Norma je rozdelená do niekoľkých častí, z ktorých časti 1 a 2 sa najčastejšie používajú pre nelegované a jemnozrnné ocele, zatiaľ čo časť 3 sa vzťahuje na vysokopevnostné a poveternostne odolné ocele.

Kľúčový bod, ktorý treba pochopiť dopredu: podľa EN 10219 sa trieda ocele vzťahuje navýchodiskový materiálpoužíva sa na tvárnenie za studena, nie hotový dutý profil rovnakým spôsobom ako EN 10210 pre profily hotové za tepla. To znamená, že metalurgia sa počas procesu tvárnenia za studena mierne mení -, ale pre praktické účely obstarávania sú mechanické vlastnosti vo všeobecnosti porovnateľné s tým, čo by ste očakávali od označenia rovnakej triedy podľa EN 10025, normy pre výrobky z konštrukčnej ocele.

Duté profily EN 10219 sú dostupné s hrúbkou steny do 40 mm, pokrývajú veľkosti od malých štvorcových profilov do 500 mm × 500 mm pre štvorcové profily a vonkajší priemer do 2500 mm pre kruhové profily.

Predtým, ako sa pozrieme na jednotlivé ročníky, pomôže pochopiť, ako funguje systém pomenovania. Vezmime siS355J2Hako príklad.

Označenie vplyvu sa riadi konzistentným vzorom:

Prípona tiež označuje stav dodávky a či ide o jemnozrnnú oceľ. napr.S355NHje normalizovaná jemnozrnná oceľ so zaručenými rázovými vlastnosťami pri −50 stupňoch, pričomS355MHje termomechanicky valcovaný.

Pri každodennom obchodnom obstarávaní sa najčastejšie stretnete so známkamiS235JRH, S275J0H, S275J2H, S355J0HaS355J2Hspolu s rôznymi stupňami NH/NLH a MH/MLH. Keď sa však pozrieme na skutočné objemy objednávok na európskom trhu,S235aS355dominovať. S275 je medzi nimi, ale je výrazne menej bežný - v kontinentálnej Európe, S235 sa veľmi často uprednostňuje pred S275 pre všeobecné stavebné práce.

Nasledujúca tabuľka sumarizuje kľúčové vlastnosti v ťahu a náraze pre najpoužívanejšie triedy ocele EN 10219 (hrúbka menšia alebo rovná 16 mm, čo je najbežnejší rozsah pre konštrukčné duté profily). Hodnoty vychádzajú zo štandardných požiadaviek.

Pre hrubšie steny (16< t ≤ 40 mm), the yield strength reduces slightly. For S235JRH it becomes 225 MPa, for S275 grades 265 MPa, and for S355 grades 345 MPa.

Rýchla poznámka k chemickému zloženiu: triedy s vyššou pevnosťou majú vo všeobecnosti o niečo vyššie uhlíkové ekvivalenty (CEV). S235JRH má maximálne CEV 0,35 %, zatiaľ čo S355J0H a S355J2H dosahujú až 0,45 %. Tento rozdiel má praktické dôsledky pre zváranie -, ale pre väčšinu štandardných zváracích postupov sa všetky tieto druhy považujú za ľahko zvárateľné bez špeciálnych opatrení.

Ak sa pozriete na to, čo denno-denne objednávajú európski výrobcovia a dodávatelia,S235 a S355 sú dvaja ťažní koni. S275 existuje a z času na čas ho uvidíte špecifikovaný, ale nie je tak rozšírený ako ostatné dva. Má to praktický dôvod: skok v sile z S235 na S355 je významný, zatiaľ čo rozdiel v nákladoch je relatívne mierny. Pri mnohých štrukturálnych aplikáciách, ak S235 nie je dostatočne pevný, inžinieri často pristúpia priamo k S355 namiesto toho, aby sa zastavili na S275. Pozrime sa na každý ročník z praktického hľadiska.

S235 - Spoľahlivý všestranný

S235 je základná trieda konštrukčnej ocele pre duté profily tvarované za studena. Je to to, po čom siahnete, keď aplikácia nevyžaduje extrémnu pevnosť, ale vyžaduje dobrú spracovateľnosť, jednoduché zváranie a hospodárnosť.

• Minimálna medza klzu: 235 MPa (menší alebo rovný 16 mm)
• Rozsah pevnosti v ťahu: 360 – 510 MPa
• Typický dodací stav: Tvarované za studena + žíhané bez napätia (+R)
• Možnosti vplyvu: JR (izbová teplota) je najbežnejšia

S235JRH má veľmi nízky uhlíkový ekvivalent (CEV menší alebo rovný 0,35 %), vďaka čomu je vo väčšine prípadov vysoko zvárateľný bez predhrievania. Je tiež ľahké ho rezať, ohýbať a vyrábať, čo sa premieta do nižších nákladov na spracovanie vo vašej dielni.

• Typické aplikácie pre S235:

Ľahké stavebné rámy a medziposchodové konštrukcie

Zábradlia, zábradlia a bezpečnostné zábrany

Značkové stĺpy a stĺpy pouličného osvetlenia

Mechanické komponenty v nekritických nosných polohách

Dočasné stavby a lešenia

Nábytkové rámy a regálové systémy

V praxi kontinentálnej Európy je S235 často predvolenou voľbou pre všeobecné stavebné práce. Pre mnohých kupujúcich B端 je to stupeň, ktorý špecifikujú, keď je návrhové zaťaženie mierne a rozpočty projektu musia byť prísne kontrolované.

S355 - The Heavy-Duty Performer

S355 poskytuje približne o 50 % vyššiu medzu klzu ako S235 pri relatívne nízkej cene - zvyčajne o 15 % až 25 % vyššej na tonu, v závislosti od trhových podmienok a objemu objednávky. Tento pomer pevnosti a ceny robí S355 mimoriadne atraktívnym pre aplikácie, kde záleží na znížení hmotnosti alebo kde sa vyžaduje vyššia nosnosť.

• Minimálna medza klzu: 355 MPa (menší alebo rovný 16 mm)
• Rozsah pevnosti v ťahu: 470 – 630 MPa
• Typický dodací stav: Normálne sa dodáva v normalizovanom (+N) stave, ktorý zjemňuje štruktúru zŕn a zabezpečuje stálu húževnatosť
• Možnosti vplyvu: J0H (0 stupňov), J2H (-20 stupňov), K2H (-20 stupňov s 40 J), NH (-50 stupňov)

S355 má vyšší uhlíkový ekvivalent (CEV až 0,45 %) ako S235, čo znamená, že zváranie si môže vyžadovať trochu viac pozornosti -, ale pre správne vybavené výrobné dielne je to zriedkavý problém. S355 tiež ponúka vynikajúcu húževnatosť pri nízkych teplotách, s triedami J2 certifikovanými na dodanie 27 J pri -20 stupňoch.

• Typické aplikácie pre S355:

Primárne konštrukčné stĺpy a nosníky vo viacpodlažných budovách

Mostné komponenty a projekty infraštruktúry

Rámy ťažkých strojov a konštrukcie žeriavov

Pobrežné plošiny a námorné aplikácie (často s triedami s certifikáciou nárazu)

Veže veterných turbín

Priehradové nosníky pre strechy s dlhým rozpätím (od 20 m a viac)

S355J2H je pravdepodobne najžiadanejšou triedou spomedzi možností s vyššou pevnosťou. Spája medzu klzu 355 MPa s výkonom testovaným pri náraze pri teplote -20 stupňov, vďaka čomu je vhodný pre vonkajšie konštrukcie vo väčšine európskych klimatických podmienok.

S275 - Stredné dieťa

S275 je z hľadiska pevnosti medzi S235 a S355 (minimálna ťažnosť 275 MPa). Má svoje využitie, no v reálnom svete sa špecifikuje menej často ako ostatné dva. To znamená, že S275J0H a S275J2H sú stále relevantné pre určité aplikácie:

Stredne zaťažené nosné rámy pre priemyselné budovy

Mechanické vybavenie, kde S235 nie je dostatočne pevné, ale S355 by bolo príliš špecifikované

Prostredia so statickým zaťažením, ako sú stavebné konštrukcie a mechanické rámy

Ak už obstarávate S235 na všeobecné použitie a S355 na ťažké náklady, možno zistíte, že pridanie S275 do vášho inventára nemá vždy komerčný zmysel, pokiaľ to nevyžaduje špecifická špecifikácia klienta.

Keď sa nás kupujúci spýta, ktorú triedu použiť, zvyčajne prechádzame krátkym zoznamom rozhodovacích bodov.

1. Začnite s návrhovým zaťažením

Pozrite sa na požadovanú medzu klzu. Ak si návrh vyžaduje medzu klzu 235 MPa alebo menej, S235 je vaša trieda. Ak požadovaná pevnosť presiahne 235 MPa, alebo ak je prioritou zníženie hmotnosti, S355 sa stáva prirodzeným ďalším krokom. Nárast pevnosti o 50 % z S235 na S355 vám často umožňuje použiť tenšiu časť steny pre rovnakú nosnosť -, čo môže kompenzovať vyššiu cenu materiálu zníženou tonážou.

2. Zvážte prevádzkovú teplotu

Vnútorné aplikácie v miernom podnebí: Štandardné hodnotenie nárazu JR (izbová teplota) zvyčajne postačuje. S235JRH alebo S355J0H budú fungovať.

Vonkajšie konštrukcie vo väčšine Európy: Hodnotenie nárazu J0 (0 stupňov) je často minimum. S275J0H alebo S355J0H sú bezpečné voľby.

Chladné oblasti (severské krajiny, horské oblasti, Sibír) alebo dynamické zaťaženie: Dôrazne sa odporúča hodnotenie J2 (−20 stupňov). S355J2H je tu najbežnejšou voľbou.

Arktické prostredie alebo prostredie s extrémne nízkou teplotou: Môžu sa vyžadovať triedy NH alebo NLH s rázovou skúškou -50 stupňov.

3. Pozrite sa na typ aplikácie

Nižšie uvedená tabuľka poskytuje rýchly prehľad:

4. Faktor pri výrobe a zváraní

Pre obchody, ktoré veľa zvárajú, je práca s S235 najjednoduchšia. S355 vyžaduje trochu viac disciplíny, najmä na hrubších častiach, ale každá kompetentná dielňa si s tým bez problémov poradí. Ak váš výrobný tím viac vyhovuje materiálom s nízkym obsahom uhlíka alebo ak máte čo do činenia s veľmi zložitými zváranými zostavami, S235 môže byť bezpečnejšou voľbou, aj keď sú požiadavky na pevnosť hraničné.

EN 10219 pokrýva tri hlavné profily dutých profilov, z ktorých každý je vhodný pre rôzne konštrukčné úlohy.

Profily tvarované za studena podľa EN 10219 majú vo všeobecnosti ostrejšie vonkajšie rohy a sú dostupné v širšom rozsahu malých rozmerov v porovnaní s profilmi vyrobenými za tepla. Majú tiež zvyčajne nižšie náklady na menšie rozmery, čo z nich robí preferovanú voľbu pre mechanické, nábytkové a iné ako primárne konštrukčné použitie.

Ak sa váš tím obstarávania zaoberá oboma štandardmi, pomôže vám poznať rozdiel. Obe sú harmonizované podľa nariadenia EÚ o stavebných výrobkoch (CPR) a obe môžu niesť označenie CE. Ale nie sú zameniteľné.

Praktický bod: rovnaké označenie triedy znamená mierne odlišné veci v rámci týchto dvoch noriem. Podľa EN 10210 sa trieda vzťahuje na oceľ v hotovom profile. Podľa EN 10219 sa vzťahuje na surovinu -, takže zatiaľ čo mechanické vlastnosti sú vo všeobecnosti ekvivalentné, prierezové vlastnosti SHS a RHS nie sú rovnaké. Pri písaní špecifikácií by ste mali vždy uviesť štandardné číslo aj triedu.

Q1: Je S355 vždy lepší ako S235?

Nie vždy. Lepšie je otázkou vhodnosti. S355 má oveľa vyššiu medzu klzu, ale tiež stojí viac a má o niečo vyšší uhlíkový ekvivalent (CEV), čo znamená, že zváranie vyžaduje trochu viac starostlivosti. Ak je vaše návrhové zaťaženie nízke, S235 je ekonomickejšou voľbou. Nemá zmysel platiť za silu, ktorú nepoužívate.

Q2: Môžem zvárať duté profily EN 10219 bez predohrevu?

Pre S235JRH v typických hrúbkach do 16 mm áno. Pri typoch S355, najmä v hrubších častiach alebo v chladných podmienkach, by ste mali postupovať podľa kvalifikovaného postupu zvárania -, ale vo väčšine dielenských prostredí sa predhrievanie automaticky nevyžaduje. Skontrolujte svoje CEV a postupujte podľa odporúčaní EN 1011 alebo vlastného WPS.

Q3: Môžu byť duté profily EN 10219 pozinkované?

áno. Žiarové zinkovanie sa bežne používa na duté profily EN 10219 a ponúka vynikajúcu ochranu proti korózii. Avšak kvôli zvyškovým napätiam prítomným v sekciách tvarovaných za studena by ste mali proces galvanizácie prediskutovať s vaším dodávateľom, aby ste zabezpečili správne odvetrávanie a minimalizovali riziko deformácie alebo vodíkového skrehnutia. Pri správnom návrhu a riadení procesu funguje galvanizácia profilov podľa EN 10219 dobre.

Q4: Sú triedy EN 10219 ekvivalentné ASTM A500?

Neexistuje žiadna priama ekvivalencia jedna ku jednej, ale pre praktické porovnanie:

ASTM A500 Grade B (minimálny výťažok 315 MPa) je niekde medzi S275 a S355.

ASTM A500 Grade C (minimálna výťažnosť 345 MPa) je bližšie k S355.

Ak nahrádzate jednu normu inou, mali by ste skôr skontrolovať skutočné mechanické vlastnosti a dizajn, než predpokladať rovnocennosť.

Výber správnej triedy ocele podľa normy EN 10219 spočíva v troch veciach: zaťaženie, ktoré musí vaša konštrukcia uniesť, teplota, ktorej bude čeliť pri prevádzke, a požadovaná rovnováha medzi nákladmi na materiál a efektívnosťou výroby.

S235JRHje váš obľúbený pri výrobe na všeobecné účely. Ľahko sa s ním pracuje, je cenovo dostupný a dokonale postačuje pre veľmi širokú škálu konštrukčných aplikácií.

S355J2Hje vaša vysokovýkonná možnosť. Poskytuje takmer o 50 % vyššiu medzu klzu ako S235 a je testovaný pri náraze pri -20 stupňoch, vďaka čomu je vhodný pre náročné konštrukčné úlohy, vonkajšie prostredie a aplikácie kritické z hľadiska bezpečnosti.

Väčšina kupujúcich si ponecháva oboje vo svojom akciovom portfóliu a vyberá si medzi nimi projekt po projekte, pričom S275 hrá menšiu rolu špecifickú, keď to špecifikujú konkrétni klienti alebo kódy dizajnu.

Keď ste pripravení zadať objednávku, poskytnite svojmu dodávateľovi tri informácie: normu EN 10219, kompletnú triedu ocele (napríklad S355J2H, nielen S355) a požadované rozmery profilu. Táto úroveň presnosti zabraňuje nákladným nedorozumeniam a zaisťuje, že dostanete presne to, čo váš projekt potrebuje.

Ak máte otázky týkajúce sa konkrétnej triedy alebo konkrétnej aplikácie, kontaktujte náš technický tím --LEFIN STEEL, Máme skúsenosti s dodávkami EN 10219 hzobrazte sekcie kupujúcim v celej Európe, na Strednom východe a mimo nej a my vám radi pomôžeme urobiť správny výber pre váš ďalší projekt.