Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Post-fire hardness and impact resistance tests of high-strength grade 8.8 steel bolts

Król Paweł A.

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 3

571--586

EN

The article presents results of hardness and impact resistance tests of grade M20-8.8 bolts, previously subjected to simulated fire conditions. The tests were aimed at assessing the effect of temperature, fire exposure time, and cooling method on the hardness and impact resistance of bolts subjected to a fire in the context of fastener post-fire suitability for further use. Knowledge of these two parameters may be crucial from the point of view of expert assessment of the safety of structures that survived the fire. This may be of particular importance in the case of structures located in seismic and paraseismic areas, and subject to dynamic loads. Test specimens were received from bolts previously subjected to simulated thermal actions, which were supposed to reflect environmental conditions of a real fire. They were heated at temperatures of 100ºC, 150ºC, 200ºC, 300ºC, 400ºC, 500ºC, 600ºC, 700ºC, 800ºC, 900ºC, and 1000ºC for periods of 30′, 60′, 120′ and 240′, respectively, and then cooled at various rates, which resulted in the differentiation of the material microstructure. After heating, some of the bolts were cooled naturally, left to cool down freely at ambient temperature, whereas some other were rapidly cooled by immersion in water until they cooled completely, thus simulating the effect of an intensive firefighting operation. The obtained results were elaborated on to assess their usefulness in the analyzes of structures that survived the fire and, due to the nature and extent of damage, are the subject of considerations regarding the possibility of their further use.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki pomiarów twardości oraz udarności śrub jakościowych M20-8.8, wykonanych ze stali stopowej 32CrB3, poddanych wcześniej symulowanym oddziaływaniom pożarowym. Celem badań była ocena wpływu temperatury, czasu ekspozycji pożarowej i metody chłodzenia na twardość i udarność śrub po ekspozycji pożarowej, w kontekście przydatności łączników do ich dalszego wykorzystania, po pożarze. Znajomość tych dwóch parametrów – poza wynikami uzyskiwanymi tradycyjnie z klasycznej statycznej próby rozciągania – może być istotna z punktu widzenia eksperckiej oceny bezpieczeństwa konstrukcji, które przetrwały pożar. W szczególności może mieć znaczenie w przypadku konstrukcji zlokalizowanych na terenach sejsmicznych i parasejsmicznych, oraz obciążonych w sposób dynamiczny. Próbki do badań pobrano ze śrub poddanych uprzednio symulowanym wpływom termicznym, mającym odzwierciedlać warunki środowiskowe realnego pożaru, wygrzewanych w temperaturze 100ºC, 150ºC, 200ºC, 300ºC, 400ºC, 500ºC, 600ºC, 700ºC, 800ºC, 900ºC i 1000ºC przez okres odpowiednio 30′, 60′, 120′ i 240′, a następnie studzonych ze zróżnicowaną prędkością, co finalnie spowodowało zróżnicowanie mikrostruktury materiału. Po wygrzaniu, część śrub chłodzono w sposób naturalny, pozwalając im ostygnąć swobodnie na powietrzu, drugą zaś część studzono w sposób gwałtowny, przez zanurzenie w wodzie aż do całkowitego wystudzenia, symulując tym samym efekt akcji ratunkowo-gaśniczej. W każdej z serii przebadano po 3 próbki, celem weryfikacji poprawności i powtarzalności uzyskanych wyników. Omówiono uzyskane wyniki oceniając ich przydatność w analizach konstrukcji, które przetrwały pożar i z uwagi na charakter oraz wielkość zniszczeń rozważa się możliwość ich dalszej eksploatacji.

2

Impact of hydrogen charging techniques on hydrogen embrittlement behavior of s960mc ahs steel

Straková Denisa, Novy Frantisek, Šikyňa Lukáš

System Safety : Human - Technical Facility - Environment

|

2024

|

Vol. 6, iss. 1

270--276

EN

The study explores the influence of hydrogen embrittlement on advanced highstrength steel S960MC, focusing on the role of different hydrogen charging techniques. Hydrogen embrittlement poses a critical challenge in high-strength steels, compromising their structural integrity and limiting their applications in demanding environments. The findings indicate that S960MC steel demonstrates intrinsic resistance to hydrogen embrittlement when exposed to a hydrogen-supersaturated environment without external factors like electric current or elevated temperature. However, cathodic hydrogen charging significantly enhances hydrogen diffusion into the material, leading up to a 60% decrease in ultimate tensile strength. In contrast, immersion hydrogen charging showed a minimal effect on the mechanical properties. Fractographic analysis showed that cathodic charging led to severe embrittlement, characterized by mixed transcrystalline quasicleavage, intercrystalline fractures, and extensive secondary cracking. Conversely, immersion charging resulted in negligible embrittlement, with minimal changes in fracture morphology. These results highlight the critical role of hydrogen charging methods in the embrittlement behavior of S960MC steel, emphasizing the substantial impact of cathodic charging on material degradation.

3

Propozycje ograniczenia odkształcenia na zimno dla elementów stalowych

Marcinczak Krzysztof

Przegląd Budowlany

|

2024

|

R. 95, nr 5

89--91

PL

Normy przedmiotowe PN-EN 1993-1-1 oraz PN-EN 10025-4 zawierają wymagania dotyczące ciągliwości stali, aby umożliwić wystarczające odkształcenie konstrukcji przed zniszczeniem. Na tej podstawie przedstawiono propozycje ograniczenia odkształcenia na zimno w celu zapewniania odpowiednich parametrów ciągliwości stali po procesie gięcia na zimno elementów stalowych. Przedstawiono dotychczasowe wytyczne literaturowe oraz zaproponowane rozszerzenie wytycznych dla stali S460M. Zaproponowane ograniczenia odkształcenia na zimno dla stali S460M oparto na własnych badaniach materiałowych.

EN

The subject standards EN 1993-1-1 and EN 10025-4 contain requirements for the ductility of steel to allow sufficient deformation of structures before failure. Based on this, proposals for limiting cold deformation to ensure adequate steel ductility parameters after the cold bending process of steel components are presented. Existing literature guidelines and a proposed extension of the guidelines for S460M steel are presented. The proposed cold deformation limits for S460M steel were based on our own material tests.

4

Fracture prediction of high‑strength steel sheet during in‑plane compression‑shear forming under negative stress triaxiality

Qian Lingyun, Du Jiajia, Li Peipei, Ma Tengyun, Zhou Yu, Sun Chaoyang

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2024

|

Vol. 24, no. 2

art. no. e60, 2024

EN

Predicting fracture failure of metals at negative stress triaxiality has been challenging, particularly for the in-plane compression-shear fracture failure of sheet metals. In this study, the in-plane compression-shear experiment and finite element stress analysis of a high-strength TRIP800 steel sheet were conducted. The fracture behavior of the TRIP800 sheet under different stress states was analyzed. The results showed that the stress triaxiality of the fracture zone was all less than 0, and the fracture surface was mainly characterized by micro-shear band defects. The decrease in stress triaxiality tends to accelerate the closure of voids, which is significantly different from the micro-voids-dominated fracture behavior at positive stress triaxiality. This indicates including more stress states in the negative stress triaxiality range when calibrating the Modified Mohr-Coulomb (MMC) fracture criterion helps improve the prediction accuracy of compression-shear fracture. Moreover, it was found that the in-plane compression-shear fracture could initiate at a stress triaxiality of - 0.48. This finding extends the cutoff value of stress triaxiality for ductile fracture and further expands the research scope for high-strength steel fracture.

5

Experimental study of a new type of high-strength monolithic square-section concrete columns with spiral stirrups

Xianchao Zheng, Liyun Fan, Zhao Jun

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 4

319--337

EN

In this paper, four full-scale concrete columns with high-strength spiral stirrups (HSSS) are constructed and tested under low-cycle repeated loading. The specimens consisted of two cast-in-place columns and two precast concrete columns encased by a partly square steel pipe and bolt bars. The structural analysis of the HSSS columns of precast concrete conducted here is novel, and past experimental data for this are not available. To assess the seismic behavior and failure mechanisms of the new connections, quasi-static tests were carried out on columns prefabricated with them and cast-in-place specimens. The responses of all columns were compared, and the results showed that the failure modes of all columns are the large eccentric damage, and the destruction of all specimens occur at the column foot. The anti-seismic property of the precast HSSS concrete columns was comparable to that of the HSSS cast-in-place columns. A comparison of such performance parameters as energy dissipation and coefficient of ductility revealed that the precast HSSS concrete columns are suitable for use in earthquake zones.

6

Effect of Arc Strikes on High Strength Low Alloy Steels Welded by SMAW

Fydrych Dariusz, Raczko Przemysław, Świerczyńska Aleksandra, Landowski Michał, Wolski Adrian, Rogalski Grzegorz

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no. 3

160--169

EN

Wet welding with covered electrodes (Shielded Metal Arc Welding-SMAW) is the most commonly used method of carrying out welding repair works in a water environment. Limited visibility and the inability to move freely under water result in an increased risk of formation of welding imperfections such as lack of fusion, lack of penetration and arc strikes. The work focused on changes in the properties and structure of steel subjected to the impact of short (0.2 s) arc ignitions generated by covered electrodes in air and under water for three high strength steel grades: S460N, S460M and S500MC. Visual tests, macroscopic and microscopic metallographic tests, microhardness measurements and diffusible hydrogen content in deposited metal determination were performed. A significant influence of the environment on changes in the morphology and microhardness of steel in the vicinity of arc strikes was found. The microhardness of the areas covered by the rapid thermal cycle caused by SMAW increased from 200-230 HV0.5 to 400-500 HV0.5 depending on the steel grade. The presence of welding imperfections: cavities and cracks were detected. The susceptibility of all steel grades subjected to short thermal cycles to cracking was confirmed by the results of measurements of the diffusible hydrogen content: 38.6 ml/100g and 84.5 ml/100 g for air and water environment, respectively. No influence of changes in the welding current on the behavior of the material in the tested conditions was found. The conducted research shows that leaving arc strikes on the structure may have serious consequences and cause a failure.

7

The effect of cooling time t8/5 on properties of MAG-welded joints made of high-strength steels using robotic methods

Jurkowski Maciej, Łatka Leszek

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2022

|

Vol. 66, No. 4

45--52

EN

The paper presents results of tests concerning butt welded joints made of structural high-strength steel S1100QL using a robotic welding station. The subject of the tests was to determine the effect of cooling time t8/5 on primary mechanical properties of joints. Time t8/5 was controlled by changing preheating temperature in relation to constant linear energy (SE specimens) and changing linear energy in relation to constant preheating temperature (ST specimens). Both of the above-named cases involved the preparation of three test plates in relation to three times, i.e. 5 seconds, 7.5 seconds and 10 seconds. The test welded joints subjected to non-destructive and destructive tests represented quality level B (in accordance with PN-EN ISO 5817). No effect of time t8/5 on mechanical properties was noticed in terms of the ST series specimens. The tensile strength identified in the tests amounted to 1020 MPa. The specimen ruptured in the weld. However, the effect of the tensile strength on hardness was noticeable, particularly in the HAZ (even above 450 HV1). The reverse tendency could be observed in relation to the SE series specimens. The value of time t8/5 was important in terms of joint strength, amounting to more than 1100 MPa in relation to the shortest time, where the specimen ruptured in the HAZ. In turn, the effect of time t8/5 was negligible as regards hardness.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań doczołowych złączy spawanych z wysokowytrzymałej stali konstrukcyjnej S1100QL wykonanych na stanowisku zrobotyzowanym. Przedmiotem badań było określenie wpływu czasu stygnięcia t8/5 na podstawowe własności mechaniczne uzyskanych złączy. Wartością czasu t8/5 sterowano za pomocą zmiany temperatury podgrzewania wstępnego przy stałej energii liniowej (próbki SE) oraz zmiany energii liniowej przy stałej temperaturze podgrzewania (próbki ST). W obu przypadkach zrobiono trzy płyty próbne dla czasów 5 s, 7,5 s oraz 10 s. Wykonane złącza spawane zostały poddane badaniom nieniszczącym i uzyskały poziom jakości B (wg PN-EN ISO 5817) oraz badaniom niszczącym. W przypadku próbek serii ST nie zauważono wpływu czasu t8/5 na własności mechaniczne. Wytrzymałość na rozciąganie wynosiła ok. 1020 MPa, a do zniszczenia dochodziło w spoinie. Natomiast zauważalny był jej wpływ na twardość, szczególnie w SWC (nawet powyżej 450 HV1). W przypadku próbek serii SE sytuacja była odwrotna. Wartość czasu t8/5 była istotna z punktu widzenia wytrzymałości złącza, która dla najkrótszego czasu osiągnęła ponad 1100 MPa, a do zniszczenia doszło w SWC. Natomiast w przypadku twardości wpływ czasu t8/5 był pomijalny.

8

Study on mechanical properties of notched steel wire under tension and bending

Fei Hongyu, Sun Quansheng, Yang Jianxi

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 4

467--480

EN

The fracture reason of steel wire cable is complex, and the corrosion and local bending effect of anchorage end of steel wire cable under tension are one of the main factors. Taking the steel wire of an arch bridge cable as the research object, the notch method was used to simulate the corrosion pits on the surface of the steel wire, and the tension and bending mechanical properties of the high strength notched steel wire were tested. The bending finite element model of the high strength steel wire was established by ANSYS WORKBENCH, and the tension and bending mechanical properties of the notched steel wire under different vertical loads and pretension were studied. The test and calculation results show that the test data are close to the finite element calculation results and the variation law is consistent. Under the same vertical load, the deformation of steel wire notch decreases with the increase of pretension; The stress at the bottom of the notch is the largest at 180° direction and the smallest at 90° direction of the vertical load. Under the same vertical load and pretension, the stress of spherical shape at the notch is the largest, followed by ellipsoid shape, and groove shape is the smallest, and there is a high stress zone at the edge of groove shape. When the pretension is applied, the initial stress increases with the increase of pretension, while the stress at the notch caused by bending decreases with the increase of pretension.

9

Overall buckling performance of high strength steel welded I-sections under combined axial compression and bending

Huang Bin, Zhang Wen-Fu

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 3

369--384

EN

This paper presents a numerical investigation into the high strength steel (HSS) welded I-section overall buckling performance with respect to the major axis under combined axial compression and bending. The validation of FE models compared with the existing test data to verify the appropriateness of the element division and boundary condition was firstly conducted. In line with the FE arrangement verified, separate 890 numerical models, covering a broader range of eight steel grades (460 MPa, 500 MPa, 550 MPa, 620 MPa, 690 MPa, 800 MPa, 890 MPa and 960 MPa), different overall slenderness and various eccentricities were designated. Subsequently, the comparison of the resistance prediction codified design rules in EN 1993-1-1, ANSI/AISC 360-10 and GB50017-2017 was preferentially operated, by the instrumentality of the normalized axial compression-bending moment curves. The results graphically revealed that, the provision given in ANSI/AISC 360-10 concerned in the present work was the most loose, whereas, the corresponding content set out in EN 1993-1-1 and GB50017-2017 was relatively on the safe side. Taking account of the FE results, the conservative shortcomings of the considered rules in EN 1993-1-1 and GB50017-2017 were further highlighted. Especially, the disparity of EN 1993-1-1 and numerical results was higher to 27%, from the perspective of a definition given in the present work. In contrast, the provision in ANSI/AISC 360-10 yielded a relatively accurate prediction, on average. Based on the numerical program, an alternative formula for the HSS welded I-section beam-columns with a general expression form was sought, which intimately reflected the effect of overall slenderness.

10

The influence of welding heat input on the quality and properties of high strength low-alloy dissimilar steel butt joints

Tomków Jacek, Haras Jacek

Welding Technology Review

|

2020

|

R. 92, nr 2

15--23

EN

The paper presents the results of non-destructive and destructive tests of dissimilar high-strength low-alloy S460ML and S460N steel butt joints. These steels are characterized by similar mechanical properties, but their carbon equivalent CeIIW values are much different. The joints were made using different values of heat input for each welding bead. They were tested by non-destructive methods: visual, penetrant, radiographic and ultrasonic tests. Then, the destructive tests were made: static tensile test, bending test, impact test and Vickers HV10 hardness measurements. The results of prepared examinations showed, that welding with higher heat input has significant impact on the mechanical properties of the dissimilar steel joints - the joint welded with bigger heat input was characterized by better mechanical properties.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań niszczących i nieniszczących dwuimiennych złączy doczołowych wykonanych ze stali o podwyższonej wytrzymałości o zbliżonych właściwościach mechanicznych S460ML i S460N, które znacząco różnią się wartością równoważnika węgla CeIIW. Złącza wykonano z zastosowaniem różnych wartości ilości wprowadzonego ciepła dla poszczególnych ściegów. Zostały one poddane badaniom nieniszczącym: wizualnym, penetracyjnym, radiograficznym oraz ultradźwiękowym. Następnie wykonano statyczną próbę rozciągania, próbę gięcia, badania udarnościowe oraz pomiary twardości metodą Vickersa HV10. Wyniki badań pokazały, że spawanie większą energią liniową ma znaczący wpływ na własności mechaniczne złączy badanych stali - złącze wykonane wyższymi wartościami charakteryzowało się lepszymi własnościami mechanicznymi.

11

Microstructure and residual stress analysis of Strenx 700 MC welded joint

Trško Libor, Lago Ján, Jambor Michal, Nový František, Bokůvka Otakar, Florková Zuzana

Production Engineering Archives

|

2020

|

Vol. 26, Iss. 2

41--44

EN

High strength low alloy (HSLA) steels are a new generation of plain carbon steels with significantly improved mechanical properties while maintaining good weldability with common commercial techniques. Residual stress and microstructural analysis of welded HSLA Strenx 700 MC was carried out in this research. Results have shown that the welding process causes significant grain coarsening in the heat affected zone. The microstructural changes are also accompanied with creation of tensile residual stress field in the weld metal and heat affected zone, reaching up-to depth of 4 mm. Tensile residual stresses are well known for acceleration of fatigue crack initiation and together with coarse grains can lead to significant decrease of the fatigue properties of the welded structure.

12

Spawalne stale konstrukcyjne wysokiej wytrzymałości w budowie maszyn roboczych

Sobczykiewicz Wojciech

Przegląd Mechaniczny

|

2019

|

nr 6

21--26

PL

Zastosowanie spawalnych wysoko wytrzymałych stali spowodowało istotny wzrost wydajności maszyn roboczych: dźwigów, koparek, ładowarek. W rezultacie zastosowania zespołów łożyskowych stają się one znacznie lżejsze. W ten sposób sześcioosiowy żuraw terenowy amerykańskiej firmy GROVE zmienia udźwig z 75 ton do 400 t, w ciągu 40 lat (1970 - 2010). Długość wysięgników teleskopowych od 42 do 80 m. W artykule przedstawione zostało zagadnienie wykorzystania stali o wysokiej wytrzymałości konstrukcji maszyn roboczych. Omówiono również ograniczenia i trudności związane z wytwarzaniem konstrukcji nośnych tych maszyn.

EN

Application of the welded high strength steels caused essential growth the performance of the engineering machines: cranes, excavators, loaders. As a result the applications of the bearing structures becoming considerably lighter. In his way the six axles all terrain truck crane were changed the nominal capacity from 75 t to 400 t, during 40 years (1970 - 2010). The length of the telescopic booms was changed from 42 to 80 m. This is example taken from the American company GROVE. The limitations and the difficulties connected with fabrication of the bearing structures has been described as well.

13

Estymacja niezawodności strukturalnej gazociągów stalowych w okresie eksploatacji w oparciu o wyniki inspekcji tłokami pomiarowymi

Witek M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska

|

2019

|

z. 82

3--127

PL

Monografia niniejsza poświęcona jest omówieniu wyników badań dotyczących wpływu korozji elektrochemicznej rur stalowych, stwierdzonej w efekcie diagnostyki z wykorzystaniem technologii rozproszenia osiowo zorientowanego strumienia magnetycznego, na niezawodność strukturalną gazociągów wysokiego ciśnienia. Inspekcje tłokami pomiarowymi są najbardziej efektywną metodą diagnostyczną ze względu na możliwość wykrycia i zwymiarowania ubytków materiału ścianki rurociągu podziemnego, a ich zastosowanie nie wymaga czasowego ograniczenia transportu gazu. Badaniom poddano gazociąg o średnicy DN 700, maksymalnym ciśnieniu roboczym MOP = 8.4 MPa, wykonany ze stali podwyższonej wytrzymałości gatunku L555M z ubytkami korozyjnymi ścianki stwierdzonymi na podstawie dwóch inspekcji: pierwszej po 13 latach użytkowania oraz ponownej po kolejnych 12 latach eksploatacji. Stalowa cienkościenna powłoka cylindryczna z defektami, obciążona ciśnieniem wewnętrznym gazu, ulega uszkodzeniu w wyniku wystąpienia jednego z trzech stanów granicznych: powstania nieszczelności, przełomu plastycznego pozostałej grubości ścianki lub rozerwania, które rozszerza się w sposób niestabilny w kierunku osiowym poza obszar defektu lub wzdłuż spoiny, jeśli mamy spiralnie spawany sposób wykonania rur. Ze względu na niskie ryzyko wzrostu głębokości wad objętościowych przez cały przekrój ścianki wynikające z postępu korozji w kierunku promieniowym, stwierdzone na podstawie danych z dwóch inspekcji, jak również niewielkie konsekwencje dla otoczenia małej nieszczelności gazociągu możliwej do wykrycia z powierzchni ziemi oraz jej naprawy bez ograniczenia transportu gazu, w niniejszej pracy uwzględnione zostało jedynie kryterium przełomu plastycznego w miejscach częściowych ubytków ścianki rury. Niezawodność strukturalna podziemnych sieci uzbrojenia terenu w okresie użytkowania liczonym w dziesiątkach lat, może być analizowana jako proces stochastyczny polegający na losowym stopniu degradacji elementów poddanych obciążeniu. Znane z literatury algorytmy oceny zawodności infrastruktury technicznej można podzielić na metody oparte o funkcje zmiennych losowych lub teorię zmiennych losowych, którą zastosowano w niniejszej monografii. W celu estymacji prawdopodobieństwa awarii w długim okresie użytkowania, wykorzystano stan graniczny oparty o różnicę ciśnienia pęknięcia plastycznego rur z defektami ścianki oraz wartości oczekiwanej ciśnienia roboczego gazu, przy uwzględnieniu parametrów wpływających na wytrzymałość konstrukcji jako zmiennych losowych. Prognozowanie postępu korozji ścianki podziemnego rurociągu stalowego może odbywać się na podstawie zależności liniowych lub nieliniowych. W niniejszych studiach, do określenia prędkości korozji elektrochemicznej w kierunku promieniowym, zastosowano zależności nieliniowe ze współczynnikami stochastycznymi, które analizowano w czterech scenariuszach. Wyznaczenia parametru funkcji eksponencjalnej rozkładu głębokości uszkodzeń ścianki dokonano na podstawie danych z dwóch inspekcji. W monografii wykazano zasadność poszukiwań alternatywnych i mniej skomplikowanych obliczeniowo metod oceny niezawodności rurociągów stalowych do zastosowań inżynierskich, bazujących na wynikach diagnostyki tłokami pomiarowymi. W badaniach oceny wpływu ubytków materiału ścianki na prawdopodobieństwo awarii rurociągu wykorzystano teorię nośności granicznej. W pracy przedstawiono algorytm obliczania prawdopodobieństwa awarii, oparty o eksponencjalną funkcję rozkładu głębokości uszkodzeń ścianki czynnego gazociągu, stwierdzonych w wyniku kilkukrotnej diagnostyki. W obliczeniach została uwzględniona liczba hipotetycznych ubytków materiału niewykrytych przez tłoki pomiarowe, wyznaczona na podstawie danych z inspekcji, jak również wzięto pod uwagę prawdopodobieństwo detekcji niedoskonałych urządzeń działających na zasadzie rozproszenia strumienia magnetycznego. Opracowana metoda uwzględnia całkowitą liczbę ubytków jako populację o rozkładzie eksponencjalnym głębokości defektów, nie rozważa natomiast indywidualnie każdego uszkodzenia ścianki. Zastosowane podejście do obliczeń jest, według najlepszej wiedzy autora, jedną z pierwszych prób wyznaczenia niezawodności strukturalnej rurociągów podziemnych podlegających procesowi degradacji korozyjnej z wykorzystaniem tej metodologii.

EN

The objective of this monograph is to investigate an influence of steel pipe electrochemical corrosion detected by axially excitated Magnetic Flux Leakage in-line inspections tools on a structural reliability of high pressure gas pipelines under operation. MFL in-line inspection technology is the most effective diagnostic method in respect of detection and sizing of wall material losses of pressurized buried pipelines and their application does not require the temporary exclusion of the gas flow. This research considers a gas transmission pipeline DN 700, "MOP" = 8.4 MPa, constructed from increased-strength steel containing active external metal loss flaws derived from two in-line inspections: the first ILI after 13 years of the service life and the second 12 years later. The steel thin-walled cylindrical shell with material losses loaded with the internal fluid pressure fails due to one of three limit states: leak, plastic collapse of the remaining pipe wall thickness or unstable extension of wall rupture beyond the defect area in the longitudinal direction or along the girth weld in the case of spirally-welded pipes. Due to low defect growth rates in the radial direction confirmed with the results of two in-line inspections as well as to negligible consequences of a small natural gas leak to the pipeline surrounding detectable with above ground methods, the current work considers only a plastic collapse criterion of residual pipe part-wall thickness. The structural reliability of the underground infrastructure within long time operation, counted in decades, can be analysed as a stochastic process of construction elements random degradation. The evaluation algorithms of technical infrastructure, known from the literature, can be divided into methods based on functions of random parameters and a random variables theory which is applied in the current monograph. In order to estimate a pipeline failure probability in a long operation time, the limit state based on a pressure difference between plastic collapse of the remaining pipe wall thickness and an expected value of the gas working pressure as a random variable was employed. Prediction of a corrosion growth rate of an underground steel pipeline can be conducted based on both linear and non-linear functions. In the current work, for an electrochemical corrosion velocity prediction in the radial direction, a non-linear power law function with stochastic parameters was applied in four scenarios. The ILI results were also used to estimate an exponential law of defect depth probability density distribution. For engineering application, the alternative and less computationally complicated methods for reliability estimations based on in-line inspection data should be found, which is the aim of this monograph. In the study, the algorithm of probability computation based on expotential probability density distribution of pipe wall defects depth derived from the repeated diagnostics results was presented. The calculations took into account the number of undetected hypothetical anomalies, as well as probability of detection resulting from usage of imperfect inspection devices. The developed methodology considers the total amount of features as a population with expotential depth distribution of defect depth and does not consider each flaw individually. The pipe wall material losses were assessed by a fracture mechanics method based on a limit load theory. To the author’s best knowledge, the presented approach to probability estimations is novel and applied for the first time in literature regarding structural reliability of underground pipelines subjected to corrosion degradation.

14

Wybrane zagadnienia zastosowania stali wysokowytrzymałych w budownictwie

Wciślik Wiktor

Inżynieria i Budownictwo

|

2019

|

R. 75, nr 7-8

359--361

PL

Przedstawiono podstawowe zagadnienia związane z zastosowaniem stali wysokowytrzymałych (HSS i VHSS) w konstrukcjach budowlanych. Podano krótką charakterystykę materiałową tego rodzaju stali. Omówiono najważniejsze założenia i ograniczenia norm Eurokodu 3, dotyczące projektowania konstrukcji ze stali HSS i VHSS. Podano przykłady obiektów zrealizowanych z wykorzystaniem stali o podwyższonej wytrzymałości.

EN

The article presents the basic issues related to the use of high-strength steels (HSS and VHSS) in construction. A short material characteristic of high-strength steels is given. The basic assumptions and limitations of EC3 standards regarding the design of HSS and VHSS steel structures are discussed. Examples of objects made using high-strength steel are given.

15

Assessment of the possibility of the laser welding of high strength steel having a yield point of 1100 MPa

Tuz Lechosław, Sulikowski Krzysztof

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2019

|

Vol. 63, No. 6

25--31

EN

The article presents selected results of technological tests involving the welding of high-strength steel (with a guaranteed yield point of 1100 MPa) using a robotic laser beam welding station. The joints made in the tests were subjected to visual, macroscopic and microscopic tests as well as to hardness measurements. The obtained results revealed the presence of martensitic-bainitic structure in the cross section of the welded joint and the presence of a narrow zone characterised by low hardness (softened zone).

PL

Przedstawiono wybrane wyniki z prób technologicznych spawania stali o wysokiej wytrzymałości (gwarantowanej granicy plastyczności 1100 MPa) przy wykorzystaniu zrobotyzowanego stanowiska do spawania wiązką laserową. Wykonane złącza poddawano badaniom wizualnym, makroskopowym i mikroskopowym oraz pomiarom twardości. Uzyskane wyniki wskazują na występowanie martenzytyczno-bainitycznej struktury w przekroju poprzecznym złącza spawanego oraz występowaniu wąskiej strefy o niskiej twardości (strefy zmiękczenia).

16

Minimum value approach for modelling of the buckling resistance of welded I-section high strength steel columns

Gajewski M. D., Giżejowski M. A., Szczerba R. B.

Archives of Civil Engineering

|

2019

|

Vol. 65, nr 4

113--126

EN

The paper deals with determination of flexural resistance buckling curves for welded I-section steel members made of high strength steel (S 690). In the paper the previously proposed BF analytical model is used for approximation of FEM results obtained using moderately large deformation shell theory and ABAQUS/Standard software. Final formulation of flexural resistance buckling curves is possible through the use of the Merchant-Rankine-Murzewski approach adopted extensively in the authors’ previous papers. For nonlinear optimization, which is needed for analytical model parameters determination, the Wolfram Mathematica package is used. Obtained results for S 690 steel are presented against the results for S 355 steel.

PL

Celem artykułu jest wyznaczenie krzywych wyboczeniowych w przypadku spawanych elementów ściskanych wykonanych ze stali S 690. Rozważane zagadnienie stanowi kontynuację pracy [3], gdzie analogiczne zagadnienie rozważano dla stali S 355. Zastosowano, zweryfikowane w [3] jako najbardziej wiarygodne, podejście analityczne Best Fit z uwzględnieniem metody randomizacji Merchanta-Rankine’a-Murzewskiego. Kalibrację sformułowania analitycznego przeprowadzono na podstawie wyników symulacji MES z programu ABAQUS. Wyniki obliczeń numerycznych posłużyły do wyznaczenia parametrów materiałowych zaproponowanego modelu analitycznego. Wyznaczenie parametrów materiałowych było możliwe dzięki zastosowaniu metod optymalizacji nieliniowej i pakietu Wolfram Mathematica. Elementy ściskane modelowano w MES stosując teorię powłok dużych deformacji oraz modele konstytutywne sprężysto-plastyczności ze wzmocnieniem izotropowym. Naprężenia pospawalnicze modelowano poprzez wstępne samozrównoważone pole naprężeń rezydualnych. Pole naprężeń rezydualnych określone było przez dwa parametry: ψten i ψcom odpowiednio dla strefy rozciąganej i strefy ściskanej. Parametr naprężenia rezydualnego ψten jest utrzymywany na stałym poziomie dla różnych historii wymiany ciepła przy spawaniu. W konsekwencji tylko ψcom jest dalej uważany za zmienną. W analizie przyjęto wartości dyskretne z zakresu od 0.1 do 0.5, uwzględniając różne historie obciążenia termicznego wynikającego z przebiegu procesu spawania.

17

Ocena możliwości spawania stali wysokowytrzymałych ulepszanych cieplnie

Tuz L., Sulikowski K.

Przegląd Spawalnictwa

|

2018

|

R. 90, nr 4

9--13

PL

W artykule przestawiono ocenę możliwości wykonania doczołowych złączy spawanych niestopowej stali o wysokiej wytrzymałości przy wykorzystaniu zrobotyzowanego stanowiska do spawania wiązką lasera. W oparciu o badania mikrostruktury i pomiary twardości doczołowego złącza spawanego zidentyfikowano istotne czynniki wpływające na możliwość zastosowania tej technologii dla łączenia stali ulepszanych cieplnie o wysokiej wytrzymałości.

EN

The paper presents evaluation of weldability of non-alloy high strength heat-treated steel with the use of robotic station for laser welding. Based on the microstructure assessment and hardness distribution in butt welded joint, the key factors and properties for use of such welding technology are identified.

18

Jakość złączy z wysokowytrzymałych stali spawanych elektrodą nietopliwą w osłonie mieszanki Ar+H2

Sałaciński T., Sosnowski W.

Przegląd Spawalnictwa

|

2018

|

R. 90, nr 7

36--41

PL

Przeprowadzono badania spawania elektrodą nietopliwą wysokowytrzymałych, drobnoziarnistych stali ferrytycznych z niewielkim dodatkiem wodoru do mieszanki osłonowej na bazie argonu. Wykazano, że dodatek wodoru na poziomie do 2% nie wpływa na powstawanie zwłocznych pęknięć wodorowych przy zachowaniu rygorystycznych reżimów technologicznych na etapie przygotowania i oczyszczenia stali przed i po spawaniu. Kontrolowany dodatek wodoru pochodzący z mieszanki osłonowej ma pozytywny wpływ na jakość złączy. Dzięki obecności 2% wodoru złącza charakteryzują się głębszym wtopieniem, mniejszą skłonnością do podtopień krawędzi oraz gładkim licem. Spełniają wymagania systemu zapewnienia jakości w spawaniu. W artykule przedstawiono wyniki badań skłonności do pęknięć zimnych w próbie Tekken złączy spawanych elektrodą nietopliwą w osłonie mieszanek argonu z wodorem wybranych gatunków stali o strukturze bainityczno-ferrytycznej.

EN

Testing of joints made during welding with a GTAW of high-strength, fine-grained ferritic steels confirms that a small addition of hydrogen to the argon-based shielding mixture does not affect the formation of hydrogen cracking. Is very important to pay attention to strictly adhere to the technological regimes during steel preparation before and after welding. Then the controlled addition of hydrogen coming from the casing mixture has a positive effect. Due to the presence of 2% hydrogen, the joints are characterized by deeper penetration, lower inclination to edge flooding and smooth face. They are technically correct and impeccable in terms of aesthetics.

19

Badania spawalności stali S460N w środowisku wodnym z wykorzystaniem próby Tekken

Tomków J., Rogalski G., Fydrych D., Łabanowski J.

Przegląd Spawalnictwa

|

2018

|

R. 90, nr 5

41--45

PL

Spawanie w środowisku wodnym niesie ze sobą wiele problemów, wśród których najważniejszym jest skłonność stali do powstawania pęknięć zimnych. O ile w przypadku spawania na powietrzu istnieje wiele metod zapobiegania tym pęknięciom, o tyle pod wodą zastosowanie tych metod jest ograniczone. Z tego powodu konieczne jest określenie skłonności danego materiału do pękania zimnego. W pracy oceniono spawalność drobnoziarnistej stali o podwyższonej wytrzymałości S460N podczas spawania mokrego elektrodami otulonymi. Na podstawie wyników próby spawalności Tekken stwierdzono, że złącza wykonane z badanego materiału charakteryzują się wysoką skłonnością do powstania pęknięć zimnych i należy opracować metody pozwalające zniwelować ten problem.

EN

Welding in a water environment carries out a lot of problems, among which the most important could be the susceptibility of steel to cold cracking. There are many methods to prevent these cracks during welding in the air, which couldn't be use in wet welding conditions. For the reason, it is necessary to determine the susceptibility of steel to cold cracking. The paper presents experimental evaluation of the weldability of fine-grained high strength low alloy S460N steel wet welded by coated electrodes. From the results of Tekken tests it was found out that the investigated steel is characterized by the high susceptibility to cold cracking. It is necessary to look for a method that allows to overcome this problem.

20

Wpływ pełzania betonu na efektywność zastosowania stali o podwyższonej wytrzymałości jako zbrojenia elementów prętowych

Kołodziejczyk E., Kamińska M.

Inżynieria i Budownictwo

|

2018

|

R. 74, nr 3

152--157

PL

Przedstawiono propozycję obliczeniowego ujęcia wpływu pełzania na nośność elementów prętowych obciążonych siłą i momentem w kontekście stosowania zbrojenia podłużnego ze stali o podwyższonej wytrzymałości oraz weryfikację tej propozycji na podstawie badań doświadczalnych. W analizie uwzględniano również inne czynniki, w tym przede wszystkim klasę betonu, stopień zbrojenia podłużnego, wpływ skrępowania przekroju i smukłość elementu.

EN

The paper presents a proposal for the own calculation procedure of creep impact on the load capacity of RC members loaded with axial force and bending moment in the context of using high strength longitudinal reinforcement and its verification on the basis of experimental investigations. The analysis also took into account other factors, including, first of all, concrete class, longitudinal reinforcement ratio, concrete confinement effect and element slenderness.