Smältmetallsprickor i varmförzinkat stål - kan det drabba oss??
Ett par uppmärksammade fall har förekommit i England och Tyskland Senaste fallet i Tyskland - fotbollstadium i Kaiserslautern Varmförzinkad takkonstruktion Byggd år 2003, sprickor påträffades i december 2005 Sprickor som utgör säkerhetsrisk påträffades i en svetsad balkkonstruktion (HEB 550) Många andra, mindre sprickor förekom utbrett i hela takbyggnaden.
Fotbollsarena med sprickproblem i taket
Sprickor påträffades hos många av takbalkarna Den röda färgen (magnetpulver) används för att hitta sprickorna och få dem att framträda tydligare.
Många större sprickor påträffades i anslutning till svetsar i konstruktionen
Spricka i anslutning till påsvetsad förstärkning Sprickans längd är ca 15 cm.
En kombination av olika parametrar ger upphov till smältmetallsprickorna: Stålkvalitet - innehåll av svavel Kallformat stål med låg duktilitet Inre spänningar i godset som uppstått vid tillverkningen Zinksmältans sammasättning: Bly, Tenn, Vismut Dopphastighet - Godsets uppvärmning, temperaturgradienter Enkeldopp, dubbeldopp
Exempel från parkeringshus i Tyskland Byggt år 2002 En serie av sprickor har påträffats i balkar av typen IPE 500, S460 Sprickorna utgår från hörnet på den påsvetsade ändplattan
Andra exempel... Svetsat ramverk (nedan) Kallformad rörsektion (till höger)
Flamskuret hörn (Gas, plasma) Spricka i värmepåverkade zonen (HAZ)
Faktorer som visat sig bidra till uppkomsten av sprickor är följande: Stål med sträckgränser över 355 N/mm 2 Stora konstruktionselement - innehållande restspänningar från valsning och svetsning Konstruktioner med borrade eller pressade hål samt skurna ytor Konstruktionsutformningar som kräver långsam nedsänkning i badet, vilket ger temperaturgradienter i godset (olika delar är varmare respektive kallare) Flussens sammansättning Varmförzinkningsbad innehållande bly, tenn och vismut
Studier har visat att värmeöverföringen mellan smälta och gods är betydligt högre för bad innehållande vismut, tenn och bly än för bad där dessa element inte ingår. Framförallt vismut tros ha stor inverkan, om halten är högre än 0.1%. Även flussen påverkar värmeöverföringen mellan bad och gods. Fluss med högt saltinnehåll (över 450 g/liter) ger jämnare temperaturfördelning i godset - minskar risken för sprickor Fluss med högt järninnehåll (över 10 g/liter) höjer väremöverföringen och därmed risken för sprickor Stora kraftiga konstruktioner som doppas ned i badet långsamt kan ha stora skillnader i temperatur mellan olika delar, vilket inte är bra Förvärmning samt snabb neddoppning minskar risken för sprickor
Konstruktioner med få inre spänningar som doppas så att temperaturskillnader undviks löper liten risk att drabbas av smältmetallsprickor.
Smältmetallsprickorna har lett till oro hos vissa ansvariga myndigheter Föreskrivare i England och Tyskland utarbetar åtgärder för att hantera risken med smältmetallsprickor Tekniska Institutet hos Tyska Byggnadsministeriet har av förskitighetsskäl utfärdat speciella krav som gäller alla byggnader de har ansvar för. Detta gäller även byggnader med konstruktionselement som förzinkats i andra länder än Tyskland, och är viktigt att känna till för oss i Norden.
Huvudsakliga innehållet i Tyska Byggnadsministeriets krav: Stora och komplexa stålkonstrutioner ( badstorlek > 10 m) får inte varmförzinkas i smälta där någon av följande legeringshalter överskrids (gäller individuellt för varje element) Bly Tenn Vismut max 0.9 viktsprocent max 0.3 viktsprocent max 0.1 viktsprocent
Existerande stålkonstruktioner, som är förzinkade i bad där nämnda gränser överskridits har givit upphov till oro. Arbete med att identifiera dessa konstruktioner pågår. Byggnader där stora risker anses förekomma, kommer att genomgå vidare undersökningar. Speciellt fokus på konstruktioner varmförzinkade i bad där bly+tennhalten varit > 2 %.
Forskning för ökad kunskap De nämnda gränserna är satta av försiktighetsskäl, och kan vara överdrivet konservativa. Forskning pågår: Universitetet i Aachen 2-års projekt, startade i oktober -05 Fokuserar på stålets tillverkning och bearbetning samt på varmförzinkningsprocessen. Undersöker sprickor i stora stålkonstruktioner. Tekniska Universitetet i Darmstadt 2-årsprojekt Utveckling av testverktyg för att kunna bedöma effekten av zinkbadets sammansättning på risken för sprickbildning.
De första resultaten förväntas komma under hösten -06 EGGA bevakar forskningsarbetet och förmedlar det till medlemmarna. Trolig rapportering på nästa tekniska kommittémöte i Wiesbaden 8 november
Kan smältmetallsprickor drabba oss i Norden? Hittills inga kända fall i modern tid Tänkbara orsaker till att vi förskonats: Bra stål - med låga halter av föroreningar Bly tillsätts i de flesta fall inte, finns endast i låga halter, långt under 0.9% Få använder tenn som legeringstillsats Flera har provat vismut men fick problem och frångick detta. De som använder vismut ligger på halter runt 0.1%. Höghållfasta stål har kommit in till Nordens varmförzinkare på senare år - kanske senare än i Tyskland/England? Innebär detta att problemet kan uppstå nu?
Det är viktigt att alla som utför varmförzinkning är medvetna om att risken för att smältmetallsprickor skall uppstå finns Dels för att kunna bemöta eventuella frågor från kunder Dels för att säkerställa att inte själva drabbas av det Olyckorna har blåsts upp i pressen - jornalister älskar denna typ av nyheter Företag som genomför provning- t ex magnetpulverultraljudsprovning mm - understryker vikten av att allt material måste kontrolleras - ny intressant affärsidé för dem!