7 minute read
Napredno ispitivanje čeličnih niti na prednaprezanje
from IRT3000 АДРИА #8
Testni standardi ISO 15630-3, ASTM A416 i ASTM A1061 nude smernice za testiranje čeličnih niti. Proizvođači čeličnih niti su dužni da testiraju svoje proizvode u statičkim i dinamičkim uslovima u skladu sa standardima proizvoda.
Da bi smanjili troškove opreme, te testove često daju spoljnom izvođaču usluga. Proizvođači su takođe eksterno nadgledani od strane nezavisnih instituta.
Jedan od primarnih testova osiguranja kvaliteta uključuje statičko zatezno testiranje merenjem naprezanja. ZvicRoell nudi standardnu konfiguraciju mašine za zatezno testiranje koja može da radi sa silama do 600 kN.
Zbog tendencije čeličnih niti da se opuste pod naprezanjem, ZvickRoell koristi posebne čeljusti za hvatanje uzorka kako bi se sprečilo prerano otkazivanje na neželjenim mestima.
U visokocikličnom testu zamora, čelična nit mora da prođe dva miliona testnih ciklusa na maksimalnoj frekvenciji od 20 Hz.
Stezanje uzorka predstavlja jedinstven izazov u ovom scenariju, jer lako može da se desi lom usled stezanja.
Statični zatezni testovi čeličnih niti po standardima ISO 15630-3/ ASTM A416/ ASTM A1061
U statičkim testovima na zateznanje u skladu s ISO 15630-3, ASTM A416 i ASTM A1061, čelična nit se rasteže dok se ne prekine. Čelične niti se sastoje od nekoliko žica upletenih zajedno i imaju tendenciju da se odmotavaju kada su podvrgnute opterećenjima na zatezanje.
Tokom zateznog testa meri se sila koja deluje na uzorak i njegovo istezanje. Mašine za testiranje, koje su dizajnirane za visoka testna opterećenja, mogu da se koriste pre svega zato što čelik za prednaprezanje ima visoku čvrstoću.
Ispitivanja na zatezanja mogu da se izvode na čeličnim nitima prečnika od 3 do 20 mm. U zavisnosti od proizvoda ili testnog standarda, merna dužina L0 može da bude, na primer, 500 mm ili 610 mm. Ukupno istezanje može da dostigne vrednosti do 20%.
Takođe mogu da se izvode deformacioni zatezni testovi kao što je opisano u EN ISO 15630-3. U ovim testovima, pokretna prečka mašine za testiranje mora da bude opremljena provrtom.
Ključne karakteristične vrednosti od zateznog testiranje čeličnih niti do ISO 15630-3 i ASTM A416
• Tačka popuštanja, koja se često naziva pomakom popuštanja (Rp0.2), obično se određuje kao alternativna tačka popuštanja pri 0,2-postotnom plastičnom istezanju.
• Izduženje tačke popuštanja, preciznije poznato kao izduženje tačke popuštanja s ekstenziometrom, može da se odredi samo pomoću ekstenziometra (Ae).
• Zatezna čvrstoća (Rm).
• Ravnomerno istezanje (Ag).
• Deformacija pri urušenju (A), pri čemu su normativne specifikacije u vezi s mernom dužinom veoma važne.
Zatezni test čeličnih niti i čelika za prednaprezanje
Dinamični testovi prednapregnutih čeličnih niti
U visokocikličnom testu zamora (npr. u skladu s ISO 15630-3, XP A 35-045-2011, FprEN 10138-3:2009) na čeličnim nitima, uzorak će proći dva miliona ciklusa testiranja na maksimalnoj frekvenciji od 20 Hz bez loma.
Ako se uzorak polomi u blizini ili u zahvatu, test se smatra nevažećim i mora se ponoviti. Nevažeći testovi su veoma skupi, jer test zamora traje nekoliko dana. Prednapregnute čelične žice su veoma krute i posebno su osetljive na zareze.
Sila prihvatanja izaziva dodatno opterećenje u području stezanja pored dinamičkog opterećenja testa, što može dovesti do preranog otkazivanja uzorka.
Kod klasičnih zateznih uzoraka od čvrstog materijala konci često imaju veće zareze, da bi se osigurao lom uzorka u delu koji nije obuhvaćen čeljustima. Sa žičnim nitima to nije tako jednostavno.
ZwickRoell je uspostavio specijalizovane čelične čeljusti koje omogućavaju da se izvode visokociklični testovi zamora bez potrebe za specijalno pričvršćenim hvataljkama.
Ti visokociklični testovi zamora se obično izvode servohidrauličnom testnom mašinom serije HA.
Stezanje uzorka
Zbog visoke zatezne čvrstoće pojedinačnih čeličnih nitnih žica, koja dostiže do 2000 MPa, i njihove glatke površine, od ključnog je značaja da se spreči oštećenje uzoraka usled stezanja (na primer piramidalnim uzorkom na umecima čeljusti).
Zbog toga su potrebne hidraulične čeljusti s paralelnim zatvaranjem s fleksibilnim pritiskom stezanja. Geometrija čeljusti mora biti dizajnirana na takav način da se obezbedi pouzdano i ravnomerno prihvatanje uzorka i da se spreči klizanje uzorka tokom testa.
Kvalitet proizvoda uzorka od čelične niti je takođe od suštinskog značaja za sprečavanje sloma uzorka izvan merne dužine L0.
Tokom zateznog testa se u njegove pouzdane rezultate ubrajaju samo trganja i lomovi uzorka unutar merne dužine. Oštećena površina uzorka ili bitno nehomogena zatezna čvrstoća pojedinačnih žica može da prouzrokuje lom uzorka unutar L0, blizu čeljusti.
Stezanje uzorka u visokocikličnom testu zamora na čeličnim nitima prema standardu ISO 15630-3 predstavlja poseban izazov zbog relativno jednostavne pojave preloma tokom stezanja.
Sila hvatanja izaziva dodatno opterećenje u području stezanja, koje se preklapa s dinamičkim testnim opterećenjem, što može dovesti do preranog otkazivanja uzorka.
U klasičnim zateznim uzorcima napravljenim od čvrstog materijala, krajevi često imaju veće prereze, koji osiguravaju da se uzorak slomi u delu koji nije stegnut čeljustima. Sa žičanim nitima, to nije tako jednostavno. Za dobijanje preciznih rezultata testa potrebna je opsežna priprema uzorka, uključujući zatvaranje.
ZwickRoell se ovim izazovom bavi specijalno razvijenim čeljustima za testiranje čeličnih niti, koje nude mogućnost testiranja niti bez potrebe za posebno pričvršćenim hvataljkama. Ovaj razvoj značajno smanjuje potrebno rukovanje, vreme i troškove za korisnika. Čeljusti uključuju hidromehanički i čisto mehanički zahvat. Potonji obuhvata konusni rukav, u koji se svaki kraj niti dovodi zajedno s antikonusom i stegne. Ovom metodom se upotrebi veliki deo sile hvatanja.
Preostala sila koja je i dalje potrebna za određeni test dobija se klasičnim hidromehaničkim stezanjem preko čeljusti. Zajedno, ova dva principa prihvatanja omogućavaju da se sila hvatanja primenjuje na takav način da se sasvim spreče lomovi zbog stezanja i čelične niti mogu da se testiraju bez prethodne obrade. Čeljusti su veoma fleksibilne i pogodne za širok spektar primena. Promenljiva podesiva hidraulična sila hvataljke može lako da se menja od testa do testa odgovarajućom kontrolom pritiska ulja.
Merenje deformacije
Prelom u čeličnom užetu obično uzrokuje otklon pojedinačnih žica, što predstavlja rizik od oštećenja ekstenziometra sa senzorima. Da bi se osigurala sigurna, pouzdana i precizna merenja na visoko rastezljivim i elastičnim materijalima, ZwickRoell bira optičke ekstenziometre.
Ekstenziometar videoXtens 6-680 s vidnim poljem od 680 mm i rezolucijom od 0,6 μm omogućava precizna merenja deformacija, čak i u slučajevima kada su uključene velike dužine, kao što pokazuju testovi na čeličnim nitima. Glavne karakteristike uključuju:
• određivanje čvrstoće popuštanja po ASTM A1061;
• ne postoji rizik od oštećenja ekstenziometra na mestu preloma, jer ekstenziometar meri bez direktnog kontakta;
• automatski izračun deformacije pri urušenju;
• preko veze s prečkom, merne oznake ostaju dosledno u centru vidnog polja (FOV), što obezbeđuje optimalno korišćenje mernog opsega.
Dodatne prednosti tog ekstenziometra obuhvataju automatsko prepoznavanje mernih oznaka na uzorku i početne merne dužine, zajedno s prenosom svih podataka u softver za testiranje testXpert.
Šta je čelik za prednaprezanje?
Čelik za prednaprezanje, čelik visoke čvrstoće, koristi se pre svega pri gradnji prenapregnutimg betonom. Upotreba čelika za prednaprezanje omogućava znatno povećanje svojstava betonskih komponenti za statička i dinamička opterećenja.
Proizvodnja čelika za prednaprezanje podrazumeva dug čelični proizvod, a njegov oblik površine varira u zavisnosti od standarda proizvodnje. Na primer, jedna žica je dizajnirana u skladu sa standardom proizvođača DIN EN 10138-1, dok čelična žica može biti dizajnirana u skladu sa DIN EN 10138-3.
Pojedinačna žica ima vrednosti čvrstoće do 2000 N/mm² i obično je dizajnirana u okruglom obliku, a mogući su i trapezoidni preseci, koji se nazivaju kompaktne niti.
U okviru opšte adrese prednaprezanja čelika postoje tri oblika, u zavisnosti od standarda proizvoda:
• čelična šipka (prečnik 15 do 36 mm),
• žica (prečnik 5 do 16 mm),
• čelične niti, sastavljene od 3, 7 ili više savijenih pojedinačnih žica (trožilna nit: 5,2 do 7,5 mm, sedmožilna nit: 7 do 18 mm).
Ovi različiti oblici postavljaju visoke zahteve pri ispitivanju materijala, zbog čega se koriste različiti standardi testiranja (npr. ISO, ASTM, itd) da bi se osiguralo da je ispunjen potreban standard kvaliteta.
