Eldsneyti ruglaðs stáls: Hvernig byggingarstigunum gengur í byggingaröryggi og eldvarnarkerfi

Eldsneyti ruglaðs stáls: Hvernig byggingarstigunum gengur í byggingaröryggi og eldvarnarkerfi

Í tíma hásæigra bygginga og flókinnar undirbúnaðar er brunsöryggi óhjákvæmilegur grundvöllur byggingarhönnunar. Þó að venjulegur kolstálur hafi verið notaður í langan tíma, er mikil missa á styrkleika við hærri hitastig stór veikleiki. Ryðfrítt stál er meira og meira tilgreint af verkfræðingum vegna betri eldsneytistu og býður betri öryggi, gerðarstyrkur og mögulegar sparnaður á meðanverandi eldvarnarkerfi.

Þessi grein lýsir afköstum ásælra stáltegunda í eldsneytistu, veitir gögnum byggða rök fyrir notkun þeirra í öryggisviðrikkum forritum.

Achilleshæla kolstáls í eldi

Aðalorsök sveiflu bygginga í eldi er ekki að brjótast saman heldur hröð tap á styrk og stífni þegar hitinn hækkar. Þetta er kolstálsins Achilleshæla:

• Gátta hitastig: Kolstál heldur á um 60% af upphaflegum brotastyrk sínum við 500°C (932°F). Með 600°C (1112°F) er styrkurinn venjulega minnkaður niður í um 40%, sem er gátta markgildi sem oft stýrir því að þurfa umfangsmikla eldvarn.

• Treysta á verndun: Til að uppfylla eldsneytistöðu (t.d. 60, 90, 120 mínútur), verður að setja mikla eldsneytishylki eða dreifaða efni á kolefnisstálsvélarefni, sem bætir kostnaði, flækjustigi og rými við hönnunina.

Af hverju rostfreistál er betra í eldi

Rostfreistál hefur frumgeranda betri afköst í háum hita vegna samsetningar og eiginleika sínna:

1. Hærri viðnámseinkenni við hægari hitastig: Þetta er mikilvægasti kosturinn. Rostfreistálsgreinar geyma miklu hærri hlutfall af upphaflegri styrk og stífni þeirra þegar hitastigið hækkar, í samanburði við kolefnisstál.

   • Við 600°C (1112°F): Austenítgreinar (t.d. 1.4301/304, 1.4401/316) geyma venjulega meira en 60% af upphaflegum 0,2% beislastyrk þeirra við stofuhita. Duplex-greinar (t.d. 1.4462/2205) geta geymt meira en 70% .

   • Þessi hærri afbrigðisafköst geta oft leitt til minni eldvarnarmaður en þó eða í sumum tilvikum alveg fjarlægt ákveðna hluti.

2. Hár smáskeiði: Ruglaust stál hefur brunaátt á milli áætlað 1400-1450°C (2552-2642°F) , sem er hærra en við bruna kolstál og langt yfir hitastigum sem eru notuð í flestum venjulegum prófum á eldurvarn (sem ná yfir áætlað 1100°C).

3. Lágur hitaleiðni: Ruglaust stál hefur um 25-30% lægri hitaleiðni en kolstál. Þetta þýðir að hiti ferðast hægara í gegnum efnið, sem veldur lægri hitastig á óverðinu hlið á hlut og í kjarna hlutarins á eldu. Þetta verður að hægari heildarhitun á byggingunni.

4. Hátt hitaeinkenni: Rústfrítt stál hefur hærri kerfisbrennifæri en kolefnisstál, sem þýðir að það þarf meira ork til að hækka hitastig þess . Þetta verkar sem "hitasafn", sem frekar seinkar hitastigshækkunina.

Afköst lykilkappa við ákveðin stig

Ýmsar tegundir rústfríðs stáls bjóða ýmis kosti:

Nægur dæmi: Beygjuþolnar dálkar í duplex rostfreyju geta verið stöðugir lengur í eldi en jafngildur dálkur í kolstál. Hins vegar getur hennar hærra viðnám þol leyft hönnurum að nota minni snið eða þynnari eldurvernd til að ná sömu eldurstaðalmerkingu (R30, R60 o.s.frv.).

Hagkvæmni og hönnunarforrit í eldurvernd

Þegar tilgreint er rostfreyja breytist hagkerfi elduraðgerða:

• Minni eldvarnir: Mest beinnaður kostnaðar sparnaður kemur frá mögulega þynningu eldvörnum (t.d. svifandi máling, plötur) eða að útiloka vörn fyrir sekúndfrumur. Þetta getur einfaldað smíði og minnkað kostnað við efni og vinnumennsku.

• Hönnun fyrir erfið notkun: Ruglaust stál er efnið sem er valið fyrir eldvarnakerfi sjálf, þar á meðal:

  • Slökkvikerfi: Þar sem það er ámótaþol í tryggir það að rörin lokast ekki við skeljum eða rúðu og tryggir þar með áreiðanleika kerfisins yfir mörgum árum.

  • Sveifluholker: Verður að halda á heildarheitu undir hári hita; ruglaust stál á mótið að breytingum á formi og ámóta.

  • Eldivurir og útsetning: Hlutir haldast virka og forðast að fanga sig á meðan eldur vex.

• Eftir eldveitu heildarstöðugleiki: Eftir eldveitu er meira líklegt að rostfreistálgerð haldist óbreytt. Hún verður ekki fyrir sömu stig af varanlegri broytingu og mikrostrúktúrsköðunum og kolstál, sem oft er aðeins hægt að rjúfa og skipta út.

Staðfesting í raunheimi: Eldprófin í Cardington

Fullskala eldpróf voru framkvæmd á BRE Cardington tilraunastöð í Bretlandi sem sýndu frábæra afköst rostfreistálgerða. Prófbygging með austenít (Tegund 304) og tvítegund (Tegund 2205) bjálka og dálka var sett í gríðarlegan eld. Niðurstöðurnar staðfestu:

• Byggingin yfirleifði eldinn án samstyrkju.

• Hitastig í rostfreistálhlutunum var verulega lægra en í jafngilda kolstálgerð vegna lægra hitaleiðni.

• Þáttur broytinga sem eftir eru voru lágir, sem staðfestir aðgerðir og endurnýtingu.

Ályktun: Ráðgjafandi efni fyrir nútíma eldavarnir

Rústfrítt stál er ekki lengur bara efni fyrir gæði á utanhlið eða jarðnæði. Það hefur betri vélþættir við háa hitastig sem gerir það ráðgjafandi verkfræði-val til að bæta byggingavöru og eldavöru.

Þótt upphaflegur efnisverðið sé hærra en kolstál, verður heildarverð verkefnisins metið í ljósi:

• Minnið viðhald á líftíma

• Möguleg sparnaður á eldavörnum

• Ómetanlega gagnin af aukinni öryggi og minni hættu á byggingarbilun

• Möguleiki á endurnýtingu eigna eftir eldahátíð

Fyrir verkfræðinga sem hanna hárisk, hávirði eða merkismiklar byggingar þar sem öryggi er í fyrsta sæti, bjóða gerðir af rústfríu stáli stöðugt, traust og að lokum aðlaganlegt lausn til að uppfylla og fara yfir nútíma kröfur um eldavörun.