ZVÁRANIE
starý most cez dunaj v bratislave - Výskumný Ãstav zváraÄský
starý most cez dunaj v bratislave - Výskumný Ãstav zváraÄský
- No tags were found...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>ZVÁRANIE</strong>odborný časopis so zameraním na zváranie a príbuzné technológie | ročník 61SVAŘOVÁNÍISSN 0044-55259-10 | 2012STARÝ MOST CEZ DUNAJV BRATISLAVE<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 1/2008a
VÝSKUMNÝ ÚSTAV ZVÁRAČSKÝPRIEMYSELNÝ INŠTITÚT SRWELDING RESEARCH INSTITUTE – INDUSTRIAL INSTITUTE OF SRVšetkým obchodným partnerom
PF 2013N 2O 2Xe
OBSAH■ ODBORNÉ ČLÁNKY196197 Aplikace počítačových simulací svařování ve výrobě proenergetiku | JOZEF TEJC – JIŘÍ KOVAŘÍK – MAREK SLOVÁČEK– VÁCLAV ZEDNÍK – EVA FOLKOVÁ202 Laserové zváranie tenkej nehrdzavejúcel ocele modulovnýmžiarením | A. G. LUKAŠENKO – T. V. MEĽNIČENKO –D. A. LUKAŠENKO206 Aspekty výberu oceľových plechov pre komponenty karosérie– 2. časť | EMIL EVIN – JANA TKÁČOVÁ – JÁN TKÁČ■ <strong>ZVÁRANIE</strong> PRE PRAX210 Technický kód pro svařování konstrukcí z termoplastů proklasické elektrárny a nejadernou část jaderných elektráren| JAROSLAV KOUKAL216 Mechanizované zváranie rúr väčších dimenzií | FILIP KOŠŤANY220 Voľba akosti ocele pre zvárané konštrukcie – aký je významoznačenia stavu dodávky +AR u nelegovaných ocelí podľaEN 10025-2? | GERD KUSCHER222 O oceliach bratislavských „Starých mostov“ | KAROL KÁLNA■ ZAUJÍMAVOSTI229 Starý most cez Dunaj v Bratislave | MIROSLAV MAŤAŠČÍK■ AKCIE233 XL. medzinárodná konferencia <strong>ZVÁRANIE</strong> 2012 | REDAKCIA239 VIENNA-TEC 2012, vízie, trendy, inovácie aj overené produkty| KATARÍNA TIBENSKÁ■ NOVÉ KNIHY221 Cable-stayed Bridges. 40 Years of Experience Worldwide.Svenson Holger | IVAN BALÁŽ■ PREDSTAVUJEME ZVÁRAČSKÉ ČASOPISY242 Obsah časopisu Australasian Welding Journal 2011 | REDAKCIA■ JUBILEÁ241 Osemdesiatiny Ing. Vladimíra Uhera241 Ing. Pavel Florian oslávil sedemdesiat rokov9-10/201261. ročníkOdborný časopis so zameraním nazváranie, spájkovanie, lepenie, rezanie,striekanie, materiálové inžinierstvoa tepelné spracovanie, mechanickéa nedeštruktívne skúšanie materiálova zvarkov, zabezpečenie kvality,hygieny a bezpečnosti práce.Odborné články sú recenzované.Periodicita 6 dvojčísel ročne.Evid. č. MK SR EV. 203/08VydávaVýskumný ústav zváračskýPriemyselný inštitút SRčlen medzinárodných organizáciíInternational Instituteof Welding (IIW)a European Federationfor Welding, Joiningand Cutting (EWF)Generálny riaditeľ: Ing. Peter KlamoŠéfredaktor: Ing. Tibor ZajícRedakčná rada:Predseda: prof. Ing. Pavol Juhás, DrSc.Podpredseda:prof. Ing. Peter Grgač, CSc.Členovia: Ing. Jiří Brynda, Ing. Pavel Flégl,prof. Ing. Ernest Gondár, PhD., Ing. Ivan Horňák,doc. Ing. Viliam Hrnčiar, PhD., doc. Ing. JúliusHudák, PhD., prof. Ing. Jozef Janovec, DrSc.,doc. Ing. Karol Kálna, DrSc., Ing. JúliusKrajčovič, Dr. Ing. Zdeněk Kuboň,doc. Ing. Vladimír Magula, PhD., doc. Ing. HaroldMäsiar, PhD., Ing. Ľuboš Mráz, PhD.,Ing. Miroslav Mucha, PhD., doc. Ing. JozefPecha, PhD., Ing. Pavol Radič, doc. Ing. PavolSejč, PhD., Dr. Ing. František Simančík,Ing. Tomáš Žáček, PhD.Preklad: Mgr. Margita ZatřepálkováAdresa a kontakty na redakciu:Výskumný ústav zváračskýPriemyselný inštitút SRredakcia časopisu <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍRačianska 71, 832 59 Bratislava 3tel.: +421/(0)2/49 246 514, 49 246 300,fax: +421/(0)2/49 246 296e-mail: redakcia.zvarania@vuz.skhttp://www.vuz.skGrafická príprava:TYPOCON, s. r. o., Bratislavatel./fax: +421/(0)2/44 45 71 61Tlač: FIDAT, s. r. o., Bratislavatel./fax: +421/(0)2/45 258 463Distribúcia: VÚZ – PI SR, RIKAa Slovenská pošta, a. s.Objednávky časopisuprijíma VÚZ – PI SR, každá poštaa doručovatelia Slovenskej pošty.Objednávky do zahraničia vybavujeVÚZ – PI SR; Slovenská pošta, a. s.,Stredisko predplatného tlače,Uzbecká 4, P.O.BOX 164, 820 14 Bratislava 214,e-mail: zahranicna.tlac@slposta.sk;do ČR aj RIKA (Popradská 55,821 06 Bratislava 214) a VÚZ – PI SR.Cena dvojčísla: 4 €pre zahraničie: 4,20 € bez DPH, 5 € s DPHToto dvojčíslo vyšlo v decembri 2012© VÚZ – PI SR, Bratislava 2012Za obsahovú správnosť inzercie<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ zodpovedá jej objednávateľ | 1/2008
ODBORNÉ ČLÁNKYAplikace počítačových simulací svařováníve výrobě pro energetikuApplication of computer assisted simulations of weldingin production for power engineeringJOZEF TEJC – JIŘÍ KOVAŘÍK – MAREK SLOVÁČEK – VÁCLAV ZEDNÍK – EVA FOLKOVÁIng. J. Tejc – Ing. J. Kovařík, CSc. – Ing. M. Slováček, Ph.D., MECAS ESI s. r. o., Plzeň – V. Zedník – Ing. E. Folková, ŠKODA POWER s. r. o., Plzeň,Česká republikaNumerická simulace svařování a tepelného zpracování programem SYSWELD vyvíjeným francouzskou společnostíESI Group • Analýza a simulace deformace vrchního dílu nízkotlakého tělesa turbíny vzniklé vlivem svařovacíchoperací v průběhu jeho výroby • Lokálně-globální přístup pro určení deformací spoje 27NiCrMoV15-6 /28CrMoNiV4-9 • Výpočetní model vysokotlaké části s přechodovou vrstvou • Podíl martenzitu a bainitu po svaření• Tvrdost po svaření a vyžíhání rotorů • Ekvivalentní napětí po svaření, vychlazení a popuštění • Kumulativníplastická deformace po svaření, vychlazení a popuštění • Porovnání naměřených a vypočtených deformacíThe numerical simulation of welding and heat treatment by SYSWELD program developed by the French ESIGroup Company was described. The analysis and simulation of distortion of the upper part of low-pressureturbine body generated by the effect of welding operations during its production were carried out. Thelocally global approach for the determination of distortion of the 27NiCrMoV15-6 / 28CrMoNiV4-9 joint wasapplied. The computation model of high-pressure part with a transition layer was explained. The martensiteand bainite ratio after welding, the hardness after welding and annealing of rotors as well as the equivalentstress after welding, cooling-down and tempering were outlined. The accumulation plastic strain afterwelding, smoothing and tempering was studied. The measured and computed strains were compared.Rychlost reakce na poptávku>trhu je výzvou pro současnýprůmysl. Klíčem k úspěchu je vyráběts nízkými náklady a vysokoukvalitou. Navíc roste tlak na urychleníprocesu vývoje výrobků a zkráceníčasu potřebného k dodání výrobkuna trh. Jednou z možnostířešení uvedených problémů je využitíprostředků počítačové simulace.Rozvoj výpočetní techniky a numerickýchmetod aplikovaných prostřednictvímCAE programů umožňujeprověřit vlastnosti výrobkui technologií jeho výroby virtuálnějiž v průběhu jeho konstrukčního návrhu.Snižuje se tak potřeba prováděníreálných experimentů a tvorbaskutečných prototypů nebo dodatečnýchoprav, což vede k výraznéúspoře nákladů. V případě numerickésimulace svařování a tepelnéhozpracování, je vedoucím produktemtrhu program SYSWELD. Programumožňuje provedení numerickýchsimulací svařování a tepelnéhozpracování, jak reálných průmyslovýchcelků, tak i použití ve výzkumua vývoji. Rozložení teplotníchpolí, predikce velikosti TOO, predikcemateriálové struktury ve svarua TOO, predikce tvrdosti v jednotkáchHV, predikce zbytkovéhonapětí, deformací a distorzí jsou výsledky,které obdržíme z numerickýchsimulací svařování. Na základěobdržených výsledků lze provéstoptimalizaci technologického postupusvařování numerickou cestoutak, abychom obdrželi požadovanéparametry svarového spoje bezpotřeby provedení reálných experimentů.V článku jsou uvedeny možnostipoužití numerických simulacína reálných průmyslových případechz energetiky.Vzhledem ke vzrůstajícím požadavkůmna kvalitu a spolehlivost je snahakaždého výrobce zaručit správnoufunkci a požadovanou životnostsvařovaných konstrukčních celků.Uvedeného je možné dosáhnout vytvořenímrobotizovaného pracoviště,modernizací svařovacích strojů,změnou technologie svařování, konstrukčnímizměnami svařovanýchcelků apod., ale také modernizacílaboratorních přístrojů, prováděnímexperimentálních měření a využitímnumerických analýz svařování.V posledních letech dochází k mohutnémurozvoji numerických analýzzaložených převážně na základěmetody konečných prvků. Pomocínumerických analýz svařování lzedetailně simulovat průběh svařovacíhoprocesu a zároveň dosáhnout„pokroku“ v lepším pochopení parametrů,které mají vliv na celý proces,hlavně na kvalitu výsledné strukturymateriálu, na úroveň výslednýchzbytkových napětí a distorzí, resp.deformací konstrukce. Na základěvýsledků je možné rozhodnouto správné volbě materiálu a technologiesvařování, optimalizovat svařovacípostup, svařovací parametry, tuhostisvařovacích přípravků s cílemminimalizovat distorze, resp. deformace,optimalizovat vznik nežádoucíchstruktur a zbytkové napětí posvaření. Dále je možné predikovatživotnost během provozu součástina základě analýzy napěťového, deformačníhopole a dle skutečnéhoprovozního zatížení včetně zahrnutízbytkového napětí po svaření.Pro splnění výše uvedených cílů výrobce,tj. správné funkce a zaručeníživotnosti svařované součásti, numerickéanalýzy v současnosti nabízejí:a) Analýzu teplotních a strukturníchpolí s cílem stanovit velikost TOO,protavené oblasti a rozložení charakteristickýchstruktur materiáluv libovolném místě svařovanésoučásti včetně stanovení tvrdostipomocí empirických vztahů na<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012 197
Aplikace počítačových simulací svařování ve výrobě pro energetikuObr. 1 CAD modelFig. 1 CAD modelObr. 2 Výpočtový globální modelFig. 2 Computation global modelObr. 3 Zbytkové napětí, lokální modelFig. 3 Residual stress, local modelObr. 4 Deformace po 1. kroku svařováníFig. 4 Strains after the 1 st step of weldingObr. 5 Deformace po 3. kroku svařováníFig. 5 Strains after the 3 rd step of weldingObr. 6 Deformace po 7. kroku svařováníFig. 6 Strains after the 7 th step of weldingObr. 7 Deformace po svařování z přípravkůFig. 7 Strains after welding from fixturesObr. 8 Deformace po svařování a uvolněníFig. 8 Strains after welding and relieving198 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
ODBORNÉ ČLÁNKYTab. 1 Porovnání naměřených a vypočtených deformacíTab. 1 Comparison of measured and computed strainsMístoAreaVypočtená deformace (mm)Computed strain (mm)základě chemického a strukturníhosložení. Výsledkem této studieje rozhodnutí o správné volbě materiálua technologii svařování.b) Analýzu distorzí během svařovánía po svařování včetně uvolněnísvařované součásti ze svařovacíhopřípravku. Možnostoptimalizace postupu svařovánía svařovacích parametrů, úpravysvarových ploch, volby dostatečnétuhosti svařovacích přípravků.c) Analýzu napěťového a deformačníhopole s cílem posouzenísvařované součásti na životnosta možností vzniku vad dlepoužívaných postupů a metodiks uvažováním všech možných degradačníchmechanismů běhemprovozu součásti.1 POČÍTAČOVÁ SIMULACESVAŘOVÁNÍNaměřená deformace (mm)Measured strain (mm)A –0,85 –1B –8,80 –7C –1,92 –2Programový soubor SYSWELD vyvíjenýspolečností ESI Group je založenna metodě konečných prvkůa zvládá komplexní simulaci vlivůprocesu svařování na danou součást.Umožňuje tedy vyhodnotit veličinyjako deformace po svaření,zbytkovou napjatost, tvrdost, zastoupeníjednotlivých materiálovýchstruktur (martenzit, bainit, ferit a perlit)po svařování, degradace materiálu,resp. celkovou plastickou deformaci,velikost zrna atd.Celý proces provedení analýzy jemožné rozdělit do dvou částí:1. První částí je tzv. sdružená tepelně-metalurgickáúloha. Řešíse klasická rovnice vedení teplarozšířená o členy popisující vlivlatentního tepla fázových transformací.Dochází tedy k vyhodnocenívstupu tepla do materiálu vlivemprocesu svařování, k analýzevedení tepla a k analýze případnézměny fáze materiálu (např. přisvařování oceli přeměna na austenitpři ohřevu a naopak rozpadaustenitu na výslednou strukturupři ochlazování). Výsledkem tétoprvní etapy výpočtu jsou nestacionárníteplotní pole, podíly zastoupeníjednotlivých fází / strukturv materiálu, tvrdost apod.2. Tyto výsledky (tedy zejména nestacionárnípole teplot a zastoupenístrukturních složek) slouží jakovstup do druhé etapy výpočtu –mechanické analýzy – a představujítedy vlastně tepelné zatíženístruktury. Výsledkem této částivýpočtu jsou pak celkové deformace(skládající se obecně zesložek elastické, teplotní, plastické,viskoplastické a transformační),zbytková napětí a výchylky.Analýza je poměrně náročná na materiálovádata neboť materiálové parametryje obecně potřeba popsatv rozsahu teplot od pokojové teplotyaž po teplotu tavení a dále takéjednotlivě pro typické materiálovéstruktury. Tyto materiálové parametryje v zásadě možné získat z internímateriálové databáze programuSYSWELD, případně měřením neboz literatury.Jednou z hlavních výhod numerickésimulace je fakt, že veškeré parametryjako struktura materiálu, zbytkovánapětí, plastické deformace, výchylkyapod. jsou uživateli snadnodostupné v celém průběhu procesu,zatímco při praktickém měření mohoubýt obvykle získány až na konciprocesu.2 SVAŘOVÁNÍ TĚLESANÍZKOTLAKÉHO DÍLUTURBÍNYCílem projektu bylo určit deformacevrchního dílu nízkotlakého tělesaturbíny vzniklé vlivem svařovacíchoperací v průběhu jeho výroby.Vzhledem k tomu, že se jedná o velmirozsáhlou strukturu, byl pro řešeníúlohy použit tzv. lokálně-globálnípřístup pro určení deformací způsobenýchsvařováním. Při použití tohotopřístupu probíhá řešení projektuve dvou etapách:1. Analýza na lokálních modelech:Provádí se detailní transientníanalýza procesu svařování projednotlivé svarové spoje. V praxise většinou provede výběr několikatypických svarů tak, abybyly dostatečně přesně (z hlediskageometrie, procesu, materiáluatd.) reprezentovány všechnyspoje použité na konstrukci. V případětohoto projektu bylo vybránoa následně řešeno celkem 12lokálních modelů.2. Analýza na globálním modelu:provede se přenos výsledků z lokálníchmodelů na celkový modela následně se provede výpočetdeformací struktury.CAD model tělesa je zobrazen naobr. 1, na obr. 2 je zobrazen globálnívýpočtový model tělesa. Zbytkovénapětí na jednom z lokálních modelůje zobrazeno na obr. 3.Výsledky deformací konstrukce posvaření vybraných kroků jsou naobr. 4 až 8. V tab. 1 je uvedeno porovnánínaměřených a vypočtenýchdeformací.3 SVAŘOVÁNÍ ROTORŮ TURBÍNBěhem spolupráce společností ME-CAS ESI a ŠKODA POWER byly řešenýa optimalizovány technologiesvařování následujících svarovýchspojů pro kombinaci materiálů:1. svarový spoj 27NiCrMoV15-6 /27NiCrMoV15-6 s přídavným materiálemBoehler NiCrMo 2.5-IG,2. svarový spoj 27NiCrMoV15-6 /28CrMoNiV4-9 s přídavným materiálemBoehler P24-IG a BoehlerNiCrMo 2.5-IG,3. svarový spoj X14CrM0VNbN10-1/ X13CrMoCoVNb9-1-1 s přídavnýmmateriálem Boehler ThermanitMTS 616.Cílem všech provedených numerickýchanalýz bylo ověření navrženétechnologie svařování s případnoumodifikací. V následující kapitolebude uveden příklad ze svařováníheterogenního spoje 27NiCr-MoV15-6 / 28CrMoNiV4-9.Jak již bylo uvedeno, pro přesné určenívýsledků numerických simulacíjsou potřeba kvalitní materiálovádata. V rámci uvedených projektůbyla naměřena potřebná materiálovádata k numerickým simulacím,a to:1. ARA diagramy použitých materiálů.2. Koeficient tepelné roztažnosti.3. Mechanické vlastnosti (tj. tahovézkoušky) základního materiáluv závislosti na teplotě.4. Mechanické vlastnosti (tj. tahovézkoušky) struktur teplotně ovlivněnéoblasti na teplotě. Vzorkyzákladního materiálu byly zahřátýdo oblasti stabilního austenitua potom byly ochlazeny různýmirychlostmi ochlazení, které reprezentujíjednotlivé oblasti teplotněovlivněné zóny. Na takto připravenýchvzorcích byly provedeny tahovézkoušky a měření tvrdosti.5. Mechanické vlastnosti (tj. tahovézkoušky) pro popuštěné struktury.6. Naměření žíhacího diagramu. Sta-<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012 199
Aplikace počítačových simulací svařování ve výrobě pro energetikuObr. 9 Výpočetní model pro svaření přechodové vrstvyFig. 9 Computation model for fabrication of transition layerObr. 10 Výpočetní modelFig. 10 Computation modelObr. 11 Podíl martenzitu a bainitu po svaření přechodové vrstvyFig. 11 Martensite and bainite ratio after fabrication of transition layerObr. 12 Podíl martenzitu a bainitu po svaření obou částí rotorůFig. 12 Martensite and bainite ratio after welding of both parts of rotorsObr. 13 Tvrdost po svaření a vyžíhání rotorůFig. 13 Hardness after welding and annealing of rotorsnovení vlivu tvrdosti materiálu v závislostina teplotě a délce žíhání.7. Naměření viskoplastických vlastností(tzn. krátkodobé creepovézkoušky) pro potřeby numerickýchsimulací žíhaní.Uvedená naměřená data byla použitav numerických analýzách jakovstupní materiálová data a zároveňk porovnání výsledků jako limitníhodnoty.3.1 Svarový spoj27NiCrMoV15-6 / 28CrMoNiV4-9Heterogenní svarový spoj 27NiCr-MoV15-6 / 28CrMoNiV4-9 byl svařentechnologií TIG horkým drátem doúzké mezery ve dvou krocích. Prvnímkrokem bylo navaření přechodovévrstvy Boehler P24-IG na materiál28CrMoNiV4-9 a dále následovaložíhání. Druhým krokem bylo svařenívysokotlaké části s již provedenýmnávarem k nízkotlaké části turbínyz materiálu 27NiCrMoV15-6 s přídavnýmmateriálem Boehler NiCrMo200 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
ODBORNÉ ČLÁNKYObr. 14 Ekvivalentní napětí po svaření a vychlazeníFig. 14 Equivalent stress after welding and smoothingObr. 15 Ekvivalentní napětí po svaření, vychlazení a popuštěníFig. 15 Equivalent stress after welding, cooling-down and tempering2.5-IG. Po svaření obou částí opět následovalo žíhání.Uvedený postup včetně žíhání byl numericky simulován.Výpočetní model vysokotlaké části s přechodovou vrstvouje uveden na obr. 9. Přechodová vrstva byla svařena149 housenkami v 6 vrstvách. Výpočetní model hlavníhosvaru, který je tvořen 50 housenkami, je uveden naobr. 10. Výpočty byly provedeny na rotačně symetrickýchmodelech celého rotoru.Množství martenzitu a bainitu po navaření přechodovévrstvy před žíháním je zobrazeno na obr. 11. Množstvímartenzitu a bainitu po navaření přechodové vrstvy, požíhání a svaření obou částí rotorů, bez uvažování žíhání,je uvedeno na obr. 12. Z obr. 9 je zřejmé, že v přechodovévrstvě je plně bainitická struktura zatímco v teplotněovlivněné oblasti materiálu 28CrMoNiV4-9 je směsbainiticko martenzitické struktury. Po svaření rotoru (obr.12), je zřejmá heterogenita materiálů, protože v teplotněovlivněné oblasti 27NiCrMoV15-6 je martenzit zastoupenminimálně, hlavně v kořenové oblasti. V numerickésimulaci svařování je rovněž uvažován vliv přežíhání jižnavařených vrstev během svařování, tzn. mění se materiálovévlastnosti a tvrdost struktury.Vypočtená tvrdost HV10 po svaření a vyžíhání rotorů,tzn. po provedení všech kompletních operací je uvedenana obr. 13. Tvrdost je predikována podle empirickýchrovnic, které zohledňují chemické složení materiálu,strukturu materiálu a rychlost ochlazení. Je zřejmé,že maximální velikosti tvrdosti se pohybují okolo 320 HV,což odpovídá limitním hodnotám uvedených v normáchpro použité materiály.Výsledky napěťových analýz po provedení celého procesusvařování a svařování s žíháním jsou na obr. 14 až16. Je zřejmý vliv výrazného poklesu zbytkového napětívlivem žíhání (obr. 14 a 15). Maximální hodnota redukovanéhonapětí po svaření hlavního spoje byla 805 MPaa po vyžíhání celého rotoru se snížila na hodnotu 310MPa. Dále úroveň zbytkových napětí a plastických deformacíjsou pod naměřenými limitními hodnotami, cožznamená, že nedojde k vzniku vad typu trhlina z důvoduzbytkových napětí a plastických deformací.ZÁVĚRCílem článku bylo ukázat využití numerických analýzsvařování v praxi. V kombinaci s experimentálním měřenímjsou velmi silným nástrojem během přípravy výroby,velice pružně reagují na změny v technologickémpostupu, dále redukují množství experimentálních zkoušek,což má za následek snížení nákladů a samozřejmězvyšování kvality, spolehlivosti a konkurenceschopnostivyráběných svařovaných konstrukčních celků.CONCLUSIONSObr. 16 Kumulativní plastická deformace (degradace materiálu) po svaření,vychlazení a popuštěníFig. 16 Accumulation plastic strain (material degradation) after welding,smoothing and temperingThe paper objective was to point to the exploitation ofnumerical analyses of welding in practice. In combinationwith experimental measurement they representa strong tool during production preparation, they flexiblyreact on changes of technological procedure, furthermore,they reduce the amount of experimental testswhat results in decrease of costs and of course,increase of quality, reliability and competitivenessof manufactured welded structural complexes.
Laserové zváranie tenkej nehrdzavejúcejocele modulovaným žiarenímLaser beam welding of thin stainless steel by modulated radiationA. G. LUKAŠENKO – T. V. MEĽNIČENKO – D. A. LUKAŠENKOA. G. Lukašenko – T. V. Meľničenko – D. A. Lukašenko, Inštitút elektrického zvárania E. O. Patona, Kyjev, UkrajinaVplyv frekvencie modulovaného výkonu a tvaru impulzov laserového žiarenia na formovanie štruktúry kovu zvaruz austenitickej ocele typu 18-10 • Ukázalo sa, že impulzná laserová modulácia môže mať vplyv na kryštalizáciukovu zvaru a formovanie jemnozrnnej štruktúry v ňom • Bol určený optimálny rozsah frekvencie modulácieThe effect of power modulation frequency and the shape of laser radiation pulses on formation of the weld metalstructure from austenitic steel of 18-10 type was investigated. It is shown that the pulse laser radiation canaffect solidification of the weld metal and formation of the fine-grained structure in it. The optimal range of themodulation frequency has been determined.Vo zváraní možno dosiahnuť efektívne využívanie>energií a materiálov pomocou použitia principiálnenových energeticky úsporných technológií a zariadení.Známe sú rôzne metódy ovplyvňovania procesukryštalizácie. Pritom sa kladie dôraz na modifikovanieštruktúry zvaru, konkrétne na dosiahnutie jemnozrnnejštruktúry, ktorá vo väčšine prípadov podstatne zlepšujevlastnosti zvarového spoja. Pre náš výskum boli vybranédva základné spôsoby ovplyvňovania štruktúry zvaru:metalurgický a technologický [1]. Metalurgický spôsobje založený na modifikácii zvarového kúpeľa chemickýmiprvkami pomocou prídavných materiálov dodávanýchdo oblasti zvárania, ako aj poduškovaním predsamotným zváraním (spevnenie, použitie technologickýchmedzioperácií) [2]. Technologický spôsob ovplyvňovania,okrem optimalizácie zváracích režimov, počítas vonkajším pôsobením na zvarový kúpeľ (mechanicky,tepelne, elektromagneticky).V poslednom čase sa veľmi rozšírila metóda vonkajšiehoperiodického impulzného pôsobenia laserového žiareniaako tepelného zdroja [3 – 8]. Preskúmanie fyzikálnychprocesov, ku ktorým dochádza v zvarovom kúpeli,je pri takom pôsobení veľmi zložité [9]. Neexistujú presnématematické modely procesu, pričom rýchlosť tepelnýchprocesov podmieňuje vykonanie výskumov na základekomplexného prístupu s kvalitatívnym hodnotenímexperimentov a lokálnym modelovaním s teoretickýmpopisom prebiehajúcich procesov.Dosiahnutie vysokej technologickej pevnosti a mechanickýchvlastností zvarových spojov je jednou zo základnýchúloh pri laserovom zváraní tenkostenných konštrukcií. Pritomna predchádzanie horúcich a studených trhlín v kovezvaru pri zváraní tenkých kovov je veľmi dôležité získaťv spojoch jemnozrnnú primárnu štruktúru [10 – 12].V popísanom výskume sa skúmal vplyv parametrov impulznéhopôsobenia laseru, tvaru impulzov laserovéhožiarenia a ich frekvencie na formovanie štruktúry zvaruaustenitickej ocele pri stálom priemernom príkone.V súlade so štatistickými zobrazeniami termodynamiky[13] pri kryštalizácii kovu možno pravdepodobnosť vznikuzárodkov w 1 vyjadriť akow = M exp- G/ kT1 1 k B , (1)kde k B je Boltzmannova konštanta;T – teplota;ΔG k – kritická alebo maximálna hodnota voľnej energie.Pritom16s TG = 3 T Q3 2plk 2 2kde s je povrchové napätie;T pl – teplota tavenia kovu;Q – skupenská teplota kryštalizácie.Predsa však so zvyšovaním ochladenia sa proces difúziezbrzdí, čo spomaľuje prísun nových atómov z taveninyk rastúcemu kryštálu. Pritom pravdepodobnosť prechoduz tekutej fázy do pevnej pri vzniku zárodku jew2 2 B(2) M exp -U/ k T(3)kde U je energia aktivácie samodifúzie.Pravdepodobnosť w, určujúca množstvo kryštalizačnýchzárodkov n (kryštalizačných jadier), sa rovná súčinupravdepodobností jednotlivých procesov w w w M exp - G +U / k T (4)1 2 3 k Bkde M 1 -M 3 sú konštantné koeficienty závisiace od vlastnostíkovu.Po substitúcii výrazu (2) do (4) získame závislosť množstvakryštalizačných zárodkov od teploty:3 2 16s T plW M3exp - +U /2 2kBT3T Q Závislosť pravdepodobnosti objavenia sa zárodkov odstupňa podchladenia je znázornená na obr. 1.Takým spôsobom pod vplyvom dvoch protistojacichtendencií existuje hodnota podchladenia, ktorá zabezpečujeoptimálne podmienky pre vznik maximálnehopočtu zárodkov.(5)202 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
ODBORNÉ ČLÁNKYsmerovalo na kov vo zväzku s priemerom 40 m. Akoochranný plyn sa použil argón zospodu aj zvrchu. Pretaveniesa pozorovalo cez celú hrúbku plechu.Metodika experimentuVzorky pásky z nehrdzavejúcej ocele (chemické zloženie,hmot. %: 0,72 Si; 0,25 Ti; 18,8 Cr; 1,68 Mn; 69,65 Fe;8,9 Ni) boli zvarené súvislým laserovým žiarením výkonom57 W a modulovaným laserovým žiarením. Formamodulovaného impulzu zodpovedala tvaru na obr. 2.Amplitúda impulzov bola 100 W, frekvencia moduláciebola 100, 1000, 2000, 3000, 5000, 10000 Hz, vypočítanéhodnoty stupňa podchladenia zodpovedali hodnotám151, 143, 136, 125, 106, 82 K. Priemerná hodnotavneseného tepla bola 57 W, rýchlosť zvárania 0,33 cm/s.Vzorky na metalografickú analýzu vo forme výbrusovpriečnych rezov zvarových spojov sa pripravovali podľaštandardnej metodiky. Mikroštruktúru a chemické zloženiezákladného kovu a zvarových spojov sa analyzovalopomocou optického mikroskopu „Reichert Polyvar Met“Obr. 1 Vplyv stupňa podchladenia na pravdepodobnosťvzniku zárodkov [13]Fig. 1 Effect of undercooling degree on probability ofnuclei formationNa tvoriacu sa štruktúru zvaru podstatne vplýva aj rýchlosťkryštalizácie. Lineárna rýchlosť rastu hrany kryštálusa určí ako3 2 s ά T plW M4exp - +U / kBT TQ Zväčšenie počtu kryštalizačných zárodkov (kryštalizačnýchjadier) a spomalenie rýchlosti rastu kryštálov pomáhazjemneniu štruktúry kovu.Na určenie technologických parametrov, ktoré zabezpečujúoptimálne podmienky vytvorenia jemnozrnnejštruktúry kovu zvaru, sa laserové zváranie používalos modulovaným žiarením zložitého tvaru (obr. 2). Tvarimpulzov mal strmý nábeh a plynule klesajúci koniec,ktorý obsahoval dva úseky: taviaci a kryštalizačný. Prvý(0; t 1 ) zabezpečuje tavenie materiálu bez intenzívnehovyparovania a druhý úsek (t 1 ; t 2 ) má klesanie, pričomzmenou uhla je možné meniť rýchlosť kryštalizácie, pritomdĺžka úseku určuje optimálny stupeň podchladeniazváraného kovu.Ak použijeme ako model procesu prenosu tepla pohyblivýlineárny sústredený zdroj v doske s použitím metódyzdrojov, získame kvázistabilný tepelný proces (obr. 3).Úlohou modelovania je výber tvaru a frekvencie laserovýchimpulzov, pri ktorých sa zabezpečuje zmena teplotyzvarového kúpeľa v oblasti zóny fázových prechodovlikvidus-solidus, ako aj získanie menovitých hodnôtstupňa podchladenia zváraného kovu.Materiály a prístrojePoužila sa páska hrúbky 0,2 mm z ocele 1.4541 podľaDIN EN 10028-7:2000, ktorá bola ekvivalentom ocele08Ch18N10T.Vzorky sa zvárali na trojosom laserovom zváracom komplexe„ARMA-100M“ (výrobca – Zváračský inštitút E. O.Patona) vybavenom ytterbiovým vláknovým jednomódovýmlaserom typu YLR-100-AC s výkonom žiarenia100 W (výrobca – IPG Laser, Nemecko), ktorého generujúcejadro má priemer 10 m [14]. Laserové žiarenie(6)Obr. 2 Tvar impulzov výkonu laserového žiareniaFig. 2 Shape of pulses of laser radiation powerObr. 3 Kvázi-stabilný proces zmeny teploty zvarovéhokúpeľaFig. 3 Quasi-stable process of temperature change ofweld poola snímacím zariadením „CamScan“, vybaveným energodisperznýmsystémom lokálnej analýzy „Energy 200“.Mikrotvrdosť zvarových spojov v priečnom reze zvaru samerala indentorom Vickersa na mikroskope „ReichertPolyvar Met“ pri zaťažení 0,2 N s rozostupom 50 m.Výsledky a ich posúdenieMakroštruktúry zvarového spoja vzoriek z nehrdzavejúcejocele, ktoré boli získané pri rôznych druhoch laserovéhožiarenia, rozdelenie základných komponentovv zóne zvaru a charakter zmeny mikrotvrdosti v oblastispoja sú uvedené na obr. 4.Výsledky skúmania ukázali, že navrhnutý spôsob zváranialaserovým lúčom zabezpečuje chemické zloženie ob-<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012 203
Laserové zváranie tenkej nehrdzavejúcej ocele modulovaným žiarenímObr. 4 Mikroštruktúra zvaru, rozloženie základných zložiek a mikrotvrdosti na priečnom reze zvarových spojov získanýchpri rôznych frekvenciách modulovaného laserového žiareniaFig. 4 Weld microstructure, distribution of basic components and microhardness through cross-section of welded jointsfabricated at different modulated laser radiation frequenciesFrekvencia modulácie, Hz – Modulation frequency, Hz, Makroštruktúra zvaru x100 – Weld macrostructure x 100, Rozloženiezákladných zložiek vo zvare – Distribution of basic components in weld, Rozloženie mikrotvrdosti vo zvare –Microhardness distribution in weldlasti zvaru na úrovni základného kovu tak súvislým, ako ajpulzným pôsobením laserového žiarenia. Treba poukázaťna malé ochudobnenie zóny tavenia o mangán približneo 1,2 hmot. %. Pri všetkých režimoch zvárania neboli zistenétrhliny ani v zóne zvaru, ani v zvarovom kove.Pri pôsobení súvislého žiarenia sa v oblasti zvaru tvorídendritická austenitcká štruktúra (obr. 5) typická pre vysokérýchlosti kryštalizácie pri laserovom zváraní. V oblastipriliehajúcej k línii stavenia sa tvoria veľké rovnobežnézrná austenitu s rozmerom do 10 m.Laserové zváranie nehrdzavejúcej ocele modulovanýmžiarením s frekvenciou modulácie 100 Hz spôsobuje formovaniezváracích línií v štruktúre zvaru, čo podstatnezhoršuje jeho kvalitu. Štruktúra zvaru je nerovnorodáv dôsledku zmiešaného typu kryštalizácie, čo spôsobujevznik veľkých kryštálov s úsekmi Widmastättenovejštruktúry. V dôsledku štruktúrnej nerovnorodosti samikrotvrdosť rôznych úsekov zvaru líši, čo môže spôsobiťzhoršenie mechanických vlastností zvarového spoja.Pri frekvencii modulácie laserového žiarenia 1000 Hzsa rovnorodosť štruktúry nezlepšila, ale vyskytli sa tu ajúseky s bunkovým tvarom kryštalizácie (obr. 5). Pritomsa mikrotvrdosť zvaru vyrovnávala. Zvýšenie frekvenciemodulácie laserového žiarenia do 2000 Hz zabezpečujeprevažne bunkový tvar kryštalizácie a formovanie jemnýchaustenitckých zŕn s rozmerom okolo 3 m s feritovýmiprecipitátmi na hraniciach. Pri danom režime zváraniasa formuje štruktúrne homogénny zvar, mikrotvrdosťrôznych zón je rovnaká.Analogická homogénna štruktúra bola pozorovaná ajpri frekvencii modulácie 3000 Hz. Charakteristiky rozdeleniazákladných zložiek a mikrotvrdosti sa praktickyneodlišovali od predchádzajúceho experimentu. Trebapovedať, že v týchto prípadoch je línia stavenia tenšiaa austenitické zrno jemnejšie, čo má priaznivý vplyv namechanické vlastnosti zóny okolia zvaru.204 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
ODBORNÉ ČLÁNKYĎalšie zvýšenie frekvencie impulzov do 5000a 10000 Hz spôsobilo zhoršenie rovnorodosti formovaniaštruktúry zvaru a jej zhrubnutie.Daný spôsob laserového zvárania bol použitý privývoji technológie výroby malých sérií tenkostennýchrúr s rovnými zvarmi, ktoré sa používajú privýrobe vlnovcov a vlnovcových zostáv.Frekvenciamodulácie, Hzbez modulácie100Mikroštruktúra zvaru, x300Mikroštruktúra okolia zvaru, x600ZÁVERY1. Využite modulovaného laserového žiarenia prizváraní vzoriek z nehrdzavejúcej ocele vplývana morfologické vlastnosti kryštalizácie štruktúrnychzložiek zvarového spoja.2. Zvýšenie frekvencie modulácie spôsobuje zväčšeniepočtu kryštalizačných zárodkov a formovaniejemnozrnnej bunkovej austenitickej štruktúry.3. Použitie šikmého tvaru konca impulzu laserovéhožiarenia zabezpečuje spomalenie rastu kryštálov,čo tiež spôsobuje formovanie jemnozrnnejbunkovej štruktúry zvaru.4. Vplyv frekvencie modulácie na štruktúru zvarumá medzný charakter. Boli určené optimálneparametre modulovaného impulzu, ktoré zabezpečujúnajlepšiu štruktúru zvaru. K formovaniuštruktúrne homogénneho zvaru s minimálnymrozmerom austenitického zrna okolo 3 m dochádzapri frekvenci modulácie 2 – 3 kHz. Pritom vypočítanéhodnoty optimálneho stupňa podchladeniasa nachádzajú v rozmedzí 125 – 136 K.CONCLUSIONS1. The exploitation of modulated laser radiation inwelding specimens from stainless steel affectsthe morphological solidification properties ofstructural components of a welded joint.2. The increase of modulation frequency causesthe increase of the number of solidification nucleiand formation of the fine-grained cellular austeniticstructure.3. The use of slope shape of laser radiation pulse endassures the inhibition of crystal growth what also inducesthe formation of fine-grained cellular structureof the weld.4. The effect of modulation frequency on the weld structurehas a limiting character. The optimum parametersof the modulated pulse which assure a better weldstructure, have been determined. The formation ofstructurally homogenous weld with minimum at about3 μm austenitic grain size occurs at 2 – 3 kHz modulationfrequency. As a fact, the calculated values of optimumundercooling degree lie between 125 and 136 K.Literatúra[1] Morozov, V. P.: Vplyv oscilačného mechanizmu kryštalizáciena proces rozmeľňovania prvotnej štruktúry kovu a zónytepelného vplyvu. Nauka i obrazovanie, 2010, č. 9, s. 1 – 18[2] Technológia elektrického zvárania kovov a zliatiny tavením.V red. V. E. Patona, M.: Mašinostrojenie, 1974, s. 768[3] Levin, J. J. – Jerofejev, V. A. – Sudnik, V. A.: Fyzikálnotechnologicképodmienky získania bezchybných spojov priimpulznom laserovom zváraní. Svaročnoje proizvodstvo,2008, č. 4, s. 20 – 24[4] Kajukov, S. V. – Gusev, A. A. – Samarcev, G. V. – Kanavin, A.N.: Pat. 2120364 RF, MKI V 23 K26/00. Spôsob impulznéholaserového zvárania a zariadenie na jeho uskutočnenie. Prihl.27. 9. 1996; Vyd. 20. 10. 1998, Büll. č. 28, 2002[5] Basijev, T. T. – Fedin, A. V. – Čaščin, E. A. – Šilov, I. V.: Pat.100020003000500010000Obr. 5 Mikroštruktúry zvaru a okolia v zvarových spojoch získanýchpri rôznych frekvenciách modulovaného laserovéhožiareniaFig. 5 Microstructures of weld and vicinity in welded joints fabricatedat different modulated laser radiation frequenciesFrekvencia, Hz – Frequency, Hz, Mikroštruktúra zvaru, x300 –Weld microstructure, x300, Mikroštruktúra okolia zvaru, x600– Microstructure of weld vicinity, x600, Súvislé žiarenie – Continuousradiation2186667 RF, MKI V 23 K26/20. Spôsob laserového zváraniakovov a zliatin. Prihl. 10. 1. 2000; Vyd.10. 8. 2002[6] Myškovec, V. N. – Maximenko, A. V. – Šlupajev, S. V. a i.: Pat.2269401 RF, MKI V 23 K26/20. Spôsob laserového zváraniakovov. Prihl. 27. 8. 2004; Vyd. 10. 2. 2006[7] Bruncko, J.: Laserové mikrozváranie kovových materiálov,Zváranie-Svařování, 2010, č. 9-10, s. 219 – 222[8] Celen, S. – Karadeniz, S. – Ozden, H.: Vplyv parametrovlaserového zvárania na morfologické, mechanickéa mikroštruktúrne charakteristiky zóny tavenianehrdzavejúcej ocele AISI 304. Materialwissenschaft undWerkstofftechnik, 2008, 39, č. 11, s. 845 – 850[9] Grigorjanc, G. – Šiganov, I. N. – Misjurov, A. I.:Technologické procesy laserového spracovania: Učebnicapre vys. školy. V red. A. G. Grigorjanca. M.: VydavateľstvoMGTU N. E. Baumana, 2006, s. 664[10] Nazarčuk, T. – Snisar, V. V. – Demčenko, E. L.: Výrobazvarových spojov rovnakej pevnosti zakalených ocelí bezpredhrevu a tepelného spracovania, Avtomat. Svarka, 2005,č. 5. s. 41 – 46[11] Rajamjaki, P. – Karchin, V. A. – Chomič, P. N.: Určeniezákladných charakteristík tepelného poľa pri hodnotení typuvytvrdzovania zvarového kovu pri zváraní tavením.Svaročnoje proizvodstvo, 2007, č. 2, s. 3 – 7[12] Sillen, R.: Zavedenie kovov do termickej analýzy, Litije,Ukrajina, 2005, č. 5, s. 6 – 8[13] Volčenko, V. N. – Jampoľskij, V. M. a i.: Teória zváracíchprocesov. Učebnica pre vys. školy. V red. V. V. Frolova. M.:Vys. šk., 1988, s. 559[14] YLR-100-AC. Laser z ytterbiového vlákna: príručkaužívateľa. IPG Laser GmbH, 2009Článok recenzoval:Ing. Peter Blažíček, VÚZ – PI SR, Bratislava
Aspekty výberu oceľových plechov prekomponenty karosérie – 2. časťAspects of selection of steel sheets for car body components– Part 2EMIL EVIN – JANA TKÁČOVÁ – JÁN TKÁČProf. Ing. E. Evin, CSc. – Ing. J. Tkáčová, PhD. – Ing. J. Tkáč, Technická univerzita v Košiciach, Katedra technológií a materiálov (TechnicalUniversity in Košice, Department of Technologies and Materials), Košice, SlovenskoCieľom článku je dať do pozornosti technickej verejnosti aspekty voľby materiálov v automobilovej výrobe sozameraním na oceľové plechy a charakteristiky vysokopevných ocelí používaných v automobilovom priemysleThe aim of this article is to draw public attention to the technical aspects of materials selection for a carproduction, with a focus on steel sheets.Hlavný rozdiel medzi klasickýmivysokopevnými oceľami>(HSS – High Strength Steels) a pokrokovýmivysokopevnými oceľami(AHHS – Advanced High StrengthSteels, resp. UHSS – Ultra HighStrength Steels) spočíva v ich mikroštruktúre.Klasické HSS ocele súocele s jednofázovovou feritickoumikroštruktúrou, spevnené tuhýmroztokom, precipitáciou alebo zjemnenímzrna. AHSS sú predovšetkýmmultifázové ocele, spevnené fázovoutransformáciou, ktoré obsahujúferit, martenzit, bainit alebo aj zvyškovýaustenit s objemovým podielomdostatočným na dosiahnutiešpecifických mechanických vlastností.Niektoré typy ocelí majú nielenpríspevok deformačného WH,ale aj deformačno-termického spevnenia(WH – deformačné spevnenie+ BH – príspevok intersticiálnehospevnenia pri vytvrdzovaní laku),preto pevnostné charakteristiky výliskovz AHSS ocelí sú vyššie v porovnanís výliskami z klasických ocelíHSS (obr. 1).VYSOKOPEVNÉ OCELE (HSS)Vysokopevné ocele s BH efektom,teda ocele s vytvrdzovaním po termomechanickomspracovaní (BH– Bake Hardening Steels) majú základnúferitickú mikroštruktúruspevnenú tuhým roztokom. Chemickézloženie a spracovanie týchtoocelí je navrhnuté tak, aby uhlíkv priebehu výroby ocele bol viazanýv tuhom roztoku a v priebehu vypaľovanialaku sa uvoľnil z roztoku.BH ocele majú pred lisovaním nízkuhodnotu medze klzu a veľmi dobréplastické vlastnosti. Po vylisovanía nanesení laku dochádza počasvypaľovania laku pri teplote 170 °Ck deformačno-termickému starnutiu,ktorého dôsledkom je zvýšenie medzeklzu o 30 až 70 MPa (BH efekt)a tým aj pomerných hodnôt tuhosti,pevnosti a schopnosti absorpcie deformačnejpráce. BH oceľou je akákoľvekvysokopevná oceľ, u ktorej jezvýšenie pevnosti výsledkom kombináciedeformácie a starnutia priteplotách a časoch typických pre lakovaniečasti automobilu. Dosiahnutiepožadovanej hodnoty BH efektuje podmienené jednak chemickýmzložením ocele, ako aj technológiouvýroby plechov valcovaných za studena[1, 2]. Pre získanie BH efektuje potrebné použiť nižšie obsahy Tia Nb, tak v matrici zostáva dostatočnémnožstvo atómov C a N. Druhoumožnosťou je použitie vyšších teplôtpri vypaľovaní laku, pri ktorých dochádzak rozpadu karbonitridickýchprecipitátov a v matrici zostáva dostatočnémnožstvo atómov C a Npotrebných na zakotvenie dislokácií.Obr. 1a Vplyv deformačného spevnenia a spevnenia pri vypaľovaní lakuna pevnosť [3]Fig. 1a Effect of warp hardening and strengthening during varnish bakingfor strength [3]Napätie – Stress, Deformácia – StrainObr. 1b Porovnanie príspevkov deformačného spevnenia (WH) a spevneniapri vypaľovaní laku (BH) pre ocele TRIP, DP a HSLA pri 2 % deformácií [3]Fig. 1b Comparison of contributions of warp hardening (WH) and varnishbake hardening (BH) for TRIP, DP and HSLA steels at 2 % strain [3]Medza klzu – Yield strength206 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
ODBORNÉ ČLÁNKYBH efekt sa vyskytuje i v prípade ocelírefosforizovaných, IF, TRIP, DP, CP.Uhlíkovo-mangánové ocele (CM –Carbon-Manganese Steels) s vyššoupevnosťou využívajú spevnenietuhého roztoku [3]. Obsah mangánuje od 1,2 % až do cca 1,8 %, jehoúčelom je zvýšiť spevnenie, pevnosťa húževnatosť.Pri vysokopevných nízkolegovanýchoceliach (HSLA – High-StrengthLow-Alloy Steels) sa zvýšenie pevnostidosahuje hlavne mikrolegujúcimiprvkami Ti, V a Nb, ktoré zvyšujúpevnosť riadením veľkosti zrna,precipitačným spevnením alebosubstitučným spevnením štruktúry.Do tejto skupiny patria i tzv. izotropnéocele (IS – Isotropic Steels),ktoré sa vyznačujú dobrou tvárniteľnosťouza studena so stupňomplošnej anizotropie súčiniteľa normálovejanizotropie r rovným približnenule. Izotropné ocele majúferitickú mikroštruktúru [3]. Medzaklzu u HSLA ocelí sa pohybuje od260 do 460 MPa, medza pevnostiod 350 do 650 MPa a ťažnosť od 15do 35 %. HSLA ocele sú dobre zvariteľnéa majú vyššie hodnoty pomernýchparametrov tuhosti, pevnostia absorpcie deformačnej práce.ULTRA-VYSOKOPEVNÉ OCELE(UHSS – ULTRA HIGH STRENGTHSTEELS, AHSS – ADVANCEDHIGH STRENGTH STEELS)Dvojfázové ocele (DP – Dual PhaseSteels) – ich štruktúra pozostávaz feritickej matrice s 5 až 20 % obsahommartenzitu. Ferit je mäkkáfáza s dobrou tvárniteľnosťou. Martenzitje tvrdá fáza, ktorá zabezpečujepevnosť a tvrdosť materiálu. DPocele s obsahom martenzitu nad20 % sa tiež označujú ako martenzitické.DP oceľ je charakterizovanámedzou klzu 300 až 700 MPa, hodnotamipevnosti v ťahu od 500 do1000 MPa a vysokým deformačnýmspevnením. DP ocele sa používajúna komponenty automobilov, ktorévyžadujú vysokú pevnosť, dobrúodolnosť voči nárazom (kolesá, nárazníky)a dobrú tvárniteľnosť.Feriticko-bainitické ocele (FB – Ferritic-BainiticSteels) majú mikroštruktúrutvorenú feritom a bainitom.Vyššie pevnostné vlastnosti sadosahujú zjemnením zrna a spevnenýmbainitom. Primárnou výhodouFB ocelí v porovnaní s HSLA a DPoceľami je možnosť výroby kvalitnejšíchvýliskov s otvormi vypínaním(podľa testu rožširovania otvoru– hole expansion test). V porovnanís HSLA oceľami tej istej pevnosti,FB ocele majú väčšie hodnotyexponentu deformačného spevneniaa rovnomerného predĺženia. FBocele sú dobre zvariteľné, preto sazvažujú možnosti ich aplikácií na laseromzvárané prístrihy na mieru(tailored welded blanks). FB ocelemajú výbornú odolnosť proti nárazom(crash testy) a dobré únavovévlastnosti [3]. Medza klzu je cca 330až 450 MPa, medza pevnosti cca450 až 600 MPa.TRIP ocele, teda ocele s transformačneindukovanou plasticitou(TRIP – Transformation InducedPlasticity Steels) pozostávajúzo zbytkového austenitu, martenzitu,bainitu a feritu. Z AHSS ocelí tietomajú najlepšiu tvárniteľnosť, pretoženárast ich pevnosti nastáva pritvárnení vypínaním. Pevnosť v ťahutýchto ocelí sa pohybuje v rozsahucca 600 – 800 MPa, medza klzu nad380 MPa, ťažnosť od 20 do 30 %.TRIP ocele sú vhodné na operácievypínania. Výroba TRIP ocelí je nákladnejšiaako DP ocelí, čo je spojenés vyššími nákladmi na legovaniea spracovanie valcovaním. TRIPocele majú podobnú odolnosť prináraze (crash test) ako DP ocele.Mikrošruktúra CP ocelí, čiže viacfázovýchocelí (CP – Complex PhaseSteels) obsahuje malé množstvomartenzitu, zvyškového austenitua perlitu vo feriticko-bainitickej matrici.Extrémne zjemnenie zrna je vytvorenézbrzdenou rekryštalizácioualebo precipitáciou mikrolegujúcimiprvkami Ti a Nb. V porovnanís DP oceľami, CP ocele majú výraznevyššiu medzu klzu pri zachovanímedze pevnosti v ťahu. CP ocele nedosahujúvysokých hodnôt ťažnosti.Tvoria prechod medzi tvárnenýmia zušľachťovanými oceľami. Medzapevnosti CP oceli sa pohybuje v rozmedzí800 – 1200 MPa, medza klzucca 500 až 1000 MPa [1].Pri martenzitických oceliach (M, MS,MART – Martensitic Steels) čistomartenzitická jemnozrná štruktúrasa docieli termomechanickým spracovaním,prevažne ochladením ihneďpo valcovaní. Tieto ocele sa vyznačujúvysokou medzou pevnostipresahujúcou 1 000 MPa, ťažnosťje iba 5 až 10 %. Martenzit je tvrdáfáza, ktorá dáva materiálu pevnosťa tvrdosť. Vo všeobecnosti sú tietoocele ťažko spracovateľné.Pri TWIP oceliach, teda oceliachs plasticitou indukovanou dvojčatením(TWIP – Twinning Induced PlasticitySteels) ide o feromangánovéocele, v ktorých základným mechanizmomplastickej deformácie jedvojčatenie. Tieto ocele majú austenitickúmatricu pri izbovej teplotes obsahom 15 až 20 % Mn, sú legovanéAl a Si. Pre tieto ocele je charakteristickáveľmi vysoká hodnotaťažnosti až do cca 80 až 100 %, ktorúje možno dosiahnuť pri určitýchprocesných podmienkach, napr.zvlášť dôležitá je rýchlosť deformácie.Bórové ocele (Hot-Formed Steels,Boron-Based Hot-Forming Steels,BOR Steels, MnB Steels, za teplatvárnené ocele, tvrditeľné ocele)s obsahom bóru 0,002 až 0,005 %boli použité v konštrukcii karosérie„body-in-white“ (riešené v projekteULSAB). Pri spracovaní týchto ocelísa používajú dva postupy. V prvomprípade sa prístrih plechu pred vloženímdo nástroja ohreje v priebežnejalebo indukčnej peci na teplotutvárnenia, ktorá musí byť minimálne850 °C (austenitizácia), po ktorejnasleduje ochladzovanie rýchlosťouväčšou ako 50 °C/s. Po vylisovanía ostrihnutí sa dielec ochladía vznikne martenzitická štruktúra.Druhou možnosťou je tvárnenieocele za studena a následné tepelnéspracovanie. Takto sa vyrábajúnapr. B-stĺpiky alebo výztuhy dverí.Najviac používané ocele tohto typusú 22MnB3 a 22MnB5. Po termomechanickomspracovaní medza pevnostitýchto ocelí je 1 500 MPa, ťažnosťje do cca 5 %. Bórové ocele súasi trikrát pevnejšie ako bežné vysokopevnéocele.PFHT ocele, teda ocele tepelnespracované po tvárnení (PFHT –Post-Forming Heat-Treatable Steels)boli vyvinuté ako alternatívneocele s vyššou pevnosťou. Hlavnýmproblémom rozšírenia týchtoocelí je udržanie geometrie výliskuv priebehu a po procese tepelnéhospracovania. Na širšiu aplikáciu sajaví vhodný postup: fixácia dielca,ohrev v indukčnej peci a následnékalenie. Výlisok je tvárnený pri nižšejpevnosti, pričom sú potrebnémenšie tvárniace sily a pevnosť sazvyšuje následným tepelným spracovaním[3].NEHRDZAVEJÚCA OCEĽHoci vysoká pevnosť a ťažnosť súzvyčajne vzájomne sa vylučujúcevlastnosti, nehrdzavejúca (Cr--Ni) oceľ nimi disponuje. Vzhľadomk jej cene, cca 5 x vyššia ako je cenabežnej ocele, dokonca vyššia ako jecena hliníka, nehrdzavejúca oceľ jepoužívaná v automobilových apliká-<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012 207
Aspekty výberu oceľových plechov pre komponenty karosérie – 2. časťTab. 1 Mechanické vlastnosti a charakteristiky pevnosti, tuhosti a deformačnej práce vysokopevných a ultravysokopevných oceľových plechovTab. 1 Mechanical properties and strength, rigidity and strain energy characteristics of high strength and ultra-high strength steel sheetsMateriálMaterialDDQ –referenčnýreferenceMateriálMaterialMedza klzuYield strength(MPa)R p0,2 maxMedza pevnostiTensile strengthR m (MPa)ŤažnosťDuctilityA 80 min (%)PevnosťStrengthP refP=(R e /k)TuhosťRigidity1000.T refT=1000.(R e /E.k)Schopnosť absorpciedeformačnej práceCapability of strainenergy absorptionW refW=100.(R e +R m )/(2.A 80 )210 290 36 161 0,79 90R p0,2 max R m A 80 min P/P ref T/T ref W/W refDP 300 300 500 30 1,43 1,43 1,33DP 700 700 1000 12 3,33 3,33 1,13FB 330 330 450 29 1,57 1,57 1,26FB 450 450 600 18 2,14 2,14 1,05TRIP 350 350 600 29 1,67 1,67 1,53TRIP 450 450 800 26 2,14 2,14 1,81CP 500 500 800 10 2,38 2,38 0.72CP 1000 1000 1200 8 4,76 4,76 0,98MSW 900 1200 5 4,29 4,29 0,58MS 1250 1520 3 5,95 5,95 0,46DIN1.4301 273 629 60 1,57 1,57 1,26DuplexnáDuplex327 492 30 2,14 2,14 1,05TWIP 450 450 1000 50 2,14 2,14 4,03HF CF *1(22MnB5)340 480 23 1,62 1,62 1.21HF HTPF *2(22MnB5)1050 1500 5 5 5 0,71Pozn.: k – koeficient bezpečnosti, E – modul pružnosti*1Bežné tvárnenie, *2 Dodatočné tvárnenie po tepelnom spracovaníNote: k – safety factor, E – Youngs modulus*1Conventional Forming, *2 Heat Treated Post Formingciách v minimálnej miere v porovnanís uhlíkovou oceľou. Jej aplikácieboli donedávna obmedzené na dekoratívnepoužitie a produkty výfukovéhosystému vzhľadom k dobrejodolnosti proti teplotnej únave,tečeniu, oxidácii, v množstve cca300 000 ton/rok v Európe (2002) [4].Nehrdzavejúca oceľ vykazuje silnútendenciu k spevneniu dokonca primalých deformáciách, čo má za následokvýznamný nárast medze klzu[4]. V porovnaní s vysokou tvárniteľnosťou,nehrdzavejúca oceľ umožňujevýrobu konštrukcií s nízkouhmotnosťou.Mechanické vlastnosti a charakteristikypevnosti, tuhosti a deformačnejpráce oceľových plechov vysokopevnýcha ultravysokopevnýchvo vzťahu k referenčného materiálutypu DDQ sú uvedené v tab. 1 [5].POUŽITIE OCELÍ1. Aplikácia vysokopevných ocelív automobilovom priemysle jezameraná na zníženie hmotnostiautomobilov, zlepšenie ich úžitkovýchvlastností a zabezpečeniepodmienok v zmysle platnýchprávnych predpisov.2. Súčasná skladba materiálov automobilus ohľadom na minimalizáciuhmotnosti sa nebude dramatickymeniť. Oceľ aj naďalejbude zohrávať dominantnú úlohuvďaka variabilite jej vlastností,ľahkej dostupnosti a pomeru úžitkovýchvlastností a ceny.3. Na komponenty zóny absorpcieenergie sú preferované oceleTRIP a TWIP, lebo deformačnápráca TRIP ocelí je o 53 až 81 %a TWIP ocelí až o 303 % väčšiaako u ocele DC 04. V tejto oblastinachádzajú svoje uplatnenie ajaustenitické, DP a FB ocele. MikroštruktúraDP, TRIP, TWIP a austenitickýchocelí zlepšuje nielenschopnosť absorpcie energie pricrash testoch, ale zvyšuje únavovúživotnosť a sú vhodné na spracovanieoperáciami plošnéhotvárnenia – vypínaním. Pre komponentyzóny kabíny pasažierovsú preferované martenzitickéa bórové ocele, ktorých hodnotykritérií pevnosti a tuhosti sú o 329až 400 % väčšie ako hodnoty prioceli DC 04. V tejto oblasti nachádzajúsvoje uplatnenie aj HSLA,DP, CP, FB ocele. Ďalší rozvojovýpotenciál nových druhov ocelí(TRIP, TWIP, ultrajemnozrnnýcha nanokryštalických a pod.) zostávazdrojom inšpirácie pre materiálovýchinžinierov a konštruktérov.ZÁVERZa účelom zníženia hmotnosti budeautomobil pozostávať z väčšiehomnožstva druhov materiálov počínajúcoceľami s nízkou pevnosťouaž po ultra-vysokopevné ocele, ktorýmbude konkurovať široké spektrumzliatin hliníka, horčíka, plastova kompozitných materiálov. Pritombude potrebné zabezpečiť ich recykláciua spôsob likvidácie. Nové, tzv.„high-tech“ materiály budú schopnéponúknuť multifunkčné riešenia našpeciálne aplikácie v automobilovejvýrobe. Avšak, zvyčajne vyššie nákladyich odsudzujú ostať materiálmina špecializované použitie predovšetkýmv malých sériách.CONCLUSIONSIn order to reduce the weight thecar will consist of a higher numberof material types starting fromlow strength steels up to ultra-high208 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
ODBORNÉ ČLÁNKYstrength steels which will competewith a wide spectrum of aluminiumand magnesium alloys, plastics andcomposite materials. At the sametime it will be necessary to assuretheir recycling and disposal method.The new, the so-called ‚high-tech‘materials will be able to offer multifunctionalsolutions for special applicationsin automotive production.However, higher costs, as a rule,doom them to remain as materialsfor specific application especially insmall lots.Literatúra[1] Trebuňa, F. – Šimčák, F.: Tenkostennénosné prvky a konštrukcie. ISBN80-7099-444-4[2] Zrník, J. a kol.: Přípravaultrajemnozrnných a nanokrystalickýchkovových materiálů extrémní plastickoudeformací a jejich vlastnosti. RepronisOstrava, 2007, 76 s. ISBN 978-80-7329-153-2[3] AHSS Application Guidelines.WorldAutoSteel, 2009. [cit. 2012-15-2].http://www.worldautosteel.org[4] Kleiner, M. – Geiger, M. – Klaus, A.:Manufacturing of LightweightComponents by Metal Forming. CIRPAnnals Manufacturing Technology, Vol.52, č. 2, 2003, s. 521 – 542. ISSN00078506[5] Evin, E.: Desing of dual phase steelsheets for auto body. In: ActaMechanica Slovaca, 15, č. 2,2011, s. 42 – 48. ISSN 1335-2393PoznámkaTento príspevok bol vypracovaný v rámciprojektov VEGA č. 1/0264/11 MŠ SR a VEGA1/0824/12 MŠ SRČlánok recenzoval:Ing. Ľuboš Mráz, PhD., VÚZ – PI SR,Bratislava< 2000 € bez DPH 4. 2. 2013 – 15. 2. 20132. turnus: 4. 3. 2013 – 15. 3. 20133. turnus: 8. 4. 2013 – 19. 4. 20134. turnus: 13. 5. 2013 – 24. 5. 20135. turnus: 3. 6. 2013 – 14. 6. 2013 technického zamerania s maturitouvek minimálne 20 rokov 1600 € bez DPH 4. 2. 2013 – 15. 2. 20132. turnus: 4. 3. 2013 – 15. 3. 20133. turnus: 8. 4. 2013 – 19. 4. 20134. turnus: 13. 5. 2013 – 17. 5. 20135. turnus: 27. 5. 2013 – 31. 5. 2013 Ing. Mária Tatarová, tel.: +421/(0)2/492 46 279 e-mail: tatarovam@vuz<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012 209
Technický kód pro svařování konstrukcíz termoplastů pro klasické elektrárnya nejadernou část jaderných elektrárenThe Technical Code for Welding Termo Plastic Structures for ThermalPower Stations and Non nuclear Parts of Nuclear Power StationsJAROSLAV KOUKALProf. Ing. J. Koukal, CSc., Český svářečský ústav s. r. o, Ostrava, Česká republikaTechnický kód obsahuje základní požadavky na kvalifikaci výrobců, kvalifikaci personálu, kvalifikaci postupůsvařování a lepení, základní a přídavné materiály, svařovací zařízení, identifikaci a dokumentaci spojů termoplastů• Požadavky jsou stanoveny na základě ČSN EN norem, předpisů DVS a technických pravidel CWS-ANB PrahaThe technical code contains basic requirements on qualification of producers, personal, welding and stickingprocedures, parent and filler materials, welding plants, inspection, identification and documentation thermo-plasticjoints. The requirements are determined according to ČSN EN standards, DVS rules and CWS-ANB Praha rules.Objem svařovaných a lepených konstrukcí z plastůna elektrárnách se neustále zvyšuje. Proto, aby>byla zajištěna důvěra k prováděným spojům, bylo nutnévypracovat technický kód (TK), který by stanovil minimálnípožadavky na kvalifikaci výrobců konstrukcíz plastů, na kvalifikaci svářečů a lepičů plastů, na kvalifikacidozoru pro svařování a lepení plastů, kvalifikacipostupů svařování a lepení, stanovil základní požadavkyna základní a přídavné materiály, na provádění, kontrolua dokumentaci svarových a lepených spojů a na svařovacízařízení.Zároveň bylo nutné zpracovat kód, aby byl srozumitelnýi pro mezinárodní organizace a aby používal mezinárodníkvalifikace (kde existují) a odborné termíny. Proto byly přizpracování použity platné EN pro svařování termoplastů,předpisy EWF a z nich vycházející technická pravidlaCWS ANB prověřovaná každoročně dozorovým auditoremEWF a pro oblasti, které nepokrývají EN normy předpisyDVS, podle kterých se svařují termoplasty a provádějílepené spoje v Německu, Rakousku, Velké Británii, Itálii,Polsku, Slovensku, USA a Kanadě. Revize kódu platná od1. 1. 2011 má identifikační číslo ČSÚ-UNO/01/2011.1 DEFINICE DŮLEŽITOSTI ZAŘÍZENÍAby nebyly na všechny svařované a lepené spoje kladenystejné požadavky definuje kód úroveň zařízení:1.1 Důležitá zařízení:ve smyslu tohoto TK jsou:– tlaková zařízení kategorie II, III a IV podle přílohy č. 2NV ČR č. 26/2003 Sb.,– spoje potrubí, jímž proudí látky ohrožující zdraví a životobsluhujícího personálu, životní prostředí a jsoupo uvedení elektrárny do provozu nepřístupné proopravy,– konstrukce z termoplastů jejichž porucha (havárie)může ohrozit zdraví a život obsluhujícího personálu,životní prostředí a podstatným způsobem ohrozit provozelektrárny jako celku.1.2 Méně důležitá zařízení:ve smyslu tohoto TK jsou:– tlaková zařízení kategorie I podle přílohy č. 2 NV ČRč. 26/2003 Sb.,– spoje potrubí, jimž proudí látky neohrožující zdraví obsluhujícíhopersonálu, životní prostředí, ale nejsou přístupnépro opravy za provozu elektrárny,– spoje potrubí, jimž proudí látky ohrožující zdraví obsluhujícíhopersonálu, životního prostředí, ale jsou přístupnénebo omezeně přístupné pro opravy za provozuelektrárny,– konstrukce z termoplastů, jejichž porucha (havárie)může ohrozit zdraví personálu, životního prostředía funkci pouze dílčího celku elektrárny, ale ne elektrárnyjako celku.1.3 Nedůležitá zařízení:ve smyslu tohoto TK jsou:– konstrukce z termoplastů, které nejsou tlakovýmizařízeními podle NV ČR č. 26/2003 Sb., neohrožujízdraví obsluhujícího personálu, životní prostředíani podstatným způsobem funkci dílčího celkuelektrárny,– spoje potrubí, jimž proudí látky neohrožující zdravípersonálu, životní prostředí a jsou přístupné pro opravyza provozu elektrárny.Klasifikaci zařízení určuje projektant na základě požadavkudržitele povolení.Toto rozdělení umožňuje diverzifikovat požadavky nakvalifikaci organizací, personálu, postupů svařovánía lepení, provádění, kontrolu a dokumentaci svarovýcha lepených spojů podle důležitosti zařízení.2 METODY SVAŘOVÁNÍ TERMOPLASTŮPro svařování termoplastů na zařízeních ČEZ, a. s. semohou použít metody svařování definované v normáchČSN EN 13067 a ČSN 050705 (IR a WNF/BCF). Přehledmetod je uveden v tab. 1.210 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
<strong>ZVÁRANIE</strong> PRE PRAXTab. 1 Přehled metod svařování plastů podle nosiče teplaMetody svařování plastůSvařování horkýmtělesem (H)PříméSvařováníhorkýmplynem (W)3 LEPENÍ TERMOPLASTŮLepením se spojují ve výrobě, na montážích a při opraváchtrubní materiály z PVC-U a PVC-C, ABS a laminátů.Na elektrárnách se využívá lepení pouze u spojů potrubí,dílů potrubí a armatur. Práce se provádějí podle postupudoporučeného výrobcem lepidla a potrubí v souladus předpisem DVS 2204, schváleného svářečským dozoremvýrobce s kvalifikací PWT. Na tlakových zařízeníchkategorie II až IV podle NV ČR č. 26/2003 Sb. musí být postuplepení odsouhlasen AO na tlaková zařízení. V ostatníchpřípadech u důležitých a méně důležitých zařízenísvářečským dozorem držitele povolení. Jakost lepenýchspojů se ověřuje tlakovou zkouškou a v případě požadavkuodlupovací zkouškou podle ČSN EN 12814-4. Zkouškydozoruje a vyhodnocuje svářečský dozor výrobce, kterývypracuje o provedených zkouškách záznam s uvedenímvšech provedených zkoušek a jejich výsledků.Odzkoušení navrženého postupu lepení musí být provedenopřed zahájením prací na konstrukci. Kontrolníspoje musí přesně odpovídat prověřovanému spoji nakonstrukci jak z hlediska typu spoje, jeho rozměrů, materiálů,použitého lepidla a postupu lepení. Ekvivalentnímateriály a lepidla jsou nepřípustná. Provedení kontrolníchspojů může předepsat svářečský dozor výrobcenebo držitele povolení, případně pracovník útvaru technickébezpečnosti držitele povolení. O provedení kontrolníhospoje sepíše provádějící akreditovaná organizace(důležitá zařízení) nebo svářečský dozor výrobce(méně důležitá zařízení a nedůležitá zařízení) zápis obsahujícívšechny povedené zkoušky a jejich výsledkys vyjádřením, zda vlastnosti kontrolního spoje odpovídajípožadavkům technické dokumentace. V negativnímpřípadě svářečský dozor výrobce navrhne a svářečskýdozor držitele povolení schválí rozsah a způsob provedenínových kontrolních spojů.4 KVALIFIKACE VÝROBCE KONSTRUKCÍZ TERMOPLASTŮPřídavnémateriálySvařovanépolotovaryPostupy svařováníRuční StrojníNa tupo horkým tělesem(HS / HT)Trubky, desky, profily výjimečně anoProfilové horkým tělesem (HN) Desky, profily výjimečně anoOhraňováním hor. tělesem (HB) Bez přídavných Desky výjimečně anomateriálůPolyfúzní svařování (HD) Trubky do prům. 40 do prům. 110Elektrotvarovkou (HM) Trubky ne anoHorkým klínem (HH) Fólie, profily výjimečně anoBezvýronkové (WNF/BCF) Trubky ne anoRučním horkým plynem (WF) Drát, tyčinka Trubky, desky, profily ano neHorkým plynem s rychlotryskou(WZ)Drát, tyčinka Trubky, desky, profily ano nePřeplátovací horkým plynem(WU)Bez přídavného mat. Fólie ano anoExtruderem s příd. materiálem(WE)Drát, granulát Trubky, desky, fólie ano anoInfračerveným paprskem (IR)Trubky ne anoUltrazvukem (US) Fólie, desky ano anoOstatníBez přídavnýchTřecí svařování (FR) Rotační a tvar. plochy ne anometodymateriálůVysokofrekvenční (HF) Fólie ne anoLaserem Fólie ne anoPozn.: Označení svařovacích metod v závorce vychází z DIN 1910-1Vyrábět, montovat a opravovat konstrukce z termoplastůmohou pouze odborně způsobilé organizace. Odbornázpůsobilost se prokazuje:a) certifikáty zajištění požadavků na kvalitu při svařovánípodle řady norem ČSN EN ISO 3834 aplikovanýchpodle požadavků na svařování termoplastů:3834-2: Důležitá zařízení,3834-3: Méně důležitá zařízení,3834-4: Nedůležitá zařízení.Systémová úprava požadavků normy ČSN EN ISO3834 pro svařování termoplastů je uvedena v tab. 2;b) prokázáním způsobilosti personálu s podstatnýmvlivem na jakost a bezpečnost dodávek konstrukcíz termoplastů formou kontroly certifikátů nebo dokumentů,vystavených akreditovanými organizacemimezinárodně autorizovanými podle dokumentu IAB001/EWF416 a pověřenými k těmto činnostem zákaznickýmauditem ČEZ a. s. Tyto dokumenty prokazujízpůsobilost svářečského dozoru pro svařování termoplastů,svářečů termoplastů (EPW) a dokumentůdokladujících proškolení pracovníků se zkouškou základníhokurzu (ČSN 050705) jako pomocníků svářečetermoplastů;c) prokázáním způsobilosti zvláštních procesů, které výrobcezařízení používá formou kontroly postupů svařovánítermoplastů (WPQR, WPS);d) prokázáním způsobilosti strojů, pomůcek, měřidela ostatního zařízení výrobce pro provádění práce (součástposouzení systému jakosti svařování výrobce);e) prokázáním kvalifikace personálu NDT VT pro hodnocenísvarových spojů termoplastů.Prověření kvalifikace provádí na žádost výrobce organizaceakreditovaná pro schvalování postupů svařovánítermoplastů a zkoušky svářečů termoplastů a organizaceakreditovaná pro certifikaci systémů managementukvality ve svařování pro klasickou a jadernou energetikupověřená k těmto činnostem zákaznickým auditemČEZ, a. s. Posuzování se provádí podle technického pravidlaCWS ANB TP B 703.V případě dodržování všech podmínek a požadavků jeplatnost kvalifikace následující:– certifikát zajištění požadavků na kvalitu při svařová-<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012 211
Technický kód pro svařování konstrukcí z termoplastůpro klasické elektrárny a nejadernou část jaderných elektrárenTab. 2 Úprava požadavků podle normy ČSN EN ISO 3834 pro termoplastyČásti pravidla odpovídajícínormě ČSN EN ISO 3834přezkoumání smlouvypřezkoumání návrhusubdodavatelsvářeči termoplastůsvářečský dozor pro termoplastypracovníci pro kontrolua zkoušení kvalityvýrobní zařízení a nářadíúdržba zařízeníÚroveň podleČSN EN ISO3834-2zcela dokumentovanépřezkoumáníÚroveň podleČSN EN ISO3834-3méně podrobnépřezkoumáníje nutné potvrdit všechny návrhy týkající se svařovánítermoplastů – záznamprojednat jako u hlavního dodavatele – zodpovědnost na výrobciÚroveň podleČSN EN ISO3834-4uznaný personál s certifikátem EPW v odpovídajícím rozsahu ČSN EN 13067a doc. EWF 581-01, pomocníci svářeče dle ČSN 050705svářečský dozor s certifikátem PWT pověřený ve smyslu ČSNEN ISO 14731zajistit, že odborná způsobilosta informace jsou k dispozicižádné požadavky, aleodpovědnost výrobcek dispozici musí být dostatečný počet způsobilého personálu (NDT, DT kontrolorů) podleTP B 304 CWS ANB, EN 473potřebné pro přípravu, řezání, svařování, dopravu, zvedání, společně s bezpečnostnímzařízením a ochrannými oděvymusí se provádět, nutný jeplán údržby – záznamyzáznamy o údržbě aodpovídajícím stavužádné zvláštní požadavkyplán výroby a kontrol je vyžadován – dokumentované postupy a záznamy žádné zvláštní požadavkyspecifikace postupusvařování(WPS)je vyžadována – viz TP B 702 CWS ANBžádné zvláštní požadavkyschválení postupu svařování(WPQR)je vyžadováno – viz TP B 701 CWS ANBžádné zvláštní požadavkyvyzkoušení přídavných materiálů pokud je vyžadováno žádné zvláštní požadavkyskladování a manipulaces přídavnými materiályminimálně tak, jak to doporučuje výrobce a ČSN EN 12943skladování základních materiálůpožadována je ochrana proti vlivům prostředí, identifikace požadavkymusí být zachována, ČSN 640090ČSN 640090tepelné zpracování po svařování pokud je požadováno ve WPS nebo pracovním postupu – zakrytí svarů nebo dohřev svarůkontrola jakosti před, v průběhua po svařováníneshody a opatřenípodle požadavků specifikovaného postupu výroby, plánukontrol a zkoušekpokud je požadovánomusí být zavedeno řízení neshod a vhodné postupy musejí být dostupnékalibrace, cejchování je vyžadována pokud je vyžadována žádné zvláštní požadavkyidentifikacezpětná sledovatelnostpokud je vyžadována pokud je vyžadována žádné zvláštní požadavkyzáznamy o kvalitěpokud jsou vyžadovány – uchovávat min. 5 rokůní termoplastů podle ČSN EN ISO 3834 nebo EN ISO3834 platí 3 roky za podmínky, že držitel certifikátuprokáže při dozorovém auditu, který se provádí minimálně1 x za rok, že průběžně plní kriteria certifikacea systém managementu kvality je funkční,– prodloužení platnosti o další 3 roky se provádí na základěauditu v celém rozsahu s pozitivními výsledky.V případě, že certifikační organizace zjistí, že kvalifikačnípožadavky nejsou dodrženy, zruší nebo pozastaví platnostcertifikátu podle ČSN EN ISO 3834 a tuto skutečnostoznámí neprodleně držiteli povolení.5 KVALIFIKACE SVÁŘEČSKÉHO DOZORUTechnické a technologické činnosti, vztahující se k přípravěsvařování a spojování termoplastů, organizaci a řízenísvářečských prací, jejich kontroly před, v průběhua po svařování a zpracování svářečské dokumentace přisvařování konstrukcí z termoplastů může provádět pouzezpůsobilý svářečský dozor s certifikátem PWT (TP B302 CWS ANB) a certifikátem pracovníka NDT VT (ČSNEN 13100-1 a TP B 304 CWS ANB). K těmto činnostemmusí být písemně jmenován. Dále musí mít delegovanéodpovědnosti a pravomoci k odpovídajícímu naplněnívšech relevantních činností v daném rozsahu pověření.Pokud je svařovací dozor ve společnosti zastoupen vícepracovníky, musí být mezi nimi vymezeny úkoly, kterév této oblasti zabezpečují např. formou matice odpovědnosti,která je součástí dokumentace systému zajištěníkvality při svařování.Ostatní pracovníci svářečského dozoru termoplastů,kteří provádějí pouze kontrolní činnosti, musí být prokazatelněproškoleni z problematiky výroby termoplastů,svařování termoplastů, technologie pro svařování termoplastů,souvisejících norem a platných předpisů a mohouvykonávat činnost svářečského dozoru výrobces vymezenými úkoly a odpovědností. Jedná se o pracovníkys kvalifikací IWE/EWE, IWT/EWT a IWS/EWSs doplňkovým kurzem podle TP C 028 České svářečskéspolečnosti ANB. U tlakových zařízení kategorií II, III a IVpodle NV ČR č. 26/2003Sb musí být pracovníci svářečskéhodozoru, svářeči a lepiči termoplastů a pracovníciprovádějící zkoušky svarů/spojů výrobce odsouhlaseniAO na tlaková zařízení formou kontroly osvědčení nebocertifikátů.Základní kvalifikace PWT představuje školení a zkouškyv rozsahu osnov TP B 302 CWS ANB a získání příslušnéhocertifikátu dokladujícího dosaženou kvalifikaci. Kvalifikaceje platná 3 roky od první zkoušky a prodlužuje sepodle podmínek směrnice P 102 CWS ANB na další 3roky při prokázání činnosti v oboru.Kvalifikace technologů jsou v následujících úrovních:PWT (technolog svařování plastů v celém oboru),PWT-P (technolog svařování plastů potrubních systémů),PWT-S (technolog svařování plastů výrobků z deseka polotovarů),PWT-M (technolog svařování plastů hydroizolačníchfólií).Požadovaná úroveň certifikátu PWT je zásadní pro zho-212 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
<strong>ZVÁRANIE</strong> PRE PRAXtovení pWPS, WPS a pro zpracovávání postupů pro výrobu,montáž a opravy svařováním a spojováním termoplastů.PWT-P specialista na svařování trubek můžeprovádět dozor a přípravu pWPS a WPS jen v rozsahusvařování polotovarů z trubek. To platí obdobně také prokvalifikace PWT-S a PWT-M.Školení, zkoušky a vydávání certifikátů PWT a svářečskéhodozoru včetně jejich prodlužování mohou provádětpouze akreditované organizace autorizované podledokumentu IAB 001/EWF416 pověřené k těmto činnostemzákaznickým auditem ČEZ a. s.6 KVALIFIKACE PERSONÁLU NDT PROSVAŘOVÁNÍ A SPOJOVÁNÍ TERMOPLASTŮPracovníci s kvalifikací NDT, kteří provádějí kontrolu svarovýchspojů termoplastů musí mít certifikát VT podleČSN EN 13100-1. Vady svarů se posuzují podle TP B502 České svářečské společnosti ANB nebo podle DVS2202 díl 1. Školení, zkoušky a vydávání certifikátů včetnějejich prodlužování mohou provádět pouze organizacepověřené národní autorizovanou osobou (ANB).7 KVALIFIKACE SVÁŘEČŮ A LEPIČŮTERMOPLASTŮOperace svařování výrobních svarových spojů, svarůpomocných a dočasných prvků a lepení termoplastůa laminátů (dále jen lepení termoplastů) mohou provádětpouze svářeči (lepiči), kteří jsou pro tyto práce způsobilí.Kvalifikace svářeče a lepiče termoplastů zahrnuje:– školení a zkoušku svářeče s certifikátem EPW dleČSN EN 13067 a doc. EWF No. 581-01 pro příslušnoutechnologii a rozsah platnosti,– školení, zkoušku a Osvědčení o absolvování základníhokurzu pro vybrané technologie BCF a IR uvedenév tab. 1 dle ČSN 050705 a TP B 100 CWS ANB pro příslušnoutechnologii a rozsah platnosti,– zkoušku lepiče s certifikátem podle DVS 2221.Školení, zkoušky, vydávaní certifikátů (osvědčení), doškolenía prodlužování platnosti kvalifikace svářečů a lepičůmohou provádět pouze akreditované organizaceautorizované podle dokumentu IAB 001 / EWF416 pověřenék těmto činnostem zákaznickým auditem ČEZ a. s.Kvalifikace je platná na zařízeních elektráren po následujícídobu:a) svářečský dozor termoplastůkvalifikace PWT– 36 měsícůkvalifikace podle TP C 028 – neomezenáb) pracovník NDT VT – 60 měsícůc) svářeč, lepičkvalifikace EPW– 24 měsícůkvalifikace lepič– 24 měsícůkvalifikace podle ČSN050705 – 24 měsíců.8 KVALIFIKACE POSTUPU SVAŘOVÁNÍTERMOPLASTŮVýrobní svarové spoje na důležitých zařízeních musíbýt provedeny podle kvalifikovaných postupů svařování(WPS). Výrobní svarové spoje na méně důležitých zařízeníchmusí být provedeny podle pWPS potvrzenýchsvářečským dozorem držitele povolení (provozovatele).Výrobní svarové spoje na nedůležitých zařízeních musíbýt provedeny podle pWPS zpracovaných svářečskýmdozorem výrobce.U tlakových zařízení kategorie II až IV podle NV ČRč. 26/2003Sb musí být WPS a TP svařování odsouhlašenyAO na tlaková zařízení formou kontroly WPQR, WPSa TP svařování.Kvalifikace WPS termoplastů se provádí podobným systémemjako při svařování kovů s využitím norem ČSNEN ISO 15614 a ČSN EN ISO 15613 s požadavky upravenýmipro termoplasty. Případné požadavky nad rámecrozsahu zkoušení podle těchto norem může stanovitprojektant.Příprava pWPS a specifikace WPS se provádí podletechnického pravidla CWS ANB TP B 702. Kvalifikacepostupu svařování WPQR se provádí podle technickéhopravidla. TP B 701 CWS ANB.Kvalifikaci postupů svařování na konstrukcích z termoplastůprovádí akreditované organizace pověřenék těmto činnostem zákaznickým auditem ČEZ a. s. Proschvalování postupů platí tyto minimální požadavky:a) Každý postup musí být ověřen zkušebním svarovýmspojem. Inspektor akreditované organizace provádídohled nad výrobou zkušebního svaru.b) Zkušební svary ověřovaného postupu musí vyhovětvšem předepsaným kontrolám a zkouškám a dalšímzkouškám stanoveným případně projektantem konstrukcez termoplastů. Inspektor akreditované organizacemá dohled nad prováděním a vyhodnocenímuvedených kontrol a zkoušek.c) Vlastní kvalifikaci postupu svařování provádí a dokumentujevždy inspektor akreditované organizace.Platnost schváleného postupu svařování se vztahujepouze na výrobce, pro kterého byl postup schvalován.8.1 Kvalifikace postupu svařování základníchsvarových spojůZa základní svarové spoje termoplastů jsou považoványspoje definované následovně:– svary na tupo horkým tělesem trubek,– svary elektrotvarovkou trubek (objímka a sedlová objímka),– svary polyfúzní trubek (objímka a sedlová objímka),– svary na tupo horkým tělesem desek,– svary tupé a koutové na deskách horkým plynema přídavným materiálem,– svary tupé a koutové na deskách extruderem,– svary přeplátované na izolačních pásech (fóliích) horkýmplynem nebo horkým klínem.Pro kvalifikaci postupu svařování se používají tvarya rozměry svarových spojů definované v ČSN EN ISO13067 a předpisech DVS.8.2 Kvalifikace postupu svařování zvláštníchsvarových spojůKvalifikace na základě předvýrobní zkoušky svařovánítermoplastů může být použita v případě, že tvar a rozměrysvarových spojů podle ČSN EN 13067 odpovídajícímzpůsobem nereprezentují spoj, který má být svařován.V takovém případě může být vyroben jeden nebo vícespecifických zkušebních kusů, které jsou obrazem výrobníhospoje ve všech podstatných znacích, např. rozměrech,namáháních, omezeném přístupu. Rozsahzkoušek je následně dán aplikací všech proveditelnýchpředepsaných zkoušek pro kvalifikaci podle kapitoly<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012 213
Technický kód pro svařování konstrukcí z termoplastůpro klasické elektrárny a nejadernou část jaderných elektráren8.5. Projektant může stanovit vyšší rozsah zkoušení svarovéhospoje.Kvalifikace postupu svařování předvýrobní zkouškou jeomezena pouze na svar, který byl použit při předvýrobnízkoušce.8.3 Kvalifikace postupu svařování termoplastůa) Pro svařování zkušebního svarového spoje musí býtpoužity základní a přídavné materiály stejné kvality,které budou použity ke svaření výrobních svarů.b) Kvalifikaci lze provádět pro metodu svařování termoplastů,svařovaný materiál a svařovací stroj. Rozsahkvalifikace je potom určen možnostmi stroje a zařízení.V případě většího rozsahu stroje, např. pro svařovánítrubek na tupo, je nutné provést zkoušky na dvou svarechrozdílných průměrů. Volí se nejčastěji svařovanéprůměry trubek v dolní a horní polovině rozsahu stroje.c) Připravené pWPS ke kvalifikaci postupů svařování termoplastůmusí obsahovat všechny zásadní proměnné,tj. parametry svařování, podmínky, údaje o materiálu,strojích, svářeči, svářečském dozoru, případnězvláštních podmínkách.8.4 Zhotovení kvalifikačního svaru na zkušebnímkusua) Kvalifikační svar musí být zhotoven v souladu s pWPSvč. dalších požadavků specifikovaných v normách proNDT a DT specifikovaných v kapitole 8.5. Rozměry,tvary a typy zkušebních kusů jsou uvedeny v norměČSN EN 13067, tabulky č. 1, 2 a obrázky č. 1 až 8. Podlemetody svařování a typu stroje je však nutné svařitzkušební vzorky větších rozměrů.b) V průběhu zhotovení kvalifikačního svaru termoplastůmusí být sledovány a zaznamenávány:• Parametry – teplota, tlak a čas.• Podmínky – teplota okolí, temperování materiálů, čištěnívhodnými prostředky, ochlazování po svařování.• Revize strojů.• Materiálové listy.• Kvalifikace svářečů.• Kvalifikace svářečského dozoru.8.5 Zkoušky kvalifikačního svaru termoplastůa) Nedestruktivní zkoušky (NDT)Kvalifikační svar musí být v rozsahu 100 % podrobenvšem nedestruktivním zkouškám použitelným pro příslušnýsvar:– vizuální kontrola podle ČSN EN 13100-1 a TP B 502CWS ANB (event. DVS 2202), stupeň jakosti B,– zkoušky kapilární ČSN EN 571-1 a ČSN EN ISO 23277,– je-li v dokumentaci konstrukce z termoplastů požadováno:– zkouška prozářením podle ČSN EN 13100-2,– zkouška ultrazvukem podle ČSN EN 13100-3.b) Destruktivní zkoušky (DT)Kvalifikační svar musí být podroben destruktivnímzkouškám podle řady norem ČSN EN 12814 použitelnýmpro příslušný svar:– zkouška ohybem EN 12814-1,– zkouška tahem EN 12814-2,– zkouška odlupovací EN 12814-4,– zkouška makroskopická EN 12814-5,– je-li v dokumentaci konstrukce z termoplastů požadováno,– zkouška dlouhodobým tahem podle ČSN EN12814-3,– zkouška tahem při nízkých teplotách podle ČSNEN 12814-6,– vyhodnocení zkoušek EN 12814-8.V technickém kódu jsou uvedeny příklady WPQR a WPSpro nejčastěji používané metody svařování termoplastů.Není nutné dodržet jejich formu, ale jejich technickýobsah jako:• přesná identifikace výrobce konstrukce,• důležité parametry svařování,• požadované informace o základních a přídavnýchmateriálech:– přesné označení a identifikace polotovaru,– označení a druh výchozího granulátu,– rozměr polotovaru,– MFR nebo MVR,– SDR nebo S, případně PN.• požadovaný rozsah a způsob provedení a vyhodnocenínedestruktivních a destruktivních zkoušek,• přesná specifikace přiznané kvalifikace.8.6 Rozsah platnosti WPQR pro termoplastyPlatnost WPQR pro svařování termoplastů je neomezenápokud nedojde ke změně materiálu, typu svařovacíhozařízení a kvalifikace svářečského personálu.8.7 Kvalifikace technologického postupusvařování termoplastůTechnologický postup svařování termoplastů slouží kestanovení postupu technických operací a kroků a dalšíchpodmínek k zajištění požadované kvality svařencejako celku.Technologický postup svařování termoplastů musí zejménaobsahovat:– soupis výchozí výrobní výkresové dokumentace příslušnéhosvařence,– specifikaci základních a přídavných materiálů,– přípravu svarových ploch,– příslušné WPS nebo pWPS jednotlivých svarovýchspojů termoplastů (vč. přídavných materiálů, tepelnéhorežimu při svařování, kvalifikace svářečů termoplastů,svařovací zařízení, přípravky a polohovadla,– postup sestavení svařence,– postup stehování,– postup svařování,– opatření proti nepříznivým klimatickým vlivům (protichladu, větru, dešti a jiným formám vlhkosti apod.),– metody, rozsah a kritéria kontrol kvality před zahájenímsvařování, v průběhu svařování a po skončenísvařování,– postup při opravě vad svařence,– bezpečnostní opatření,– předpis pro označení svarových spojů.Technologický postup svařování termoplastů je považovánza kvalifikovaný pouze v případě, je-li vypracována podepsán svářečským dozorem výrobce s kvalifikacíPWT.9 ZÁKLADNÍ A PŘÍDAVNÉ MATERIÁLYPro výrobu a svařování konstrukcí z termoplastů se musípoužívat materiály specifikované v projektové a technickédokumentaci. Východiskem k výběru základnícha přídavných materiálů je prokázání způsobilosti mate-214 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
<strong>ZVÁRANIE</strong> PRE PRAXriálů splnit (v kombinaci s předepsanoumetodou svařování)kritéria únosnosti, provozníspolehlivosti, projektované životnosti,technické bezpečnostia odolnosti proti vlivu prostředíspecifikovaná v technickýchpodmínkách pro zařízení ČEZ.Způsobilost prokazuje výrobcena základě shody dle zákona22/1997 sb. ve znění pozdějšíchpředpisů. Příklad inspekčníhocertifikátu typu 3.1 podle ČSN EN10 204:2005 je uveden na obr. 1.V případě, že shodu provést nelze,provede se přijetí materiálůna základě osvědčovacích zkoušekprovedených a vyhodnocenýchpřed zahájením svařování.Postup provádění osvědčovacíchzkoušek, požadavky na základnía přídavné materiály a rozsahtechnické dokumentaceosvědčovacích zkoušek je detailněpopsán v technickém kódu.Kód rovněž stanovuje základnípožadavky na skladování základnícha přídavných materiálů,požadavky na jejich výdej a objednávání.10 SVAŘOVÁNÍ VÝROBNÍCHSVAROVÝCH SPOJŮSvařování konstrukcí z termoplastů na zařízeních ČEZ seprovádí s ohledem na zvolenou metodu svařování, polotovara materiál. Při svařování musí být splněny všechnypodmínky uvedené v TK. V technické dokumentaci musíbýt stanoven typ, rozsah a kritéria pro vyhodnocení NDTzkoušek. Minimálně se požaduje provedení vizuální kontrolyvšech svarových spojů podle ČSN EN 13100-1 a TPB 502 CWS ANB a dodržení stupně jakosti B pro důležitázařízení, stupně C pro méně důležitá zařízení a stupně Dpro nedůležitá zařízení.10.1 Podmínky pro započetí svářečských pracíSvářečské práce mohou začít pokud jsou splněny následujícípodmínky:a) Svářečské pracoviště je zajištěno z hlediska BOZPa PO.b) Jsou k dispozici ověřené svařovací polotovary a přídavnémateriály používají-li se.c) Je k dispozici TP, WPS případně pWPS pro svařovanýtyp konstrukce.d) Použijí se svařovací zařízení s platnou revizí.e) Je vyrozuměn odpovědný svářečský dozor výrobces příslušnou kvalifikací.f) Jsou splněny podmínky pro provádění svarovýchspojů definované ve WPS nebo pWPS.10.2 Svařovací zařízeníObr. 1 Vzor inspekčního certifikátu 3.1a) Na svářečské práce se smí použít jen zařízení konstruovanáa určená pro daný typ spoje a polotovaru.b) Stroje musí být v bezvadném technickém stavu s platnourevizí funkčnosti a revizí elektrické bezpečnosti.Revize funkčnosti je prováděna minimálně 1 x ročněv autorizovaném servisním středisku a o správnostifunkce stroje je vydán certifikát.Revize elektrické bezpečnosti se provádí podle požadavkůČSN 33 1600.c) Pokud jsou součástí stroje záznamová zařízení, musíse použít podle požadavku držitele povolení nebosvářečského dozoru výrobce.d) Typ konstrukce svařovacího stroje je uveden ve WPSnebo pWPS a kontrolován svářečským dozorem.Dále musí být při svařování splněny i další požadavky nanástroje a pomůcky, čištění svarových ploch, tvary svarovýchploch, zhotovení svarových ploch včetně jejich kontrolya možných oprav, sestavení svařenců a dokumentacisvarových spojů. Svářečský dozor výrobce, nebo držitelepovolení, případně pracovník útvaru TB držitele povolenímůže, zejména u důležitých zařízení předepsat provedeníKSS. KSS se provádějí, vyhodnocují a dokumentují podlepožadavků TK na svařování termoplastů.V případě náhlé havárie navrhne postup opravy svářečskýdozor výrobce a schválí svářečský dozor držitele povolení.Pokud nebude možné dodržet v kódu stanovenéstandardní postupy oprav se svaří a vyhodnotí za stejnýchpodmínek zkušební kus ze stejného materiálu. Podlevýsledků zkoušek se rozhodne o způsobu opravy.ZÁVĚRS ohledem na rozsah TK na svařování a lepení plastův ČEZ, a. s. nebylo možné v jednom článku probratvšechny požadavky specifikované v TK. Proto jsouv článku uvedeny detailněji pouze ty požadavky, se kterýmise budou uživatelé TK v praxi nejčastěji setkávata vysvětleny ty požadavky, které vyplývají ze systémovéaplikace řady norem ČSN EN ISO 3834,15614 a 15613 na svařování plastů.
Mechanizované zváranie rúr väčších dimenziíMARIANNA FILIP KOŠŤANY MATYSOVÁ – PAVOL SEJČIng. F. Košťany, PSJ Hydrotranzit, a. s., BratislavaZváranie rúr z ocele L485 • Zváranie koreňa zvaru ručne metódou STT (Lincoln Electronic) v ochrane plynu CO 2 •Mechanizované zváranie výplne zvaru plnenou elektródou v ochrane plynu Ar + CO 2 • Praktické odskúšanietechnológie v podmienkach líniovej stavby • Ekonomické porovnanie • Zhrnutie výhod a nevýhod metódylých zvarov v kombinácii koreňobalenou elektródou, výplň mechanizovaneplnenou elektródouv ochrane plynu.Nádrže sú zvárané z plechov o hrúbke8 až 33 mm.Avšak zváranie rúr väčších dimenziísa ukázalo ako dobrá výzva, v našejkrajine zatiaľ moc nepreskúmaná.Prvotná skúsenosť s mechanizovanýmzváraním rúr pochádza zo zváraniarúr DN 750 v Izraeli. Na danejstavbe sa zváralo jednak ručne obalenouelektródou a aj už spomínanýmmechanizovaným spôsobom.V Izraeli sa používali poloautomatyznačky Lincoln Eletronic. Ide o renomovanúamerickú značku, ktoráu nás nie je veľmi požívaná, ale ľudiaz odboru už o nej vedia.Na základe týchto skúseností, sme saaj na Slovensku začali zaoberať mechanizovanýmzváraním rúr väčšíchpriemerov z čiernej ocele (ide o rúryna výstavbu plynovodov a ropovodov).Prioritou bolo zváranie rúr z oceleL485 vyrobenej v zmysle normySTN EN 10 208-2. Jedná sa o pozdĺžnezvárané rúry s medzou klzu R t05= 485 ÷ 605 MPa. Rúry sú dodávanév stave normalizačne žíhanom (NB)alebo termomechanicky spracovanom(MB). V poslednom čase sa začínana trhu presadzovať aj stav QB,čo je oceľ zošľachtená, čiže tepelnea Českom trhu nie je malá, ale pozornosťspoločnosti sa uberalasmerom na už používané a časomoverené značky výrobcov. Do finálovéhovýberu sa dostali dvaja výrobcovia,Esab a už spomínaný LincolnElectronic. Zariadenie firmyEsab-Railtrac sa v spoločnosti používapri výstavbe nádrží, zariadenieLincoln Electronic bolo použiténa stavbe v Izraeli. Na základe vtedyznámych poznatkov bolo vybranézariadenie Lincoln Electronic s označenímLincBug 350. Daný výrobokbol vybraný z dôvodu lepšieho ovládaniaa vyššieho komfortu. Významnáfunkcia výrobku je, že umožňujezvárať s napäťovou osou, čo značí,že na základe snímania napätia naoblúku dodržuje konštantnú dĺžkuoblúka, čo je pri zváraní rúr nenahraditeľnáfunkcia, keďže rúry v zmyslevýrobkovej normy môžu vykazovaťodchýlky ovality i hrúbky steny v rozsahuniekoľkých milimetrov.Obr. 1 Koreň zvaru vyhotovený metódou STT (Lincoln Electric)Spoločnosť PSJ Hydrotranzit,>a. s., v zmysle politiky kvalitysa snaží zvyšovať kvalitu práce v čonajširšej oblasti pôsobenia. Oblasťzvárania je pritom dominantnou činnosťou.Na divízii líniových stavieba nádrží sa špecialisti v oblasti zvárania(koordinátori zvárania, EWT,EWE) neustále snažia kontrolovaťa zlepšovať kvalitu a metódy zvárania.Výrazným prínosom pri zlepšeníkvality zvárania a popritom aj značnýmzvýšením efektivity práce bolorozhodnutie zamerať sa na použitietechnológie zvárania potrubí mechanizovanýmspôsobom.Vychádzalo sa zo skúseností zo zváraniaveľkokapacitných nádrží naropu, ktorej sa spoločnosť venujeuž dlhšiu dobu. Pri výstavbe nádržísa používa mechanizované zváraniev nasledovných kombináciách:– mechanizované zváranie obvodovéhozvaru pod tavivom,– mechanizované zváranie zvis-spracovaná kalením s následným popúšťaním.V zmysle normy TNI CENISO/TR 15608 je stav NB a MB, podľahodnoty medze klzu materiálová skupina1 príp. 2, pričom stav QB je užskupina 3.1 VÝBER ZARIADENIAPonuka zariadení na SlovenskomObr. 2 Priebeh zváracieho prúdu a napätia pri zváraní metódou STT(Lincoln Electric)Pri tejto príležitosti bolo potrebné venovaťpozornosť zefektívneniu zváraniakoreňa rúr. Keďže ide o najťažšiua najdôležitejšiu časť zvaru rúr,bola preskúmaná aj táto oblasť. NaSlovensku je štandardom zváraniekoreňa ručne obalenou elektródoua zváranie metódou TIG. Pre oblasťzvárania koreňov čiernych rúr sú používanéobe metódy bez akýchkoľ-216 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
<strong>ZVÁRANIE</strong> PRE PRAXObr. 3 Pohľad na koreňovú húsenicu (zvnútra rúry) zhotovenú metódou STTTab. 1 Chemické zloženie použitých materiálov (%)C Si Mn P S Ti V Nb Cr Ni CEL485MB 0,16 0,45 1,7 0,025 0,020 0,06 0,10 0,06 – – 0,43SupraMig 0,07 0,85 1,45 0,008 0,007 – 0,001 – 0,019 0,018 –Ti 70 Pipe-FD 0,09 0,421 1,469 0,010 0,011 – 0,016 – 0,033 1,010 –Tab. 2 Mechanické vlastnosti použitých materiálovR e (MPa) R m (MPa) KV (J/°C)L485MB 485 ÷ 605 570 47/0SupraMig 471 580 102/–30Ti 70 Pipe-FD 550 640 ÷ 820 47/–40vek problémov. Obe metódy sú dlhýmčasom používania overené,avšak z hľadiska efektivity a produktivityich nemožno považovať za metódyvyšších naváracích výkonov.Ponuka zvýšenia produktivity v našichzemepisných šírkach nie je veľmiširoká, avšak na základe prácv zahraničí sa dali využiť skúsenostis metódou zvárania STT (SurfaceTension Transfer). Metóda zváraniaSTT, v dnešnej dobe ide už o druhúgeneráciu, je metóda jednoúčelnevyvinutá na zváranie koreňa zvaru(obr. 1).Zvára sa plným drôtom v ochraneplynu CO 2 (100 %). Princípom metódyje elektronické riadenie priebehuzváracieho prúdu i napätia(obr. 2). Zjednodušene metódumožno prirovnať k pulznému zváraniu.Metódu možno používať akoručne, tak aj mechanizovane. Nazáklade skúseností bola použitáručná metóda kvôli ľahšej elimináciiodchýlok tvaru a rozmerov dodávanýchrúr.Po preskúmaní dostupných ponúkzváracích technológií na trhu bolanavrhnutá nasledovná kombináciametód zvárania:– zváranie koreňa zvaru ručne metódouSTT v ochrane plynu CO 2 ,– mechanizované zváranie výplnezvaru plnenou elektródouv ochrane plynu Ar + CO 2 .Obr. 4 Pohľad na pracovisko, traktory a prístrešky<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012 217
Mechanizované zváranie rúr väčších dimenzií2 VOĽBA PRÍDAVNÝCHMATERIÁLOVĎalšou výzvou bola voľba prídavnýchmateriálov. Čo sa týka prídavnéhomateriálu na zváranie koreňovejvrstvy, tam sa problémnevyskytol. V zmysle platných noriemz oblasti plynárenstva je odporúčanékoreňovú vrstvu zváraťs prídavným materiálom s nižšoupevnosťou, pravidlo platí pre zvaryrúr s hrúbkou steny 8 mm a viac. Použitýbol plný drôt typu G3Si v zmyslenormy STN EN ISO 14 431 (obr. 3).Voľba prídavného materiálu na výplňovévrstvy a kryciu vrstvu bolaobmedzená ponukou trhu, keďžeide o oceľ vyššej pevnosti. Požiadavkámvyhoveli dve plnené elektródyvýrobcov Lincoln Electronica Böhler. Boli overené plnené elektródyoboch dodávateľov a použitáplnená drôtová elektróda firmyBöhler s označením Ti 70 Pipe-FDvyrobená podľa normy STN EN ISO18 276 T 55 4Mn 1Ni P M H5. Výrobcaudáva katalógovú hodnotu medzeklzu R p0,2 = 550 MPa. Chemickézloženie a mechanické vlastnostipoužitých materiálov sú v tab. 1 a 2.3 PROBLÉMY PRI APLIKÁCIIMETÓD DO PRAXEAko pri každom uvádzaní novej technológiedo praxe aj v tomto prípadesa vyskytli isté problémy. Pravdepodobnejedným z najväčších problémovboli predsudky ľudí samotných.Pri mladšej generácii zváračov-operátorovto nebol problém, pri staršejgenerácii sa odporúča rozhodnutiedôkladne zvážiť. Staršia generácianerada pripúšťa zmeny a nie je naklonenáučeniu sa nových vecí napriektomu, že ide o prínos – uľahčenieich práce.Keďže zváranie sa vykonáva v otvorenomprostredí, bolo nutné navrhnúťvhodný prístrešok, aby okolitépoveternostné podmienky neodfukovaliochranný plyn pri zváraní. Prístrešokmusel byť ľahkej konštrukcie,aby sa dal premiestňovať po línii produktovodu.Aby bolo celé zariadeniemobilné, tak prístrešok, zdroje prúdui centrála elektrického prúdu boliumiestnené na pásový traktor. Celkováidea bola jeden pásový traktor,ktorý nesie zváracie zdroje na technológiuzvárania koreňa, ďalšie traktorynesú zariadenia na technológiuzvárania výplňových a krycej vrstvy(obr. 4). Samozrejme jednotlivé traktoryako celky sú skonštruované tak,aby bolo možné v krátkom čase vymieňaťzváracie zdroje podľa potrebykonkrétnej stavby.Po vyriešení otázky presunu – mobilitytechnológie sa pristúpilo k samotnýmoverovacím skúškam technológie.Počas experimentov sa overovalijednak zváranie mechanizovanýmspôsobom i zváranie ručné.4 <strong>ZVÁRANIE</strong> KOREŇOVEJHÚSENICE ZVARUZváraniu koreňa ako najdôležitejšejčasti zvaru sa venovalo dlhšie obdobie.Z praxe je známe, že najviacchýb vzniká práve v koreni zvaru.Keďže pri výstavbe produktovodovje štandard 100 % rozsah skúšaniametódu RTG, opravy sú značne nákladnépoložky finančne aj časovo.Metódou STT sa zvára v polohe PJ(staré označenie polohy je PG). Akoje známe, poloha PJ bola používanáa v zahraničí je ešte stále používanápri zváraní spádovými elektródami,pričom časom sa v našich zemepisnýchšírkach od nej ustúpilo a prešlosa na polohu PH (staré označeniepolohy je PF). Taktiež aj v rámci spoločnostisa ozvali predsudky i obavyzo zavarenej trosky a studenýchspojov. Skúšky zvárania koreňa samotnéhoboli časovo a hlavne spotrebourúr nákladné. Po zvládnutítechnológie a odladenia parametrovsa konečné vzorky podrobili skúškeRTG. Odporúča sa po zvarení koreňovejhúsenice povrch vybrúsiť nakovový lesk. Po kladných výsledkochRTG skúšok sa takto vyhotovenézvary podrobili aj mechanickýmskúškam. Vzorky vyhoveli aj mechanickýmskúškam.5 <strong>ZVÁRANIE</strong> VÝPLŇOVEJA KRYCEJ VRSTVY ZVARUPo zvládnutí zvárania koreňa sa prešlona technológiu mechanizovanéhozvárania (obr. 5). Pri mechanizovanomzváraní bolo treba najprv overiťhranice technológie a dôkladne saoboznámiť so strojom samotným.Z vykonaných experimentov bol vyvodenýnasledujúci záver: veľký významzohráva vnášané teplo do zvarovéhospoja. Z tohto dôvodu je treba počaszvárania meniť rýchlosť, pri úseku 6 –3 sa zvára rýchlejšie (druhý automatv úseku 6 – 9 s oneskorením), pri 3– 12 pomalšie (označenie podľa hodinovýchručičiek). Tavný kúpeľ je trebapočas zvárania sledovať, korigovaťdráhu horáka, príp. šírku rozkyvu.Dôležitý parameter je čas státia horá-Obr. 5 Zváranie poloautomatom počas pracovných skúšok218 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
<strong>ZVÁRANIE</strong> PRE PRAXTab. 3 Výsledky mechanických skúšok z procesu tvorby WPQRø 711x16mmakosť L485MBø 508x20,6mmakosť L485QBaka v krajných polohách. Týmto parametromsa formuje húsenica, cieľombolo dosiahnuť konkávny tvar navarenejhúsenice. Pri krycej húsenici tentoparameter zohráva asi najdôležitejšiuúlohu vzhľadom na výsledný tvarkrycej húsenice zvaru. Postup zváraniaje dokumentovaný na výplňovýchhúseniciach na obr. 6a až c, naobr. 6d je krycia húsenica. Regulačnýmprvkom s najväčším vplyvom saprejavila zváracia rýchlosť. Regulovaniezváracieho prúdu neprinieslo žiadanýefekt, zváracie napätie sa udržujestrojovo konštantné. Z priebehuskúšok vyšiel úzky rozsah zváraciehoprúdu, pri ktorom sa dosahoval požadovanýtvar húsenice i samovoľnéodlupovanie trosky zvaru. Pri zváranívýplňových vrstiev je treba eliminovaťriziko zavarenia trosky. Každú húsenicutreba obrúsiť aspoň kartáčovýmvrkočovým kotúčom. Samozrejmeskúsený zvárač spozná optimálneparametre aj podľa akustického prejavuzváracieho oblúka. Zváranie dvomistrojmi proti sebe je možné až oddimenzie DN 700 vyššie.6 TVORBA WPQRPo zvládnutí technológie zváraniakoreňa a výplne zvaru sa pristúpilok vyhotoveniu vzorky na skúškyR m (MPa) KV (J/°C/poloha) HV 10579638cObr. 6a-d Pohľad na húsenice skúšobných zvarov73,3/–20/ZK178,3/–20/TOO92/0/ZK227/0/TOO99,3/0/ZKbdWPQR. Prvá WPQR sa zvárala navzorke ø 711 x 16 mm, akosť L485MB.Na rozsah skúšok sa zvaril celý zvara následne sa nechala vzorka podrobiťpožadovanému rozsahu skúšokv zmysle normy STN EN 15 614-1.V priebehu praxe sa musela spraviťďalšia skúška WPQR, konkrétnena vzorke ø 508 x 20,6 mm (obr. 7),akosť L485QB. Rozdiel medzi jednotlivýmivzorkami je v tom, že oceľL485MB je skupina 2, pričom oceľL485QB je skupina 3 v zmysle normyTNI CEN ISO/TR 15608. Výsledkyskúšok sú zhrnuté v tab. 3.7 NASADENIE V PRAXI202/ZM172/TOO193/HS192/ZK200/ZM213/TOO240/HS219/ZKObr. 7 Makroštruktúra zvarového spoja rúry ø 508 x 20,6 mmOverená technológia bola použitána stavbe Inštalácia tandemovýchturbosústrojenstiev na KS03 Veľké Zlievce. Na danej stavbesa touto technológiou zváralirúry a tvarovky o rozmere ø 1420x 25 mm. Koreň sa zváral ručnedvomi zváračmi a následne ostatnévrstvy dvomi poloautomatmioproti sebe. Zváranie koreňa bololimitované ovalitou rúr, pri presahuzváracích hrán 3 mm a viacbolo treba ovalitu zmenšovať mechanickyvonkajším centrátorom.Tento problém sa dá vyriešiť napr.zváraním koreňa obalenou elektródoua následne mechanizovanýmspôsobom. Pri zváraní výplňovýchhúseníc a krycej vrstvy saproblémy nevyskytli.Pre ekonomické porovnanie jedenzvar DN 1400 danej hrúbky zvárajúručne obalenou elektródou štyriazvárači približne 10 hodín, pri zváranímechanizovaným spôsobomdvaja taktiež 10 hodín. Čiže danoutechnológiou možno zvýšiť výkono zhruba 50 ÷ 70 % pričom prípravamechanizovaného zvárania vyžadujedlhšiu prípravu zvaru ako prizváraní obalenou elektródou. Nevýhodoumechanizovaného zváraniasú vyššie vstupné náklady, nutnosťdodatočnej ochrany zváracej atmosférya zvýšené požiadavky na mobilitutechnológie.ZÁVERNapriek spomínaným nevýhodámje technológia mechanizovanéhozvárania rúr pri výstavbe líniovýchčastí produktovodov budúcnosťou.Niežeby zváranie obalenou elektródoubolo na výstavbe produktovodovna ústupe, táto technológia tubude iste vždy, ale z hľadiska zvyšovaniaproduktivity budúna vzostupe technológie
Voľba akosti ocele pre zvárané konštrukcie –aký je význam označenia stavu dodávky +ARu nelegovaných ocelí podľa EN 10025-2?GERD KUSCHERProf. G. Kuscher, SLV HannoverNormy pre navrhovanie a výrobuoceľových konštrukcií (napr. DIN 18800-7:2002-9, čl.509, ČSN 73 2601a nová EN 1090-2), záväzné pre regulovanúa dozorovanú oblasť použitiapožadujú, aby v dokumentochkontroly podľa EN 10204 bol uvedenýaj stav dodávky zvolenej ocele,čo nebýva vždy dodržané.HistóriaV starších normách pre ocele, napr.EN 10025:1994 bol stav dezoxidácieintegrovaný do označenia ocele.Z toho vyplývalo napr. pre triedupevnosti S355J2 G3 (1.0570/11503.1) a S355J2 G4 (1.0577), že obidveakosti boli pri výrobe síce (úplne)upokojené, avšak u druhu G3 bolstav dodávky označený N príp. normalizačnevalcovaný a u druhu G4bol stav dodávky ponechaný na výrobcuocele. To znamenalo pre pracovníkovkoordinácie zvárania, ktorísú podľa noriem EN 719 a EN ISO14731 zodpovední i za použitie správnychmateriálov, požiadavku vyššejpozornosti a vedomostí na zabezpečenie,aby pracovníci zásobovanianakúpili „správnu“ oceľ, aby sa vopredvylúčili problémy pri zváraní.Súčasný stavZavedením nového radu noriemEN 10025-1 až -6 a v nej najmä EN10025-2:2005 a vypustením údajovo druhu dezoxidácie v značke akostiocele, zúžil sa síce počet ocelí, alez oboch vyššie uvedených druhovakostí zostal len druh G4. Ak chcememať istotu, že dostaneme oceľekvivalentnú k starej 11 503.1 (St52-3), je nutné vybrať pre objednaniedruh S355J2 +N. Starý stav „ponechaniena výrobcu“ sa teraz nazýva+AR a znie v angličtine krásne „asrolled“.Čo to označenie +AR teraz znamená?K zodpovedaniu tejto otázkysom dosiaľ nezískal žiadnu jednoznačnúodpoveď, čo to znamená„ako valcované“? Čo sa skrýva zatýmto výrazom s ohľadom na možnéObr. 1 „klasicky“ normalizovaná nelegovanákonštrukčná oceľ, pevnostná trieda S355, stavdodávky: normalizačne žíhaná, resp. normalizačnevalcovanáObr. 2 S355J2 +AR ako M (termomechanickyvalcovaná)Obr. 3 S355JO +AR ako Q (zošľachtená)Obr. 4 S235JR +AR bainit v dôsledku rýchlehoochladzovaniatepelné spracovanie, možný valcovacírežim a pritom najmä na rýchlosťochladzovania a z nej odvodenejštruktúry? Skôr bolo predsa tiežvalcovanie, bez toho, aby sa to muselozvlášť zdôrazňovať.Pre objasnenie tejto otázky v SLVHannover začali už pred určitým časomso zbieraním a skúmaním nelegovanýchocelí, ktoré sa predávajúna trhu pod označením pevnostnoutriedou radu S355 +AR. Obrázkyštruktúr č. 1 – 5 ukazujú výberz toho, čo sa pod označením +ARv Európe dodáva.Pokiaľ pozrieme na obr. 1 ako naklasicky normalizovanú, príp. normalizačnevalcovanú oceľ a túto porovnámes inými skúmanými druhmi(obr. 2 – 5), ktoré sa pod označením+AR predkladajú ako termomechanickyvalcované (M) alebo zošľachtené(Q) alebo kalené alebo dlhožíhané, potom musí byť každémuzodpovednému pracovníkovi koordináciezvárania jasné, že musí braťvážne aj svoju zodpovednosť za použitémateriály. To platí najmä preregulované oblasti, ako sú stavebnéoceľové konštrukcie, stavby železničnýchvozidiel, atď.K tomu patrí tiež informácia výrobcovocelí, že druhy podľa obr. 3 – 5sa vyznačujú nízkym uhlíkovým ekvivalentoma teda nestvrdnú (nezakaliasa). To je pravdou, ale využitierýchleho ochladenia pri výrobe ocelí,ako sú na obr. 3 a 4, môže viesťk tomu, že môže dôjsť a tiež došlopo zváraní k zmäknutiu v teplomovplyvnenej oblasti.Obr. 5 S355J2 +AR s vytvorením terciárnehocementitu220 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
<strong>ZVÁRANIE</strong> PRE PRAXV zásade nemusí byť oceľ +AR zlá,ale osoby zodpovedné za zváranie(koordinátor zvárania) sa musia uistiť,či druh +AR zostáva bezproblémovozvariteľný podľa jeho platnejWPS.Inak môže byť ako podľa osvedčeniao spôsobilosti (certifikátu kvalifikácievýrobcu) zodpovedný koordinátorzvárania v prípade škodovéhokonania braný na zodpovednosť.ZÁVERUvedená úvaha je impulzom pre koordinátorovzvárania, ako aj pre pracovníkovkonštrukčných kanceláriía zásobovania na správne a úplnéoznačovanie druhu ocelí na výrobnýchvýkresoch, rozpisoch materiálu,objednávkach a na kontroludokumentov kontroly dodaného materiálu.Dostupnosť konštrukčných ocelí,dodávaných obchodnými alebovýrobnými spoločnosťami (polotovarov,plechov a pod.) v stave dodávky+N sa zlepšuje a je jednýmz parametrov rozhodujúcich o celkovejkvalite vyrábaných a dodávanýchoceľových konštrukcií a dielov,kde je zváranie jednou z rozhodujúcichvýrobných technológií.
O oceliach bratislavských „Starých mostov“MARIANNA KAROL KÁLNA MATYSOVÁ – PAVOL SEJČDoc. Ing. K. Kálna, DrSc., Výskumný ústav zváračský – Priemyselný inštitút SR, BratislavaStručná história Mosta Franza Jozefa, ktorý sa skladá z dvoch mostov • Obnovené mosty po r. 1946 • Overenievlastností ocelí, vrátane húževnatosti, skúšky únavy nitových spojov • Rekonštrukcia mosta • Požadovanévlastnosti ocelí a zvarových spojov • Výroba a montáž oceľovej konštrukcie mosta, požiadavky na kvalitu zvárania• Skúšanie zvarových spojovObr. 1 Historické fotografie Mosta Franza JozefaObr. 2 Celkový pohľad na starý most z petržalskej strany v súčasnostiObr. 3 Cestný mostObr. 4 Lávka pre chodcovPrvý stály oceľový most cez Dunaj v Bratislave>bol Most Franza Jozefa, postavený v rokoch 1890a 1891. Boli to vlastne dva mosty podobnej konštrukcie(obr. 1), z plávkovej ocele typu S235:– cestný most, postavený v r. 1890, hmotnosť oceľovejkonštrukcie G = 1 845 t,– železničný most, postavený v r. 1891, hmotnosť oceľovejkonštrukcie G = 1 317 t.Obidva mosty boli 7-polové na spoločných pilieroch,s najväčšími rozpätiami 2 x 75 m + 91 m + 72 m, celkovádĺžka 452 m. Mosty tvorili dva priehradové hlavnénosníky, prvky spájané nitovaním. Chodníky mali konzolovúkonštrukciu. Obidva mosty vyrobila firma GanzBudapešť.Mosty slúžili do r. 1945, kedy ich ustupujúce nemeckévojská vyhodili do vzduchu.Mosty boli nahradené v pomerne krátkom čase dvominovými mostmi na pôvodných pilieroch, teda s rovnakýmirozpätiami (obr. 2).Cestný most, Most Červenej armády bol odovzdanýdo prevádzky v r. 1946. Je to dvojtrámový priehradovýmost, zostavený z nitovaných konštrukčných prvkovRoth – Wagner, montážne spoje sú skrutkované (VPskrutky M20 a M24). Prvky oceľovej konštrukcie sú vyrobenéz neupokojenej ocele typu S235 JO. Oceľ má veľminízku, nevyhovujúcu rázovú húževnatosť a je nevhodnána zváranie.Cestný most bol v r. 2010 odstavený z prevádzky (obr. 3).Tento most má samostatnú časť určenú pre chodcov(obr. 4).Železničný most vyrobili a postavili Vítkovické železárny,Ostrava. Bol odovzdaný do prevádzky v r. 1950a slúžil do r. 1985 (kedy bol uvedený do prevádzky Prístavnýmost). Je to tiež dvojtrámový priehradový nitovanýmost (obr. 5). Oceľová konštrukcia je vyrobenáz neupokojenej ocele typu S275 JR. Oceľ má veľmi nízku,nevyhovujúcu rázovú húževnatosť a je nevhodná nazváranie.222 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
<strong>ZVÁRANIE</strong> PRE PRAXStatická lomová húževnatosť plechu t = 12 mm je pomernepriaznivá, aj pri T = –30 °C je K CJ = 164 MPa m ,minimálna hodnota K CJ = 124 MPa m . Za predpokladu,že nominálne napätie n = 200 MPa a v otvorochpre nity sú únavové trhliny dlhé a = 8 mm, potom podľasprávy VÚZ – PI SR z 01/2010 [4] je požadovaná lomováhúževnatosť K IR = 134 MPa m , čo je splnené pre strednúhodnotu K CJ = 164 MPa m ale nevyhovujúce pre minimálnuhodnotu K CJ = 124 MPa.Z toho je možné vyvodiť záver, že nemožno vylúčiť krehképorušenie mosta.1.1 Skúšky vysokokmitovej únavy nitového spojaObr. 5 Železničný most1 OVEROVANIE VLASTNOSTÍ OCELÍ STARÉHOMOSTANa overenie vlastností ocelí boli v rokoch 1999 až 2009odoberané malé vzorky materiálov z nenosných častímosta. Z týchto vzoriek sa robila chemická analýzaa základné mechanické skúšky (skúšky ťahom a rázomv ohybe – KV). Výsledky skúšok sú v správach VÚZ[1 – 4]. V r. 2009 boli odobraté z pozdĺžneho nosníkamostovky železničného mosta 4 vzorky plechu o rozmerochasi 610 x 730 mm, z nich 2 obsahovali v stredenitový spoj výstuh – z tých boli zhotovené skúšobnételesá na skúšky únavy. Výsledky všetkých mechanickýchskúšok materiálov obidvoch mostov, vykonanýchvo VÚZ – PI SR sú v technickej správe [4] z r. 2010.Chemické zloženie ocelí je v tab. 1, mechanické charakteristikyplechov v tab. 2.Cestný most je vyrobený z neupokojenej ocele typuS235 JO, oceľ je nevhodná na zváranie. Skúšky rázomv ohybe sa robili na platničke hrubej 7 mm. Pri teplote T s= –30 °C je nárazová práca KV 150/5 = 5 J, pričom mábyť minimálne 20 J (na tyčiach prierezu 10 x 10 mm mábyť KV 27 J). Húževnatosť ocele je veľmi nízka, nevyhovujúca.Most sa môže porušiť krehkým lomom.Železničný most je vyrobený z neupokojenej ocele typuS275 JR, oceľ je nevhodná na zváranie. Oceľ má veľminízku, nevyhovujúcu rázovú húževnatosť, nárazová prácaaj pri T s = –20 °C je KV 7 J a minimum 5 J, pričom mábyť KV 27 J. Kritická dĺžka trhliny pre vznik krehkéhoporušenia pri rázovom zaťažení je a CD = 6 mm, tolerovateľnýrozmer defektu a p = 2,2 mm [4].Prechodová teplota húževnato-krehkého porušeniaocele stanovená skúškami DT [4] na tyčiach skutočnejhrúbky t = 12 mm je TDTE = +30 °C (obr. 6). To znamená,že oceľová konštrukcia mosta je náchylná na krehképorušenie až do teploty +30 °C.Z výstuh pozdĺžneho nosníka mostovky železničnéhomosta boli odobrané 4 vzorky materiálu, z nich 2 obsahovaliv strede nitový spoj výstuh. Zo vzoriek sa zhotoviliskúšobné telesá na skúšku ťahom, rázom v ohybe KV,rázom v ohybe DT 12 x 40, skúšku lomovej húževnatostiKCJ na telesách 12 x 50 x 240 mm a skúšky vysokokmitovejúnavy.Telesá na skúšku únavy mali rozmery 12 x 120 x 600mm, skúšaný prierez 12 x 80 mm, v strede s nitovýmObr. 6 Teplotné závislosti nárazovej práce EDT a plastického vzhľadulomovej plochy PL ocele, skúšky DT 12 x 40Tab. 1 Chemické zloženie ocelí (%)Most C Mn Si P S Cu Al CEVcestný 0,091 0,31 0,01 0,026 0,015 0,06 – 0,143železničný0,046 0,29 0,01 0,009 0,0100,1100,15
O oceliach bratislavských „Starých mostov“Obr. 7 Skúšobné teleso na únavu nitového spoja. a = 75 MPa, N = 545 000Obr. 8 Lomové plochy skúšobných telies na únavu nitových spojov so starými únavovými trhlinamispojom, priemer nitu d = 20 mm. Skúšalo sa 8 teliess nitovým spojom a tri telesá s kruhovým otvorom20 mm. Pohľad na skúšobné teleso s nitovým spojomje na obr. 7. Skúšky sa robili na rezonančných únavovýchstrojoch. Po vzniku únavovej trhliny dlhej 15 až 25mm stroj vypadol z rezonancie a skúška sa ukončila.Na dvoch telesách (z 8) sa odkryli staré, už zahrdzavenéúnavové trhliny dlhé 8 mm (obr. 8). Trhliny sa nachádzalipod hlavami nitov, nedeštruktívnymi skúškamiNDT sa nedajú odhaliť. Pritom únavová životnosť týchtospojov nebola výrazne horšia, bola v rámci rozptyluúdajov.Z údajov skúšok nitových spojov bola zostrojená Wöhlerovakrivka, log – log N (obr. 9). Referenčná hodnotamedze únavy pre N = 2 . 10 6 kmitov a pre pravdepodobnosťúdajov 50 % je C = 115 MPa.Kategória detailu pre pravdepodobnosť 95 % je KD90,čo je veľmi priaznivé. Na posúdenie únavovej životnostistarých oceľových konštrukcií sa podľa [5] odporúčaKD71.Na základe výsledkov skúšok ocele mostových konštrukcií,nízkej húževnatosti ocelí, výskytu trhlín v otvorochpre nity a nebezpečenstvo krehkého porušeniamostov, autor článku neodporučil použiť časti starýchkonštrukcií na rekonštrukciu mosta.Obr. 9 Závislosť – N, Wöhlerova krivka nitového spojauhlíkový ekvivalent CEV a CET sú lepšie zvariteľné.2. Na konštrukčné časti, ktoré budú v priebehu výrobyalebo montáže tvárnené (ohýbané) za tepla, alebo namáhanév smere hrúbky, T-spoje a krížové spoje samusia použiť ocele v normalizovanom stave – N.3. Na menej namáhané časti oceľovej konštrukcie, dohrúbky t < 16 mm, možno použiť oceľ S355 K2 podľaEN 10025-2. Na pomocné časti oceľovej konštrukciemožno použiť oceľ S235 J2 podľa EN 10 025-2.2 POŽIADAVKY NA VLASTNOSTIKONŠTRUKČNÝCH MATERIÁLOVNA REKONŠTRUKCIU MOSTA2.1 Požiadavky na vlastnosti konštrukčných ocelímostaPožiadavky na vlastnosti konštrukčných ocelí sa stanovilipodľa medzných stavov únosnosti, najmä krehkéhoporušenia, podľa technických požiadaviek výroby (najmäspôsobov zvárania) a zohľadnením ekonomickýchaspektov. Rozhodujúcimi požiadavkami sú dobrá zvariteľnosťa húževnatosť vrátane odolnosti proti lamelárnemuporušeniu.2.2 Druhy ocelí1. Na nosné časti oceľovej konštrukcie mosta sa musiapoužiť jemnozrnné zvariteľné ocele pevnostnej triedyS355, S420 a S460. Možno použiť ocele dodávanév stave normalizovanom – N podľa EN 10025-2,EN 10025-3 ako aj termomechanicky valcovanom – Mpodľa EN 10 025-4. Ocele M majú nižší obsah C, nižší2.3 Chemické zloženie ocelíChemické zloženie ocelí musí spĺňať požiadavky EN10025-2, EN 10025-3 a/alebo EN 10025-4 s týmito obmedzeniami:C; S 0,010 %; P 0,020 %; Nb 0,05 %; (Nb + Ti + V) 0,12 %.2.4 Požiadavky na mechanické vlastnosti ocelíZákladné mechanické vlastnostiZákladné požadované mechanické vlastnosti sú určenév EN 10025-2, EN 10025-3 a EN 10025-4 s týmito obmedzeniami:• Pomer skutočných hodnôt (nie zaručovaných) R eH /R m< 0,9.• Vyžaduje sa vyššia húževnatosť ocelí.Húževnatosť ocelí a zvarových kovovČasti dielcov mosta, ktoré sú namáhané prevažne ťahoma/alebo sa vyžaduje pri nich zvýšená odolnosť protiporušeniu, sa musia zhotoviť z materiálov so zvýšenouhúževnatosťou.224 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
<strong>ZVÁRANIE</strong> PRE PRAXTab. 3 Požadované hodnoty lomovej húževnatosti K CJ (MPam ) a nárazovej práce KV (J) ocelí a zvarových kovov pri teplote T s (°C)Lomová húževnatosťNárazová práca KV (J)OceľHrúbka detailuKEN 10025t (mm)CJ (MPa m )T s = –30 °CT s (°C) pozdĺžny smer priečny smerS235J2 25 75 –30 27 –S355K2 25 100 –30 40/30 –30S355NL/MLS420NL/MLS460NL/ML 25 100 –30 40/30 27/2126 až 60 125 –40 60/45 45/34 25 110 –30 50/38 40/3026 až 50 140 –40 60/45 45/30 25 125 –30 55/40 45/3026 až 50 150 –40 65/45 50/35Požadovaná lomová húževnatosť ocele a zvarovéhokovu sa stanovuje podľa STN EN 1993-1-10/NA [6] čl.NB. 1. 1. vzťah (1)1.5 K R . . a . k . 2k 1 N.mmIR et F c spre: k c = 1,5; k s = 2,0; a F = {5 mm; 0,20.t; 20 mm}1.5(Poznámka: 1 Nmm . 1/ 1000MPa m )Lomová húževnatosť K CJ ocele a zváraného kovu sa stanovujepodľa STN 42 0347 [7] alebo ASTM E 1820-05a.Požadované hodnoty lomovej húževnatosti K CJ (MPa m )a nárazovej práce KV ocelí sú v tab. 3. V sporných prípadochrozhoduje údaj K CJ stanovený skúšaním teliesskutočnej hrúbky pri teplote T S = –30 °C alebo –40 °C.Požadovaná hodnota nárazovej práce KV (J) v tab. 3 saoveruje skúšaním troch tyčí pri skúšobnej teplote T s (°C)a je uvedená priemernou hodnotou (v čitateli) a min.hodnotou (v menovateli).Odolnosť proti lamelárnemu porušeniuPlechy a valcované profily, ktoré sú namáhané v smerehrúbky (možnosť vzniku lamelárneho porušenia) musiamať v smere hrúbky tieto vlastnosti:• nárazovú prácu KV Z 40/30 J pri –20 °C; podľa smerniceVÚZ 1/98 [8],• ťažnosť podľa EN 10164...Z z 35 %.Pokiaľ sa vyžaduje zvýšená odolnosť proti lamelárnemuporušeniu sa táto požiadavka označuje doplnkovýmsymbolom napr. +Z35.Príklady označenia: S355 NL+Z35; S355 ML+Z35.2.5 Požiadavky na zváracie materiály1. Zváracie materiály sa stanovujú podľa požadovanejmedze klzu, lomovej húževnatosti a nárazovej práceako aj obsahu difúzneho vodíka vo zvarovanom kove.Pri voľbe zváracích materiálov podľa požadovanýchpevnostných vlastností zvarového kovu platí STN EN1993-1-8 / NA [9]R e (ZK) = R e (0) + (1 až 100) MPaR m (ZK = (0,9 až 1,2) . R m (0)kde R e (0) a R m (0) sú skutočné hodnoty medzí klzua pevnosti ocele.2. Požadované hodnoty lomovej húževnatosti K CJ(MPa m ) a nárazovej práce KV (J) zvarového kovuspoja pri teplote skúšania T s (°C) sú v tab. 3.3. Na zváranie ocelí kvality NL a ML sa musia použiť prídavnémateriály so zaručeným obsahom difúznehovodíka HD5 alebo HD10.2.6 Identifikácia, manipulácia a skladovaniezváracích materiálovZváracie materiály musia byť vhodne označené a uskladňovanétak, aby nedošlo k ich zámene. Na identifikáciusa používa spravidla označenie výrobcu zváracích materiálov.Pri skladovaní a manipulácii sa nesmú zváracie materiálypoškodiť (odlúpenie obalu elektród, zhrdzavenie)a navlhnúť. Musia sa dodržať pokyny výrobcov zváracíchmateriálov.3 VÝROBA A MONTÁŽ OCEĽOVEJ KONŠTRUKCIENa výrobu a montáž oceľovej konštrukcie mosta platiaustanovenia normy EN1090-2 [10], na kvalitu zhotoveniaEXC4. Zhotoviteľ oceľovej konštrukcie mosta musívypracovať a predložiť na schválenie plán zabezpečeniakvality podľa EN 1090-2 prílohy C.Výrobcovia oceľovej konštrukcie a častí konštrukcie musiaspĺňať požiadavky na kvalitu zvárania podľa EN ISO3834-2 „Úplné požiadavky na kvalitu“ a vlastniť certifikát.3.1 Požiadavky na kvalitu materiálov1. Kvalita a základné vlastnosti materiálov sa dokladajúdokumentom kontroly podľa EN 10204 3.1.B rozšírenomo ďalšie skúšky podľa tab. 3 (chemické zloženie,údaje skúšok ťahom, rázová húževnatosť KCV pri skúšobnýchteplotách T KV .2. Osobitné charakteristiky musia byť doložené skúšobnýmiprotokolmi od akreditovaných laboratórií.3. Osobitné charakteristiky materiálov, ako napr. lomováhúževnatosť K CJ charakteristiky odolnosti proti lamelárnemuporušeniu Z z a KV z sa stanovujú podľa platnýchnoriem na skúšanie mechanických vlastnostímateriálov STN, EN, ASTM alebo osobitných predpisov.V projektovej špecifikácii musí byť určená normaalebo predpis.3.2 Použitie materiálov (oceľové výrobky a zváracímateriál)Ak sa má materiál pred začiatkom výroby podrobiť osobitnémuprocesu (tepelné spracovanie, predohnutie aleboohýbanie), požiadavky na tento proces musia byť stanovenév projektovej dokumentácii.3.3 Delenie (rezanie) materiálu1. Delenie materiálu sa môže robiť pílením, strihaníma strojným alebo ručným tepelným rezaním. Ručné te-<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012 225
O oceliach bratislavských „Starých mostov“pelné rezanie možno použiť len v prípadoch, keď strojnérezanie nie je možné. Povrchy voľných hrán nesmúmať tvrdosť väčšiu ako 380 HV 10.2. V prípade strihania alebo rezania plameňom sa musiapovrchy opracovať brúsením alebo hobľovaním nahladkú úpravu bez okovín.3.4 Tvarovanie materiálu1. Pri ohýbaní, lisovaní alebo kovaní ocelí do požadovanéhotvaru sa musí zabezpečiť, že ich vlastnosti sa neznížiapod hranicu špecifikovanú pre príslušný materiál.2. Pri tvarovaní za tepla treba brať do úvahy odporúčaniavýrobcu ocele. Nesmie sa tvarovať v oblasti teplôt„modrého žiaru“ (250 až 380 °C).3. Oceľ možno tvarovať za studena. Treba však vziať doúvahy prípadné obmedzenia výrobných noriem. Prioceliach so zvýšenou medzou klzu sa majú zohľadniťustanovenia EN 1090-2 čl. 6.5.4.3.5 ZváranieVšeobecné požiadavkyPre zváračské práce pri výrobe a montáži mosta platiavšeobecné požiadavky podľa EN 1090-2, ďalej sústavynoriem EN ISO 156xx, EN ISO 3834 a EN 1011-2.Organizácie, ktoré vykonávajú zváranie nosných častímosta, musia mať certifikát podľa EN 3834-2, vrátanezahraničných výrobcov a subdodávateľov. Musia maťodborníka s kvalifikáciou európsky alebo medzinárodnýzváračský inžinier – EWE / IWE.Ochrana proti vplyvom počasia (EN 1090-2 čl. 7.5.3)Zvárač a pracovný priestor musia byť chránené zodpovedajúcimspôsobom proti vplyvom vetra, dažďa alebosnehu.Zvarové plochy a okolité povrchy plechov musia byť udržiavanésuché a nesmie sa na nich kondenzovať voda.Ak je teplota zváraného materiálu nižšia ako +5 °C, musísa použiť predhrev aspoň na T p = 70 °C, aj pri hrúbkach,pre ktoré sa nepožaduje predhrev.Spôsoby zvárania s plynovou ochranou MAG (135a 136) sú mimoriadne citlivé na účinky vetra. Miesto zváraniamusí byť chránené tak, aby sa neovplyvnil zváracíproces.Postupy zvárania – WPS1. Všetky zváračské práce musia byť vykonávané podľastanovených postupov zvárania – WPS, podľa EN ISO15609.2. Všetky stanovené postupy zvárania – WPS musia byťdoložené skúškami postupov zvárania podľa EN ISO15613 alebo EN ISO 15614, vrátane špeciálnych skúšok,ktoré sa vyžadujú pre daný postup zvárania, ako napr.skúšky lomovej húževnatosti K CJ (podľa STN 42 0347).Tepelný príkon zváraniaTepelný príkon zvárania Q (kJ/mm) má významný vplyvna húževnatosť zvarového kovu spoja. Pri použití vyššiehotepelného príkonu Q 2,0 kJ/mm rázová húževnatosťKCV (J/cm 2 ) aj lomová húževnatosť K CJ (MPa m )prudko klesnú. Preto treba obmedziť rozkyv elektródypri zváraní na najmenšiu mieru, použiť šnurovací spôsobzvárania.Odporúčaný tepelný príkon zvárania je: Q (1,0 až 1,6)kJ/mm.Zvárači a zváračský personál1. Zvárať môžu len zvárači s platnými úradnými skúškamina daný spôsob a podmienky zvárania podľaEN 287-1 (ISO 9606-1) resp. EN 1418.2. Výrobca zváranej konštrukcie musí mať k dispozíciiprotokoly o skúškach zváračov.3. Zváračské skúšky (podľa EN 287-1 alebo EN 1418)musia byť overené akreditačným orgánom.4. Výrobca zváranej konštrukcie musí zabezpečiť pri zváranízváračský dozor – koordinátora zvárania podľaEN ISO 14731.Dočasné spoje1. Keď sa pri dielenskej montáži alebo na stavenisku musiapoužiť dočasné príchytky, treba ich umiestniť tak,aby sa dali ľahko odstrániť bez poškodenia nosnýchdielcov. Na zváranie dočasných spojov musí byť stanovenýpostup zvárania (WPS). Na zváranie možnopoužiť mäkšie prídavné materiály.2. Keď sa dočasné spoje odstraňujú odlomením alebotepelným rezaním musia sa povrchy obrúsiť až po základnýmateriál.3. Miesta privarenia dočasných príchytiek sa musia odskúšaťvizuálne (VT), kapilárnou (PT) alebo magnetickoupráškovou skúškou (MT) – nesmú sa vyskytovaťtrhliny alebo iné chyby.Kútové zvarové spoje1. Konštrukčné časti, ktoré sa spájajú kútovými zvarmi,musia byť správne zostavené s predpísanou koreňovoumedzerou.2. Kútový zvar musí mať predpísané rozmery, dĺžkua výšku zvaru, ako aj správny tvar povrchu (prevýšenie,uhol prevýšenia). Nesmú sa vyskytovať zápalyalebo iné povrchové defekty.Tupé zvarové spoje1. Tupé zvary musia mať správny tvar povrchu (prevýšenie–502, uhol prevýšenia –505), nesmú sa vyskytovaťzápaly (501) alebo iné povrchové defekty. Zvýšenúpozornosť treba venovať obom koncom zvaru.2. Keď sa majú použiť pri zváraní príložky (nábeh a výbehzvaru) možno použiť aj mäkšie ocele, dobre zvariteľné(s hodnotami C a CEV neprevyšujúcimi hodnotypre zvárané ocele).3. Nábehové a výbehové príložky možno použiť na vzorkyzvarového spoja na mechanické skúšky, podľaEN 1090-2 čl. 12.4.4. V takom prípade musia byť z rovnakejocele ako ocele, ktoré sa zvárajú. Po zhotoveníspoja sa musia príložky odstrániť tepelným rezaníma obrúsením alebo len odbrúsením.Drážkovanie koreňa – podloženie zvaru1. Keď stanovený postup zvárania WPS vyžaduje drážkovaniekoreňa zvaru, to môže byť vykonané uhlíkovouelektródou a stlačeným vzduchom, drážkovacímielektródami, kyslíko-acetylénovým plameňom, vysekávanímalebo brúsením.2. Drážkovanie musí byť vykonané do dostatočnej hĺbky,aby sa odstránili všetky možné koreňové chyby.Drážkovaním treba vytvoriť úkos v tvare U, povrch zvarovýchplôch (úkosu) sa musí obrúsiť. Úkos musí maťvhodný tvar, aby zvarové plochy boli dobre prístupnéna zváranie a podloženie zvaru. Na vyváranie zvarovýchplôch treba použiť rovnaké elektródy ako na zváranie.226 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
<strong>ZVÁRANIE</strong> PRE PRAXTab. 4 Teplota predhrevu pri zváraní T p (°C)Tepelný príkonQ (kJ/mm)1,21,41,6Uhlíkový ekvivalentCET (%)Tepelné rovnanieTepelné rovnanie možno použiť tak na normalizovanýchoceliach – N, ako aj na termomechanicky valcovanýchoceliach – M. Používa sa lokálny ohrev plameňoma zrýchlené ochladenie (napr. vodnou sprchou). Priohrievaní treba kontrolovať teplotu povrchu materiálu,nesmie sa prekročiť predpísaná teplota daná výrobcomocele alebo 550 °C. Na tepelné rovnanie treba vypracovaťtechnologický postup.Priváranie spriahovacích tŕňov1. Miesta na priváranie musia byť dobre očistené, nesmiesa nachádzať hrdza, šupiny od valcovania, mastnota.Taktiež treba odstrániť protikorózny náter, pokiaľto nepovoľuje stanovený postup zvárania WPS.2. Na priváranie spriahovacích tŕňov a ich skúšanie platíEN ISO 14555.3. Pevnosť privarenia tŕňa sa overuje ohybovou skúškou,uhol ohybu 15 °C. Ohnutý tŕň ponecháme. Ak sa tŕňporuší (zlomí), musí sa nahradiť novým.Výrobné skúšky zvarovPre oceľové konštrukcie triedy zhotovenia EXC4 sa musiazhotoviť výrobné skúšky zvarov, podľa EN 1090-2,čl. 12.4.4 v rozsahu predvýrobných skúšok zvarov podľaEN ISO 15613:a) tupý zvarový spoj plechov stanovenej alebo najväčšejhrúbky a každý použitý zvárací materiál pre každýspôsob zvárania: ručné oblúkové (111), zváranie podtavivom (121), zváranie v plynovej ochrane MAG (135),zváranie plnenou elektródou v aktívnom plyne (136),T p (°C) / Charakteristická hrúbka (mm)20 mm 30 mm 40 mm 50 mm 60 mm0,30 83 112 131 143 1510,32 98 127 146 158 1660,34 113 142 161 173 1770,30 80 109 128 140 1470,32 95 124 143 155 1630,34 111 139 159 171 1780,30 77 105 125 137 1440,32 92 121 140 152 1600,34 108 137 156 168 175Tab. 5 Normy nedeštruktívnych skúšok zvarových spojov, požadovaná úroveň kvalitySpôsob skúšania Metóda skúšania Charakteristika Úroveň kvality podľaVT – vizuálna EN ISO 17637 – EN ISO 5817 B+ B CRT – rádiografická EN ISO 17636-1 EN ISO 10675-1 EN ISO 10675-1 1 2UT – ultrazvuková EN ISO 17640 EN ISO 23279 EN ISO 11666 2 3PT – kapilárna EN ISO 3452-1 EN ISO 23277 EN ISO 23277 2x 2xMT – magnetická prášková EN ISO 17638 EN ISO 23278 EN ISO 23278 2x 2xTab. 6 Sprísnené požiadavky pre stupeň kvality B+Názov chyby EN 1090-2, tab. 2; B+ EN ISO 5817; Bzápal (5011, 5012) neprípustný h 0,05 . t; max 0,5 mmpórovitosť (2011 – 2014)BW d 0,1 . s; max 2 mm d 0,2 . s; max 3 mmFW d 0,1 . a; max 2 mm d 0,2 . a; max 3 mmh 0,1 . s; max 1 mm h 0,2 . s; max 2 mmBWl s; max 10 mm l s; max 25 mmtuhé prímesky (300)FWh 0,1 . a; max 1 mm h 0,2 . a; max 2 mm1 a; max 10 mm 1 a; max 25 mmlineárne presadenie (507) h 0,05 . t; max 2 mm h 0,1 . t; max 3 mmprehĺbený koreň zvaru (515) neprípustný h 0,05 . t; max 0,5 mmb) rozsah mechanických skúšok a rozborov:– chemická analýza ocele a zvarovéhokovu spoja,– skúška ťahom spoja v priečnomsmere, EN ISO 4136,– skúška ťahom zvarového kovuv pozdĺžnom smere, EN ISO 5178,– skúška rázom v ohybe KV ocelePM a zvarového kovu WM, EN ISO9016 a EN ISO 148,– skúška lomovej húževnatosti K CJocele PM a zvarového kovu WMpodľa STN 42 0347,– makroštruktúra zvarového spoja EN ISO 17639,c) skúšky tupých spojov ortotropnej mostovky, pre každých120 m dĺžky zvaru v rozsahu (b),d) skúšky kútových zvarov s hlbokým závarom, na overeniehĺbky závaru a makroštruktúry spoja EN ISO17639.Príprava na zváranie a zhotovenie zvaruNa prípravu na zváranie a zhotovenie zvarov na oceľovejkonštrukcii mosta platia príslušné požiadavky EN 1090-2a EN 1011-2.Predhrev pri zváraní1. Pri zváraní detailov hrubších ako 20 mm sa musí použiťpredhrev. Rovnaký predhrev sa musí použiť pri tepelnomrezaní, stehovaní, priváraní dočasných príchytieka skôb.2. Teplota predhrevu závisí od chemického zloženiaocele, hrúbky detailu – t, tepelného príkonu zvárania– Q, ako aj od obsahu difúzneho vodíka zvarovéhokovu – HD. Teplotu predhrevu možno stanoviť podľaEN 1011-2 [11] alebo na základe skúšok zvariteľnostiocele (tab. 4). Pri zváraní jemnozrnných ocelí S355NL(ML a vyššej) sa odporúča teplotu predhrevu T p stanoviťpodľa EN 1011-2 zo vzťahuT p = 697 . (CET) + 160 tgh (t/35) + 62 . (HD) 0,35 + [53.(CET)– 32] . Q – 328Mn Mo Cr Cu NiCET C 10 20 40<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012 227
O oceliach bratislavských „Starých mostov“3. Pri zváraní sa musí ohriať dostatočne veľká oblasť, minimálne75 mm na každú stranu od úkosu, 300 mmpred začiatkom a 300 mm za ukončením húsenice. Meranieteploty predhrevu má byť podľa EN ISO 13 916z opačného, nie ohrievaného povrchu.Zhotovovanie zvarových spojov1. Spojované dielce musia byť nastavené do správnehotvaru a zachytené stehovými zvarmi a/alebo skobami,ktoré udržia dielce v tomto tvare počas zvárania. Nastehové zvary, zvary skôb a príložiek, ktoré budú pozváraní odstránené, možno použiť mäkšie elektródy.2. Pri zváraní oceľovej konštrukcie sa musí dodržiavaťstanovený tepelný režim: predhrev – T p , tepelný príkon– Q, medzihúsenicová teplota – T ip , dohrev – T pwt . Musísa použiť taký počet húseníc a taký spôsob ukladaniahúseníc, ako to stanovuje WPS. Musí sa zvárať bezrozkyvu elektródy.3. Po navarení každej vrstvy sa musí dokonale odstrániťtroska. Zväčšenú pozornosť treba venovať začiatkua ukončeniu húseníc. Chyby vzniknuté pri zváraní(krátery, póry, trhliny) sa nesmú prevariť ďalšou húsenicou.Musia sa odstrániť brúsením, prípadne drážkovaníma brúsením. Až potom naniesť ďalšiu húsenicu.4. Zvýšenú pozornosť treba venovať tvaru povrchu zvarov(prevýšenie, uhol prevýšenia), symetrii kútovýchzvarov; nesmú sa vyskytovať zápaly, škrtnutie elektródou(chyba 601), rozstreky (602).Medzihúsenicová teplotaMedzihúsenicová (interpass) teplota nesmie prevýšiťT ip +200 °C.Dohrev po zváraníPo zvarení spojov hrubších ako 40 mm treba použiťdohrev. Teplota dohrevu T musí byť stanovená v postupezvárania WPS.Kontrola pred zváranímPred začatím zvárania sa musí skontrolovať, či úpravazvarových hrán a nastavenie spojovaných detailov zodpovedajúpožiadavkám kvality zvarového spoja.Kontrola zvarových spojov v priebehu zváraniaa) Zváračský dozor kontroluje zváranie, či zodpovedáWPS v súlade s ustanoveniami EN ISO 14731.b) Musí sa skontrolovať teplota predhrevu T p a rozsahohrievanej oblasti podľa EN ISO 13916.Kontrola zvarových spojov po zváraní1. Záverečné nedeštruktívne skúšky zvarov sa musia vykonaťaž po 16 hod. po dohotovení zvarov, alebo až po40 hod., keď sú tupé zvary hrubšie ako 12 mm podľaEN 1090-2 tab. 23.2. Vizuálne skúšky sa musia vykonať po celej dĺžke všetkýchzvarov hneď po zvarení (zistené chyby opraviť)a pred začatím ostatných nedeštruktívnych skúšok.3. Požadovaná úroveň kvality zvarových spojov závisínajmä od požadovanej únavovej pevnosti – kategóriedetailu (EN 1993-1-9/NA).Základné požiadavky na kvalitu – prípustnosť defektovsa stanovujú podľa EN ISO 5817 v závislosti od spôsobuzvárania a určenia detailu:stupeň B+– nosné a únavovo namáhané detaily,EN 1090-2, tab. 17,stupeň C – podružné detaily.Ak sa nevyžaduje vyššia úroveň kvality, platia požiadavkypodľa (tab. 5 a 6).Oprava defektov zvarov1. Plytké povrchové chyby sa opravujú brúsením. Obrúsenýpovrch nesmie obsahovať ryhy po brúsení (R a = 0,4).2. Zápaly (501), nadmernú strmosť prevýšenia zvaru(505) možno opraviť brúsením, alebo pretavením úpätiazvaru metódou TIG (podľa predpisu VÚZ 140/90).3. Treba venovať pozornosť povrchovým chybám; škrtnutieelektródou (601) a rozstrek (602).4. Na opravu väčších defektov zváraním musí byť vypracovanýosobitný „schválený postup zvárania – WPS“.5. Opravované zvary musia spĺňať požiadavky kvality pôvodnýchzvarov.ZÁVERSpoľahlivosť a životnosť oceľovej konštrukcie mosta závisíod viacerých činiteľov. Prvým je správne koncepčnériešenie konštrukcie na dané určenie, rozpätie mosta,podmienky namáhania, spôsob výroby a montáže.Druhým je správna voľba konštrukčných detailov z hľadiskakoncentrácie napätí, tuhosti, únavového namáhania,náchylnosti na lamelárne porušenie, výrobných požiadaviek,vrátane prístupnosti na zváranie a z hľadiskanedeštruktívneho skúšania. Voľba druhu ocele a príslušnýchzváracích materiálov určuje odolnosť voči krehkémuporušeniu konštrukcie a má významný vplyv aj naodolnosť voči únavovému poškodeniu a na prerozdeleniešpičiek napätí v oblasti tvarových zmien detailov.Náležitú pozornosť treba venovať voľbe výrobných postupov,vrátane spôsobov zvárania v závodoch a najmäpri montáži. Treba zabezpečiť a kontrolovať dodržiavaniestanovených výrobných postupov, stanovených postupovzvárania WPS, rozsah a úroveň nedeštruktívnychskúšok. Len dôsledným dodržiavaním stanovených požiadavieksa dosiahne potrebná spoľahlivosť voči poškodeniua plánovaná životnosť mosta.Literatúra[1] Kálna, K.: Posúdenie vlastností ocele nosníka UE 30 zoStarého mosta v Bratislave z hľadiska možnosti rekonštrukciezváraním. [Technická správa VÚZ 4930], 11, 1999[2] Kálna, K.: Posúdenie vlastností vzoriek ocelí zo Staréhoželezničného mosta v Bratislave. [Technická správa VÚZ5040], 6, 2004[3] Bernasovský, P.: Chemická analýza a skúšky vrubovejhúževnatosti dvoch plechov z konštrukcie Starého mosta.[Technická správa VÚZ 222/2000 ME 072], 6, 2009[4] Kálna, K.: Posúdenie odolnosti proti krehkému a únavovémuporušeniu oceľovej konštrukcie Starého železničného mosta.[Technická správa VÚZ 222/2000 ME 226], 1, 2010[5] Kühn, B. et al.: Assessment of existing steel structures:Recommendations for estimation of remaining fatigue life.JRC ST Reports, Aachen, 2, 2008[6] STN EN 1993-1-10/NA Navrhovanie oceľových konštrukcií.Časť 1-10: Húževnatosť materiálu a vlastnosti v smere hrúbky.Národná príloha[7] STN 42 0347 Skúšanie kovov. Lomová húževnatosť kovov pristatickom zaťažení, 1989[8] Kálna, K.: Hodnotenie odolnosti materiálov proti lamelárnemuporušeniu. [Smernica VÚZ 1/98][9] STN EN 1993-1-8/NA Navrhovanie oceľových konštrukcií.Časť 1-8: Navrhovanie uzlov. Národná príloha[10] STN EN 1090-2 Zhotovovanie oceľových a hliníkovýchkonštrukcií. Časť 2: Technické požiadavky na oceľovékonštrukcie[11] STN EN 1011-2 Zváranie. Odporúčania na zváraniekovových materiálov. Časť 2: Oblúkové zváranieferitických ocelí
ZAUJÍMAVOSTIStarý most cez Dunaj v BratislaveMARIANNA MIROSLAV MATYSOVÁ MAŤAŠČÍK – PAVOL SEJČIng. M. Maťaščík, Alfa 04 a. s., BratislavaStarý most cez Dunaj v Bratislave už mnoho rokov neplní v plnom rozsahu svoju funkciu • Od roku 2004sa vo viacerých „vlnách“ pripravuje projektová dokumentácia na jeho obnovu • Príspevok dokumentuje „históriu“projektovej prípravy tejto stavby, vývoj názorov na koncepciu konštrukčného riešenia mosta aj zdôvodnenievýsledného riešenia1 STRUČNÁ HISTÓRIAPROJEKTU STARÉHO MOSTAKeď som sa v roku 2007 stal hlavnýminžinierom projektu 1. časti Nosnéhosystému MHD a zodpovednýmprojektantom dominantného objektutejto stavby – Starého mosta cezDunaj, netušil som, že v lete 2012budem mať za sebou dve dokumentáciena územné rozhodnutie, dvedokumentácie na stavebné povolenie,dve neuskutočnené architektonickésúťaže, 12 variantov projektuobnovy Starého mosta, ale o „osude“mosta nebude stále rozhodnuté.V roku 2007 sa združenie firiemAlfa 04, Reming Consult a PIO Keramoprojektstalo víťazom medzinárodnejsúťaže na projekt uvedenejstavby. Časový harmonogram projektova stavebných prác predpokladalzačiatok stavby v roku 2009a ich ukončenie v roku 2011. A keďžestavba mala reálne finančné zabezpečenie,bol to harmonogramreálny.Čo sa teda stalo, že dnes nestojínad Dunajom obnovený Starý mosta nemáme ani istotu, že v dohľadnejdobe bude stáť? Poďme si to stručnezrekapitulovať.Alfa 04, ako vedúci člen združeniaa projektant rekonštrukcie Staréhomosta, predložila vo veľmi krátkejdobe 9 variantov riešenia rekonštrukciemosta. Požiadavkaobjednávateľa (v tej dobe to boloešte Hlavné mesto Bratislava), abyna moste popri 2-koľajnej električke,trás pre chodcov a cyklistov boliumiestnené aj cestné pruhy si vyžiadalanavrhnúť nosnú konštrukciumosta ako úplne novú. PožiadavkaSlovenského vodohospodárskehopodniku, aby návrh mosta zohľadnilregulárny plavebný gabarit šírky100 m si zase vyžiadala odstráneniedvoch podpier v toku Dunaja a ichnáhradu jednou novou podperou.Keďže v tej dobe nebol ešte Starýmost pamiatkovo chránený, črtalasa tu možnosť postaviť temer novémostné dielo (časť spodnej stavbypôvodného mosta mala ostať zachovaná),ktoré by malo všetky atribútykvalitnej modernej stavby, ktoré by100 – 150 rokov veľmi dobre slúžilomestu Bratislava a bolo by jeho ďalšoumestotvornou dominantou.Všetky varianty zohľadňovali základnéurbanisticko-architektonické obmedzeniapriestoru, v ktorej je mostosadený. A síce „susedstvo“ tvarovoatraktívnych mostov – z jednejstrany zavesený Most SNP, z druhejstrany oblúkový most Apollo. Ďalšímzásadným obmedzením bol fakt, žemedzi plavebným gabaritom a niveletouna moste bola v kritickommieste iba cca 2-metrová medzeraa do takéhoto priestoru sa nedáumiestniť nosná konštrukcia prevyše 140 metrové rozpätie mosta.Takže hlavný nosný prvok hlavnéhopoľa musel byť umiestnený nadvozovkou. A aby nebolo problémomkoniec, šírkové usporiadanie koľajía dopravných pruhov a požiadavkana ich variabilné využitie umožňovaliumiestniť hlavný nosný prvok ibado jednej zvislej roviny v osi mosta.Uvedené skutočnosti značne obmedzilipoužitie štandardných konštrukčnýchsystémov a vyžiadali sivyvinutie neštandardného systému– kombinácie torzne odolnej „komory“s ohybovo tuhým rebrom. Akodruhé zásadné koncepčné riešeniebola použitá torzne odolná „komora“zavesená na rôznych typochkáblových systémov vedených ceznízke pylóny („extradosed“) (obr. 1).Nebudem sa už vracať k podrobnémupopisu uvedených 9 verziíStarého mosta. Už vtedy však dovýberu variantu nevhodne zasiahla„politika“ a z 9 variantov boli verejnostiprezentované iba 3 varianty(v „ľudovom“ hlasovaní bolnajúspešnejší futuristický variant„perforované rebro“). Nebol prezentovanýmnou odporúčaný variant„extradosed“, ktorý dodnes považujemza najvhodnejší.Bez ohľadu na to, ktorý z 9 variantovby sa bol nakoniec presadil, skutočnosťouvšak je, že dnes už moholbyť nad Dunajom v prevádzke obnovenýStarý most.V auguste 2008 vo vysokom stupnirozpracovanosti projektových prác,8 mesiacov pred plánovaným začiatkomstavebných prác, primátormesta Bratislava na nátlak Slovenskejkomory architektov zastavilprojektové práce s tým, že na projektobnovy Starého mosta budevypísaná architektonická súťaž!Táto avizovaná architektonická súťažvšak nebola dodnes vypísaná.A spomínané rozhodnutie primátorao zastavení projektových prác boloprvým, ale zásadným krokom k stavu,v akom sa predmetná stavba nachádzadnes!2 „STARÝ“ STARÝ MOSTZačiatkom roka 2009 Hlavné mestoSR Bratislava previedlo svoje „právaa povinnosti“ vyplývajúce z verejnejsúťaže na METRO Bratislava. A medzitýmsa finančné krytie našej stavbyrozplynulo na iné účely a aj dohlavného mesta Slovenska „dorazila“„svetová hospodárska kríza“.Berúc do úvahy zmenenú ekonomickúsituáciu hlavného mesta, zníženienárokov nového zákazníkana úžitkové parametre mosta (mostiba pre električkovú dopravu), naživotnosť mosta a berúc do úvahy,že časti mosta sa stali pamiatkovochránené, sme začali hľadať novétechnicky prijateľné riešenie pre Starýmost. Vrátili sme sa ku koncepciizo štúdie z roku 2004, ktorá predpokladalaponechanie pôvodnýchpilierov mosta a použitie hlavnýchpriehradových nosníkov železničnejčasti pôvodného Starého mosta.Pre novú koncepciu bolo rozhodujúcenájsť zhodu s vodohospodárskymia plavebnými orgánmi na Dunaji,ktoré požadovali regulárny plavebnýgabarit pod mostom. Nakoniec sas týmito inštitúciami podarilo dohodnúť,že budú zachované súčasné pi-<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012 229
Starý most cez Dunaj v BratislaveObr. 1 Starý most – aký mohol byťliere a tým aj súčasná šírka gabaritu,ale dôjde k zväčšeniu výšky gabarituna požadovaných 10,00 m.Most sa teda mal rekonštruovať nasledovne:• Odstránila by sa cestná časť Staréhomosta, keďže stav korózie,parametre lomovej húževnatostia zvyšková únavová životnosťjej oceľovej konštrukcie nedávajúpredpoklady na ďalšiu bezpečnúprevádzku.• Oceľová konštrukcia železničnejčasti mosta má lepšie parametrekorózneho úbytku a únavovejživotnosti. Jej polia, ktoré súnad Dunajom, by sa premiestnilipomocou súlodí na breh. Tamby sa priehradové nosníky oddeliliod mostovky, odsunuli do potrebnejvzdialenosti a opätovnesa spojili novými prvkami. Oceľovákonštrukcia by sa v potrebnomrozsahu opravila, opatrila novýmnáterom a potom by sa dopravilaspäť na už nadvýšené piliere.• Krátke krajné polia dĺžky 35 m bysa obnovili kompletne, keďže ichpriehradové nosníky by po rozšírenímostovkovej časti nemali požadovanúúnosnosť.• Kardinálnym problémom takejtorekonštrukcie mosta bolo vyriešenieproblému nedostatočnejlomovej húževnatosti ocele pôvodnýchnosníkov. Tento nevyhovujúciparameter ocele by moholbyť problémový v prípade silnéhorázu do týchto nosníkov. Takýtostav by mohol nastať v prípadevybočenia vozidla a jehokontaktu s nosníkom. Z uvedenéhodôvodu bol hlavný dôraz prinávrhu konštrukčného riešeniamosta kladený predovšetkým nazabránenie takémuto zaťažovaciemuprípadu. Mostovkovú časťmosta mala tvoriť nová konštrukcia,ktorá mala byť uložená prostredníctvomelastomerových ložískna priečniky hlavnej nosnejkonštrukcie. Takáto „plávajúca“mostovka v prípade nárazu vybočenéhovozidla by utlmila ráz nahlavnú nosnú konštrukciu. Mostovkováčasť mosta by mala pooboch stranách vozovky oceľovýparapet výšky 0,60 m a oceľovézvodidlá vysokej triedy zadržania.Tieto opatrenia by zabránili v prípadevybočenia vozidla jeho kontaktus hlavnými nosníkmi konštrukcie.Uvedená koncepcia by však malaešte jednu slabinu. Odobrané vzorkyocele avizovali u cca 20 % otvorovpre nity trhliny a tiež skrytú koróziumedzi jednotlivými vrstvamiplechov. Nebolo možné odobraťvzorky z nosných častí konštrukciea nedeštruktívnymi diagnostickýmimetódami nie je možné tieto poruchyobjaviť. Projekt preto uvažovalaj so scenárom, že pokiaľ sa po demontážinosníkov na brehu zistí, žesú v nevyhovujúcom stave, zhotoviasa z novej ocele. A s tým musel uvažovaťaj rozpočet mosta.Na popísanú koncepciu rekonštrukcieStarého mosta, ktorú sme nazvali„Starý“ Starý most, bola už vypracovanáDokumentácia na územnérozhodnutie aj Dokumentácia nastavebné povolenie, je na ňu vydanéprávoplatné územné rozhodnutie, ajstavebné povolenie.Jediné, čo tomuto projektu chýbalo,sú peniaze na jeho realizáciu.3 „NOVÝ“ STARÝ MOSTV októbri 2011 sa však stal „malý zázrak“.Medzi Ministerstvom dopravya Hlavným mestom došlo k dohode,že mesto sa stane oprávneným žiadateľomo nenávratný finančný príspevokz kohézneho fondu Európskejúnie.Keďže jedným z kritérií na čerpaniefinancií z uvedeného fondu je integráciaželezničnej dopravy s mestskouhromadnou dopravou, bolaelektričková trať ako hlavné dopravnémédium Nosného systémuMHD doplnená o tzv. „tram-train“so štandardným rozchodom koľají1 435 mm. Uvedené vozidlo budemať oproti električke zvýšený nápravovýtlak 13 t.Uvedené nové okolnosti však vyvolalinové otázky okolo už schválenejkoncepcie Starého mosta. Zvýšenézaťaženie od vozidla „tram-train“spôsobilo, že oceľ pôvodnej kon-230 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
ZAUJÍMAVOSTIštrukcie Starého mosta by tvorila užiba cca 30 % z celkovej tiaže ocelea pritom by obmedzená životnosťpôvodnej ocele znehodnotila ajnovú oceľovú konštrukciu.Oveľa nepriaznivejšie dopady bymal aj núdzový scenár, ktorý predpokladal,že v prípade nevyhovujúcehotechnického stavu pôvodnejoceľovej konštrukcie (trhliny, skrytákorózia,...) by sa priehradové nosníkyurobili z novej ocele. Pravidláčerpania financií z kohézneho fonduEÚ neumožňujú meniť projekt pojeho schválení. A tak hrozil reálnykatastrofický scenár:Po odplavení konštrukcie na brehsa zistí, že pôvodná oceľ je nevyhovujúca.EÚ nesúhlasí so zmenoua mesto nemá v rozpočte peniaze nanovú konštrukciu. Práce stoja a vysúťaženýzhotoviteľ mosta penalizujemesto, pretože nemôže pokračovaťv prácach z dôvodu, ktorý nezavinil.Z uvedených dôvodov prišiel projektantmosta s návrhom zmeniť koncepciuStarého mosta tak, aby jehonosná konštrukcia bola kompletnenová. Takéto riešenie by umožnilovyhovieť všetkým požiadavkámna úžitkové parametre mosta – popridoterajších aj požiadavke na veľkorysépromenádne chodníky prechodcov a cyklistov a tiež vyhliadkovéterasy pri pilieroch v toku Dunaja.Umožnilo by tiež vyhovieť požiadavkena regulárny plavebný gabaritpod mostom.Investor stavby METRO Bratislavareagovalo na návrh opatrne, obávalosa nového stavebného konania,ale predovšetkým opätovnej aktivizáciesa architektov, ktoré by mohlinabúrať už aj tak napätý harmonogramprojektov a žiadostí do Bruselu(ukázalo sa, že ich obavy bolioprávnené).Ako projektant mosta, som však bolpresvedčený, že by bolo veľkou chyboupremeškať túto, pre Starý mostaj Bratislavu, historickú šancu. Alfa04 preto vypracovala na vlastné nákladynový projekt Starého mostaa predložila ho primátorovi mesta.Primátor rýchlo pochopil rizikáspojené s postupom podľa pôvodnejkoncepcie a iniciatívu a. s. Alfa04 uvítal.Potom sa však začalo niečo, na čoveľmi nerád spomínam a preto toradšej v tomto príspevku preskočím.Uvediem už iba základné fakty.Mestské zastupiteľstvo na svojomzasadnutí 29. 3. 2012 odsúhlasilonovú koncepciu Starého mostaa projektant v rekordne krátkomčase vypracoval zmenu DSP (do-Obr. 2a-d Starý most – vizualizácie návrhu mosta, podľa ktorého sa uskutoční súťaž o zhotoviteľa<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012 231
Starý most cez Dunaj v Bratislavekumentácie pre stavebné povolenie),v ktorej je zapracovaná novákoncepcia mosta, na základe tejtodokumentácie už prebieha zmenovékonanie. Vinou deštrukčnýchzásahov do režimu prípravy stavby(opätovné požiadavky na architektonickúsúťaž) došlo k 4-mesačnémusklzu v procesoch, ktoré súnevyhnutné na získanie súhlasu s financovanímstavby z fondov EÚ.Časový harmonogram potrebnýchadministratívnych úkonov, ale aj následnevynútená doba výstavby súteraz tak napäté, že mám obavyo ich reálnosť.Buďme však optimisti a povedzmesi, ako teda bude „Nový“ Starý mostvyzerať.Navrhnutá koncepcia vychádzav ústrety nostalgickému vzťahu občanovmesta k pôvodnému Starémumostu. „Nový“ Starý most má výrazneväčšie rozpätie hlavného poľa,než pôvodný most, výrazne väčšiušírku, veľkorysé chodníky, je spojitýa zváraný. Je to v každom ohľademoderný most. Je to teda iný most,ako pôvodný Starý most.Predpokladám však, že použitímtvarovo konzervatívnej priamopásovejoceľovej priehradovej sústavysa predovšetkým pri pohľadochz nábrežia, vytvorí pocit, že nadDunajom je „mladší brat“ Staréhomosta. A použitie prvkov pôvodnejrombickej sústavy tento pocit ešteumocní. Táto zámerne tvarovo konzervatívnakonštrukčná sústava taktiežnekonfliktne zapadne medzitvarovo extravagantnejší Most SNPa Most Apollo.Skonštruovanie rombickej sústavypre tento most bola náročná úloha.Modul sústavy sa musel prispôsobiťrôznym rozpätiam polí a jehogeometria musela zohľadniť požiadavku,aby nad líniou vnútornéhozábradlia prečnievala časť stavby,ktorá má čistý geometrický tvar (kosodĺžnik).Väčší počet styčníkov jekompenzovaný jednoduchými tvarmiprierezov prvkov.Dôsledné používanie jedného typuprierezu (H-profil) u väčšiny prvkovoceľovej konštrukcie zjednoduší ichvýrobu a vytvorí atmosféru tvarovéhoporiadku a solídnosti konštrukcie.Základný nedostatok tejto koncepciemosta, a síce chýbajúce cestnépruhy, návrh rieši tak, že vedľa mostabol vytvorený koridor pre budúcicestný most.A teraz ešte základné technické parametremosta:• Rozpätia polí mosta boli upravenétak, aby vyhoveli požiadavkena regulárne rozmery plavebnéhogabaritu 100 x10 m. Dosiahnesa to odstránením pôvodnýchpodpier 3 a 4 (sú v najhoršomtechnickom stave), ktoré budúnahradené novou podperou 34.• Rozpätia polí budú 32,24 +106,68 + 137,16 + 75,60 + 75,92+ 32,24 m, celková dĺžka mostabude 465,00 m.• Nosnú konštrukciu mosta budútvoriť 2 spojité oceľové priehradovénosníky. Priečniky mosta podvozovkou aj chodníkovou časťoutvoria taktiež oceľové priehradovénosníky. Prvky týchto priehradovýchsústav tvoria zvárané alebovalcované H-profily. Mostovkuvozovkovej časti tvorí spriahnutáoceľovo-betónová doska s oceľovýmipozdĺžnikmi pod koľajnicami.• Most bude mať po oboch stranáchveľkorysé chodníky šírky5,00 m (chodci a cyklisti), nadpodperami v toku vyhliadkové terasys lavičkami a zeleňou.• Na výstavbu nového piliera 34budú použité žulové kvádre z pôvodnýchpilierov 3 a 4, čo zabezpečípohľadovú jednotnosť povrchovvšetkých pilierov.Starý most v popísanej podobe jemostárska klasika (obr. 2a–d). Oceľovépriehradové mosty sa stavali, stavajúa budú stavať. Kto neverí, nechsa zvezie loďou po Dunaji, alebo nechsa ide pozrieť do Budapešti a do Tullnupri Viedni, kde nedávno nahradilipôvodné oceľové nitované mosty novýmizváranými priehradovými.Predloženú koncepciu chápem akoústretový krok voči väčšinovémuvkusu (hoci, kto ho objektívne zistí?)a verím, že prinesie zmier do už pridlhej„histórie“ projektu tohto mosta.Hoci na druhej strane viem, žehoci by som ponúkol ešte ďalších20 koncepcií, pre istú časť oponentovto bude vždy zlé riešenie. Abysom zacitoval pani hlavnú architektkumesta Bratislava: „Mne sa to nebudepáčiť, kým na tom projekte nebudepečiatka architekta“. Teda nie„pečať“, t. j. nápad, idea, vizitka talentu,ale pečiatka.4 ZOPÁR SLOV O MOSTÁROCH,ARCHITEKTOCHA ARCHITEKTÚRE MOSTOVProjekt obnovy Starého mosta boltvrdo oponovaný skupinou architektov,ktorých k tomu prizvala hlavnáarchitektka a tiež poniektorýmiúčastníkmi diskusného fóra konanéhov Spolku architektov. Nič protitomu. Tak významná stavba, ktorázasiahne do najcitlivejšej panorámyhlavného mesta Slovenska, si oponentúruzaslúži. Oponentúru tvrdú,ale vecnú. Že by aj korektnú? „Leitmotívom“diskusií okolo tohto mostabola požiadavka, aby na projektStarého mosta bola vypísaná architektonickásúťaž. Áno, súhlasím. Natakýto projekt mala byť architektonickásúťaž. Ale v roku 2006 a nie8 mesiacov pred začiatkom stavebnýchprác. Už v roku 2008 sa takoutopožiadavkou podarilo architektomstavbu zablokovať a v tomto roku sato temer podarilo opäť. A to by užbolo na veľmi dlho. Z chuti by sme sipotom zasúťažili, akurát Starý mostby dlhé roky „obrastal lianami“.„Robiť“ architektúru je vznešenéposlanie. V máloktorej inej ľudskejčinnosti má talent takú veľkú šancuzanechať po sebe stopu. Ale ajv máloktorej inej profesii sa tak silnoprejavuje samoľúbosť a egoizmus.Hoci by tu bola skôr na mieste pokoraa empatia.Skoro to isté by sa dalo povedaťo mostároch. Takže by sme si s architektmimali rozumieť. Moje dlhohodinovédebaty s architektmiu hlavnej architektky, ale aj spomínanéstretnutia v Spolku architektovma však ubezpečili, že si nerozumieme.Hoci uznávam, že je odvážnezovšeobecňovať moju osobnú skúsenosťs malou vzorkou architektov,pokúsim sa vysloviť zopár „právd“,prečo podľa môjho názoru, architektinerozumejú mostom.Za fatálne nedorozumenie považujemčastú snahu architektov navešaťna most „architektúru“ (aj tentomost sa len–len ubránil tomu, abyna ňom boli „ružové záhrady“). Mostvšak nie je „nosič architektúry“.Most je sám architektúra.Dobrý most je prienikom úžitkovýchparametrov, statických a materiálovýchlimitov, konštrukčnej vynachádzavosti,realizačných možnostía urbanistických obmedzení. A dobrýmost je dobrá architektúra.Architektúra mosta je o harmóniitvarov, o dôstojnosti a sebavedomídiela, ktoré je schopné prekonať náročnúprekážku.A na záver ešte výstižný citát slávnehoarchitekta Normana Fostera(z rozhovoru pre renomovaný časopisNCE – december 2004):„Mosty sú predovšetkým inžinierskymiprojektmi. To je dominujúciaspekt. My (architekti) nenútimeinžinierov, aby vyhoveli našimpredstavám, ale spolupracujemes nimi a možno aj načrtávamemožné riešenia“.232 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
XL. medzinárodná konferencia<strong>ZVÁRANIE</strong> 2012AKCIENeodmysliteľnú súčasť jesene odborníkov vo zváraní tvorí konferenciaZváranie. Tohto roku sa jej jubilejný 40. ročník uskutočnil 7. – 9. novembra2012 v hoteli SOREA Urán v Tatranskej Lomnici a zúčastnilo sa jej 180odborníkov. Súčasťou konferencie sa stalo odovzdanie Medaily akademikaJozefa Čabelku Ing. Pavlovi Florianovi za rozvoj vzdelávacieho procesuzváračov, za prínos v certifikácii systémov kvality vo zváraní a za dlhoročnúspoluprácu so slovenskými inštitúciami.Hlavnými témami jubilejného ročníkaboli: I. Nové trendy v progresívnychmetódach zvárania, II.Zváranie v špecifických oblastiach(energetika, plynárenstvo, petrochémia,stavebníctvo a ďalšie priemyselnéaplikácie), III. Zváracie zariadenia,prídavné materiály, základnémateriály, zvariteľnosť, IV. Nedeštruktívnakontrola a skúšanie vo zváraní.V nasledujúcej časti uvádzamenázvy prednášok, mená autorov, ichpracoviská a abstrakty:65. výročné zasadanie IIW v USA,Denver. Ing. Peter Klamo, VÚZ – PISR, Bratislava65. výročné zasadnutie IIW (Medzinárodnéhozváračského inštitútu)v USA, Denver. Udelenie cien. Delegátia experti za Slovenska. Zasadnutieodborných komisií IIW.Konferencia, plánované výročné zasadnutiaa kongresy.Príhovor Ing. Pavla Radiča, predsedu SZS, pri predsedníckom stole sedia zľava prof. Ing AugustínSládek, PhD., prof. Ing. Milan Turňa, CSc., IWE, Radič, doc. Ing. Peter Bernasovský, PhD., Ing.Pavol Kučík, doc. Ing. Harold Mäsiar, CSc.Prvé Medzinárodné študentskékolokvium zo zvárania na svetezaložené prof. J. Čabelkom v roku1962. Prof. Ing. Milan Turňa, CSc.,IWE, Materiálovotechnologická fakultaSTU, Ústav výrobných technológií,Trnava – prof. Dr. hab. Inž.Andrzej Kolasa, IWE, Warsaw Universityof Technology, Faculty ofProduction Engineering, Institute ofMaterials ProcessingV roku 1962 v rámci zváračskéhokongresu na zámku v Smoleniciachzakladateľ Výskumného ústavu zváračskéhov Bratislave a absolventVysokej školy zváračskej v Paríži(1936 – 1937) prof. Jozef Čabelkanavrhol, aby sa pravidelne organizovalimedzinárodné konferencie vysokoškolskýchštudentov z oblastizvárania (Medzinárodné študentskékolokviá). Kolokviá sa usporadúvalipravidelne prevažne v 2-ročných intervalocha mali vysokú odbornú aspoločenskú úroveň.Svařování plynovodu GAZELLE.Ing. Jaroslav Kubíček, Vysoké učenítechnické v Brně, Fakulta strojníhoinženýrství – Ing. František Kratochvíl,Moravský Plynostav, a. s.,Rosice, Česká republikaPlynovod GAZELLE bude v Českérepublice spojovat existující systémplynovodů v Brandově, Jirkově,Svinomazích a Přimdě. Stavbuzastřešují společnosti ALPINE, DE-NIS a NET4GAS. Na stavbě se podílícelkem 15 národů, délka je 106km a rychlost výstavby je přepočítanána 1 vyrobený metr plynovodu za2 minuty a 54 vteřin. Trubky plynovodumají průměr 1400 mm a svařujíse na úkos „tulipán“ bez kořenovémezery na podložku metodou 135.Všechny svary jsou kontrolovány naUT a RT.Perspektívy modernej energetickejocele T24. Doc. Ing. Jozef Pecha,CSc., Energoinvest, a. s. Bratislava,pracovisko MochovceStručne o oceli T24, jej využití v energetickomstrojárstve, problematikajej zvariteľnosti, praskavosť jej zvarov,technologické poznatky zo zváraniatejto ocele, výskyty poškodeniakotlových jednotiek pri nábehu,príčiny porúch, opatrenia na ich elimináciu,vyhliadky nasadenia oceleT24 do energetických zariadení.Vylepšený zvarový kov prechodovýchzvarov pracujúcich pri vyššíchteplotách. Kent Coleman, JohnHainsworth, Metrode Products Ltd.Kotlové trubky sú vyrobené z rôznychdruhov ocelí. Pre sekcie prehrievačaa medziprehrievača, ktorépracujú pri vyšších teplotách, sú súčastivyrobené z austenitickej nehrdzavejúcejocele, ktoré majú vďakasvojím vlastnostiam vysokú pevnosťpri tečení a dobrú koróznu odolnosť.Pretože austenitická nehrdzavejúcaoceľ je drahá, trubky v skoršej fázekotla, kde sú konštrukčné teploty<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012 233
XL. medzinárodná konferencia <strong>ZVÁRANIE</strong> 2012Auditóriumnižšie, môžu byť vyrobené z menejnákladných feritických zliatin, akoje oceľ Grade 22, ktorá obsahujechróm, molybdén, a je všeobecneznáma ako Cr-Mo oceľ. V určitomokamihu, austenitické ocele a feritickézliatiny musia byť zvarené, výsledkomje, že medzi tisíckami spojovtrubiek v typickom kotle, mnohéz nich sú prechodové spoje, kde dvakovy musia byť spojené prechodovýmzvarovým materiálom (dissimilarmetal welds – DMWs). Historickysa DMWs ukázali ako slabé miesto,kde môže dôjsť k predčasnej poruche.Ak nie sú správne pozvárané,tieto zvary môžu zhoršiť vlastnostia podstatne znížiť životnosť komponentov.Starostlivý výber materiáluna zváranie, teploty predhrevu, a tepelnéhospracovania po zváraní súprvoradé pre prechodové zvary nazvýšenie spoľahlivosti.Digitálna rádiografia v NDT – aktuálnystav náhrady klasickej filmovejrádiografie pri kontrole zvarovýchspojov. Ing. Pavol Kučík,Slovcert spol. s r. o., BratislavaDigitálna rádiografia sa plne presadilav medicíne a začína sa plne presadzovaťaj v oblasti nedeštruktívnehotestovania. Príspevok sa venujetejto technike z pohľadu jej kvalitatívnehoprínosu pri prežarovaní materiálova akým spôsobom ovplyvníproces hodnotenia kvality zvarov.Venuje sa aktuálnemu stavu pri používanítechník digitálnej rádiografie,úrovne jej citlivosti a rozlíšenia, resp.už existujúcim normám. Informujeo aktuálnych trendoch a ekonomickýchvýhodách, resp. nevýhodách.Naváranie kovových práškov nabáze Fe indukčným ohrevom. Ing.Miroslav Jáňa – prof. RNDr. MilanOžvold, CSc. – prof. Ing. Milan Turňa,CSc., IWE, MTF STU, Ústav výrobnýchtechnológií, TrnavaPráca sa venuje vyhotoveniu návarukovovým práškom NP 60 s vysokýmobsahom Ni na konštrukčnúuhlíkovú oceľ S235JRG1 (11 373)indukčným ohrevom. Využitím „skinefektu“ sa redukuje teplom ovplyvnenáoblasť základného materiáluspôsobená návarom. Parametrea podmienky navárania stanovilivýpočtom a overili experimentálne.Príspevok poukazuje na možnostiširokého využitia tejto technológiev praxi a konkurencieschopnosťs koncentrovanými zdrojmi energie(laser, elektrónový lúč).Skúmanie mechanických vlastnostítermomechanicky spracovanéhomateriálu ovplyvnenéhozváraním. Doc. Ing. Harold Mäsiar,CSc. – Ing. Daniela Antalová, PhD.– Ing. Zuzana Lacková – Ing. JarmilaSedliaková, Fakulta špeciálnej techniky,Trenčianska univerzita AlexandraDubčeka v TrenčínePrednáška sa zaoberá oceľami s vysokoupevnosťou a nepoddajnosťoua s vysokými požiadavkami navlastnosti zvarového spoja. Definujetermomechanicky spracovanéocele typu HARDOX 500 a ARMOX500. Ich schopnosti zvárania a mechanickévlastnosti zvarového spojazváraného v ochrannej atmosfére.Základné mechanické vlastnosti súvyjadrené pomocou pevnosti v ťahua tvrdosti. Výsledky sú graficky interpretovanépre obidva druhy ocelía porovnané s bežnou oceľou.Zváranie vybraných kombinovanýchocelí diskovým laserom. Ing.Miroslav Sahul, PhD. – Ing. MartinSahul – prof. Ing. Milan Turňa, CSc.IWE., MTF STU, Ústav výrobnýchtechnológií, TrnavaPríspevok sa zaoberá zváranímkombinovaných ocelí laserom. Ideo CrNi oceľ stabilizovanú Ti (AISI321) a konštrukčnú nízkouhlíkovúoceľ (DC 01). Hrúbka zváranýchocelí bola 2,0 mm. Zvarové spoje savyhotovili diskovým laserom TruDisk8002. Parametre a podmienky zváraniaboli: výkony lasera 1 až 2 kW,rýchlosť zvárania 15 až 35 mm/s,priemer stopy lúča ø 400 μm, fokusáciana povrch zváraných materiálov,ochranný plyn Ar, I zvar bezzváracej medzery. Spoje boli vyhotovenébez prídavného materiálu.Difúzne zváranie kombinovanýchkovov. Ing. Miroslav Jáňa – prof. Ing.Milan Turňa, CSc. IWE, MTF STU,Ústav výrobných technológií, Trnava– Ing. Ladislav Kolařík, PhD., IWE– Ing. Marie Kolaříková, PhD., IWE,Fakulta strojní, ČVUT Praha, ČeskárepublikaPríspevok je venovaný súčasnémustavu v oblasti difúzneho zváraniakombinovaných kovov vrátane mechanizmovvzniku spoja. Zvarovéspoje sa vyhotovili na zariadení IN-DUTHERM SU 450. Ide o indukčnýohrev s výkonom induktora 4,9 kW.Na zváranie sa použili nasledujúcekombinácie materiálov: CrNi austenitická(nestabilizovaná) oceľ zváranás titánom a konštrukčná uhlíkováoceľ s nástrojovou oceľou. Kvalitazvarov sa hodnotila predovšetkýmoptickou mikroskopiou a EDX mikroanalýzou.Výsledky výskumu sútak v rámci Českej ako aj Slovenskejrepubliky originálne a sú dielomviacročnej úspešnej spoluprácemedzi Fakultou strojní ČVUTa Materiálovotechnologickou fakultouSTU v Trnave.Zabezpečenie kvality zváraniav procese výstavby 3. a 4. blokuAE Mochovce. Ing. Milan Kysel, Slovenskéelektrárne, a. s., Bratislava,závod MO34 MochovceÚvod. Odbor Technická kontrolaMO34 – C2500. Skupina zváranie.Etapy života AE. Koordinačná skupinaZváranie. Dokumentácia zvárania.Technické podmienky elektrární.Zváračské inštrukcie. Kontrola pripravenostina výkon zváracích prác.Kontroly na stavbe. Ďalšie kontrolnéčinnosti.Nové technické normy a ich významz hľadiska zručností a kvalityvo zváraní. Ing. Peter Lakatoš,PhD., SÚTN, Bratislava234 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
AKCIENormy z oblasti zvárania podporujúosvedčené postupy, uľahčujú inováciu.Sú oceňované, pretože predstavujúeurópsky a medzinárodný konsenzus.Avšak dosiahnutie konsenzua zamedzenia prekrývania nie je vždyjednoduchá úloha. Medzi úspechyvo zváraní, kde sa uplatňuje prístupzaložený na synergii, treba nájsť najlepšieriešenie pre normalizačné dokumentyv tejto oblasti. Zváranie jehorizontálne remeslo, ktoré sa používav takmer každom výrobku, "Svetspájajú skúsenosti" je relevantné vyjadrenienormalizačnej činnosti.Výroba nového typu solárního absorbérunekonvenčními metodamia jeho povrchová úprava. JaroslavKubíček – Kamil Podaný – LadislavDaněk – Zdeněk Lidmila – Milan Forejt– Vysoké učení technické v Brně,Fakulta strojního inženýrství – MrňaLibor, Vysoké učení technickév Brně, Fakulta strojního inženýrstvía Ústav přístrojové techniky AV ČR,v.v.i., Brno, Česká republikaSolární absorbéry deskového typumají výhodu relativně jednoduchévýroby, ale na druhé straně majínižší tepelnou účinnost a vyžadujíkolmý dopad slunečního zářenína povrch. Tento článek popisujedva nové typy solárních absorbérůpotlačující výše zmíněné nevýhodyse zachováním přiměřené výrobníjednoduchosti. První typ je vyrobenmetodou laserového svařovánídvou tenkých plechů austenitickéoceli, kdy průvarové svary vytvořípotřebnou mean drovou strukturu.Následně je do prostoru mezi obaplechy přivedena tlaková voda, kterázpůsobí trvalé vydutí meandrovéstruktury nutné pro průtok teplosměnnéhomédia. Druhý typ sevyznačuje vytvořením vhodné prostorovéstruktury v plechu pomocítváření v nepevné matrici.Numerická simulácia zváracíchprocesov pri naváraní opravárenskejtvarovky na plynovodné potrubie.Ing. Radoslav Koňár, PhD. –doc. Ing. Miloš Mičian, PhD., Žilinskáuniverzita v Žiline, Strojnícka fakultaPrednáška popisuje technológiuopravy plynovodného potrubia použitímoceľovej objímky. V experimentálnejčasti článku je spracovaná prípravaokrajových podmienok presimuláciu zvárania 6-húsenicovéhozvaru z reálneho experimentu, ktorázahŕňa výpočet zváracej rýchlosti,vyhodnotenie teplotných cyklov,makroštruktúry a tvrdosti zvarovéhospoja. Všetky okrajové podmienkyboli použité pre proces simuláciezvárania v programe SYSWELD,ktorého výsledky sú taktiež uvedenév príspevku.Možnosti využitia nových ultrazvukovýchmetód skúšaniazvarov vyhotovených pri opraváchplynovodných potrubí. Ing. DanielDopjera – Ing. Radoslav Koňár, PhD.– doc. Ing. Miloš Mičian, PhD., Žilinskáuniverzita v Žiline, Strojnícka fakulta,Katedra technologického inžinierstvaPrednáška sa zaoberá vybranýmiopravami porúch plynovodných potrubí.V prvej časti článku sú teoretickypopísané spôsoby štyrochPrednáša Ing. Marian Bartoštechnológií opráv. V druhej časti súnaznačené možnosti skúšania zvarovvyhotovených pri opravách plynovodovnovými ultrazvukovýmimetódami TOFD a Phassed Array.Analýza príčin poškodenia výfukovéhoventilu. Ing. Peter Žúbor,PhD., INWELD CONSULTING, s. r. o.,TrnavaAnalýza poškodenia výfukovéhoventilu spaľovacieho motora. Tepelnádegradácia vyvolaná netesnosťousedla ventilu a stykovej plochyhlavy valca. Výrazný úbytok materiáluv sedlovej časti taniera ventiluspôsobený prepalom v mieste dosadacejčasti stelitového návaru. Posúdeniestavu základného materiáluventilu, odber vzoriek zo sedlovejčasti na mikroštruktúrnu a chemickúanalýzu. Overenie mechanickýchvlastností a určenie materiálovejskupiny v súlade s normou STN EN10090. Zhodnotenie príčin spôsobujúcichpoškodenie.Ťažké zvarence a problematikaspojená s presnosťou ich výroby.Ing. Marian Bartoš, SAG Elektrovod,a. s., BratislavaVýroba ťažkých a rozmerovo členitýchzvarencov je z hľadiska očakávanej,vyžadovanej a dosiahnutejskutočnej rozmerovej a geometrickejpresnosti veľmi náročná najmäpri delení zostavných dielov, precíznostipri zostehovaní, ale aj predvídaní,eliminácii deformácií od zvyškovýchnapätí, ktoré majú výraznýpodiel na komplikáciách spojenýchs preberaním investorom. Defektoskopickákontrola zvarov NDTje samozrejmosťou. Preto opravazistených defektov predpokladáúspešnosť zvládnutia technológieopravy zvarov.Vývoj odtavovacieho stykovéhozvárania koľajníc v histórii. Ing.Vladimír Matušík, Výskumný ústavdopravný, ŽilinaStyk koncov koľajníc a kolies koľajovýchvozidiel je nevýhodný z hľadiskasilového pôsobenia a opotrebenia.S rastúcou rýchlosťou tátonevýhoda ešte viac vzrastá, aby saodstránila, pristúpilo sa ku zhotovovaniukoľajnicových pásov s použitímodtavovacieho stykového zvárania.Toto zaručuje vysokú kvalituzhotovených zvarov.Základom zváracieho stroja je zváraciahlavica s vlastnou pohonnoujednotkou nesenou na koľajovomsamohybnom vozidle alebo dvojcestnomvozidle, ktorá je riadenáelektronicky. Odtavovacie stykovézváranie koľajníc má za sebou viacako 100 rokov vývoja v niekoľkýchkrajinách ako USA, Veľká Británia,<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012 235
XL. medzinárodná konferencia <strong>ZVÁRANIE</strong> 2012Nemecko, bývalý ZSSR a teraz EÚ.Rýchlosť jeho vývoja odrážala nielenpožiadavky určitého obdobia,ale aj jeho koncepcie a vízie do budúcnosti.Vplyv predĺženého výletu drôtu navýkon odtavenia pri zváraní podtavivom. Ing. Daniel Kosik, IWE, LincolnElectric EuropeJedným z najdôležitejších, ale častozanedbaných parametrov zváraniapod tavivom je výlet drôtu. Pričomide o parameter, ktorý nám vo veľkejmiere dokáže ovplyvniť výkon odtaveniaa množstvo vneseného tepla.Použitie procesu zvárania s predĺženýmvýletom drôtu nie je nový. Tentoproces bol v minulosti obmedzenýsprávnym pochopením procesua s limitmi ovládania tradičných zváracíchzariadení. Použitie zváraciehozdroja Power Wave ® AC / DC1000 ® SD, podávača drôtu a ovládaniaMAXsa s „Lincoln ElectricWaveform Control Technology ® “,umožnili plne využiť výhodu tohtoprocesu. Odporúča sa na aplikácievyžadujúce vysoký výkon odtaveniana jednotku dĺžky.Plynovody: nové výrobné výzvyhnané najnovšími požiadavkamia špecifikáciami investora. Dr.Eng. Krzysztof Sadurski, EWE/IWE– Artur Poor, Lincoln Electric BesterSp. z o.o., Bielawa, PolandNový strategický LNG prístav, naúplne novom mieste, začne pracovaťčoskoro a nová sieť vysokotlakovýchplynovodov bude prepravovaťplyn z LNG prístavu cez Poľsko,aj do Českej republiky a na Slovensko.Dodávatelia už začali zváraťnové potrubia, pravdepodobnevšak zváracia kapacita poľských dodávateľov,s ktorými boli uzatvorenékontrakty, nestačí dokončiť cca1 500 km nových plynovodov v požadovanomčase, a preto si budú(alebo už začali) hľadať subdodávateľovv strednej a východnej Európe.Nová špecifikácia investora bola vytvorenášpeciálne pre poľské projektyplynovodov na dodanie požadovanejúrovne dlhodobého využitia.Prednáška stručne rozoberá najdôležitejšiefaktory a ich význam prizváraní potrubí z hľadiska produktivitya nákladov.Protikorózna ochrana zváranýchoceľových konštrukcií žiarovýmzinkovaním v energetike a problémys ňou spojené. Ing. Marian Bartoš,SAG Elektrovod, a. s., BratislavaProtikorózna ochrana zváranýchGenerálny riaditeľ VÚZ – PI SR, Ing. Peter Klamo, odovzdáva Medailu akademika Jozefa ČabelkuIng. Pavlovi Florianovioceľových konštrukcií v energetikea jej kvalita je rozhodujúca pre garantovanúživotnosť hlavných a pomocnýchoceľových konštrukciíurčených pre prístroje VN a VVNv rozvodných staniciach. Úspešnosťprotikoróznej ochrany žiarovýmzinkovaním je neoddeliteľnespätá s kvalitou prevedenia zvarov,ktorých je u firendolových a priehradovýchkonštrukcií veľmi veľa,sú krátke, obvodové a hermetické.Praktické skúsenosti a poznatkys problematikou zinkovania, kvalitya úspešnosti sú obsahom tohto príspevku.Sonotródne nástrojové materiályvo zváraní. Ing. Simona Mrkvová,Strojnícka fakulta STU, BratislavaSonotródne materiály vo všeobecnostimusia spĺňať základnú podmienku,ktorou je podmienka výbornéhoprenosu ultrazvukovej energietýmto materiálom. Sonotródne materiály,špeciálne nástrojové sonotródnemateriály, musia spĺňať ďalšievšeobecne známe vlastnosti.Jednou z nich je aj výborná odolnosťvoči opotrebeniu. Ďalšími podmienkamipre vhodnosť sonotródnehomateriálu ako nástrojového sú:vhodný modul pružnosti, Poissonovočíslo, merná hmotnosť a samozrejmeodolnosť voči gigacyklovejúnave.Nová úsporne legovaná austenitickáoceľ 17Cr4,5Ni6Mn, overenievlastností zvarových spojov vykonanýchmetódou SAW a FCAW.Doc. Ing. Milan Čomaj, PhD. – Ing.Jozef Zohn, PhD., Taylor WhartonSlovakia s. r. o. – Ing. Renáta Kozmová,Messer Tatragas, s. r. o., Bratislava.Prednáška sa zaoberá vlastnosťaminovovyvinutej úspornelegovanej ocele, ako náhrady tradičnejocele typu 18/8. Skúšky zváraniametódou SAW, FCAW, dosiahnutévýsledky a ich porovnanie s oceľoutypu 18/8 Wr.1.4301. Posúdenie jejvhodnosti, jej použitia na výrobu tlakovýchnádob. Výhodnosť a stav jejzaradenia do EN...236 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
AKCIEPríklady porušenia membranovýchrúr kotlov. Ing. Vladimír Rau –Ing. Michal Mráz – Ing. Ján Kotora,IWE, IBOK, a. s., BratislavaObsah príspevku je zameraný napríčiny porušovania rúr membránovýchstien kotlov. Vo vybranýchpríkladoch z praxe sú opísané materiályrúr, príčiny a mechanizmy porušenia.Hlavnými príčinami porušeniarúr boli v jednotlivých prípadochneodborne a technologicky nesprávnevyhotovené zvarové spoje.Zváranie slepých dier orbitálnymzváracím automatom. Ing. TomášSzabo, IWE, IBOK, a. s., BratislavaZváracia prax potvrdzuje opodstatnenosťčoraz častejšieho využívaniazváracích automatov hlavne pre ichschopnosť opakovane vytvárať vysokokvalitnézvary požadovanýchvlastností. Aplikáciou v energetickompriemysle, ktorá sa javí ako obzvlášťvhodná na použitie zváracíchautomatov je zváranie slepých dier.Mechanicky vedený zvárací horákorbitálneho automatu s regulácioupolohy na základe permanentnemeraných parametrov zvárania nahradzujepotrebnú zručnosť zvárača.Príspevok približuje problematikuzvárania slepých dier orbitálnymzváracím automatom. Dôraz je kladenýna vhodný technický návrhkonštrukcie zváracej hlavy a skúsenostiz využitia v praxi.Analýza príčin porušenia dvochaparátov petrochemickej prevádzky.Doc. Ing. Peter Bernasovský,PhD. – Ing. Peter Brziak, PhD. – Ing.Miroslav Paľo – Ing. Jana Országhová,PhD., VÚZ – PI SR, BratislavaPríspevok analyzuje príčiny: a) praskaniahrdla (AISI 321) a zvarov rúrka– rúrkovnica (duplexná oceľ 1.4462a AISI 321) vzduchového kondenzátoraspôsobeného chloridovýma sulfidickým koróznym praskaním;b) prederavenia potrubia (Alloy 20)zmiešavača alkylačného benzínuspôsobeného erózno – kavitačnýmúčinkom média. Návrh nápravnýchriešení.Požiadavky na kvalitu pri zváranípri opravách mostných konštrukciíza znížených teplôt. Ing. PavolVišňovský, EWE – Ing. Erika Bábelová,PhD. – Ing. Peter Višňovský,EWE, CONSULTING & CONTROLOF WELDING, s. r. o., ŽilinaBezpečnosť a spoľahlivosť zváranýchvýrobkov a konštrukcií závisíod technickej kontroly zvárania.Kľúčoví zamestnanci vo všetkýchčinnostiach týkajúcich sa zváraniamusia mať zodpovedajúcu kvalifikačnúúroveň v oblasti zvárania,nedeštruktívneho testovania a navrhovaniakonštrukcií. Okrem kvalifikovanýcha skúsených zváračov,kde je už dnes bežné robiť pracovnéskúšky, by mali výrobcovia zabezpečiť,aby inžinieri, konštruktéri,ktorí sa zaoberajú zváraním, malipatričné vedomosti a skúsenosti potrebnépre túto činnosť.Vizualizácia zváracích procesovpomocou nízkorýchlostnýchCMOS kamier. Ing. Jaroslav Bruncko,PhD., Medzinárodné laserovécentrum BratislavaVyužitie komerčných CMOS digitálnychkamier síce neposkytuje možnosťzaznamenávania videosekvenciís vysokou rýchlosťou (max. 60obr./sek.), ale prináša ďalšie výhody(vysoké obrazové rozlíšenie, širokájasová škála) a vďaka cenovejdostupnosti môžu predstavovaťveľmi perspektívnu experimentálnuvýskumnú metodiku. Prednáškasa zaoberá porovnaním dôležitýchvlastností komerčne dostupnýchCMOS kamier a príkladmi ich experimentálnehopoužitia pri oblúkovoma hybridnom laserovom zváraní.Průmyslové aplikace laserovéhonavařování. Ing. Karel Štěpán, MA-Príležitosť na neformálnu diskusiu treba využiťTEX PM, s. r. o., Plzeň, Česká republikaLaserové navařování je moderní metodouvytváření povrchových vrstev.Používá se jak při opravách a renovacích,tak i při vytváření funkčníchvrstev specifických vlastností. Přídavnýmateriál může být ve forměprášku nebo drátu, přičemž práškovýnavařovací systém je v současnédobě běžnější. Navařovat lzeprášky na bázi železa, niklu, kobaltunebo mědi. Celý systém je robotický,proces vyniká nízkým tepelnýmovlivněním navařované součásti,vysokou přesností nanášení vrstev,kvalitou výsledného návaru a reprodukovatelnostívýsledku. V případěrenovací jsou nejběžnější opravy poopotřebení hřídelí (např. pod ložisky),plunžrů, zakružovacích válců,tvářecích nástrojů atd. Další typickouoblastí jsou opravy po chybnémobrobení, kdy lze laserovým navařenímsoučást zachránit. V případěaplikací funkčních vrstev je typickýaustenitický nerez, dále martenzitickýnerez jako ekvivalent kalenévrstvy. Bronzové návary slouží jakokluzná uložení, stelitové návary jsouurčeny pro díly pracující za zvýšenýchteplot, tvrdé niklové vrstvy sepoužívají jako náhrada chromování.K dispozici je také návar z nástrojovéoceli.Zváranie a diagnostika rúr. Ing. PavolVišňovský, EWE – Ing. Erika Bábelová,PhD., CONSULTING & CON-TROL OF WELDING, s. r. o., ŽilinaJeden zo spôsobov ako spoločnosťpreukazuje, že vo výrobe v oblastizvárania je v súlade so systémomkvality, je certifikácia podľa ISO9001, ale tento systém sám o sebeešte nezaručuje spoľahlivosť výrobkov.Európske normy, v niektorýchprípadoch sprevádzané smernicami<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012 237
XL. medzinárodná konferencia <strong>ZVÁRANIE</strong> 2012Implementácia optimalizácie zváraciehoprocesu v aplikáciáchrobotického zvárania. Doc. Ing.Harold Mäsiar, CSc. – Ing. LukášRepka, Fakulta špeciálnej techniky,Trenčianska univerzita AlexandraDubčeka v TrenčínePrednáška sa zaoberá zefektívneníma optimalizáciou procesu zváraniapri návrhu reálneho zváraciehopracoviska s vysokým zreteľomna konečnú akosť a kvalitu vytváranýchspojov. V prednáške sú definovanémožnosti zefektívneniačinnosti robotického zváraciehopracoviska s rozšírenými pracovnýmistanicami, pričom manipuláciaso zvarencami je doplnenáo dve polohovadlá rozličných konštrukcií.Prednáška objasňuje možnostioptimalizácie časov zváraniaa ich minimalizácii, ako aj možnosťautomatizovaného čistenia hubicezváracieho horáka, pričom týmtoúkonom robot nenarúša procesrobotizovaného zvárania (tzv. eliminácianeefektívneho pracovnéhočasu).Doc. Ing. Milan Čomaj, PhD, preberá Čestné uznanie ZSVTS od Ing. Pavla RadičaEÚ, medzinárodné štandardy a špecifikácieklienta kladú čoraz väčšídôraz na riadenú kontrolu procesuzvárania a spôsobilosť zváračskéhopersonálu. Kontrola zvárania môžebyť riadne vykonávaná prostredníctvomzavedenia osobitných opatrenípred, počas a po výrobe, a cez právomocizúčastnených osôb. Prvýmkrokom je zavedenie systému kvalityzvárania v zmysle STN EN 3834.Druhým kvalitný tím erudovanýchodborníkov.Nové normy z oblasti zvárania zarok 2012 (obdobie november 2011až november 2012) Ing. Iveta Paldanová,VÚZ – PI SR, BratislavaNiCrBSiPMo kovový prášok. Ing.Štefan Smetana – Ing. Branislav Tybitancl,VÚZ – PI SR, BratislavaKovové prášky sa vo VÚZ vyrábajúprakticky od roku 1991. V súčasnostimôžeme radiť tvrdonávarovékovové prášky z produkcie VÚZ– PI SR svojou kvalitou medzi európskušpičku. Žiarové striekaniekovových povlakov je jednou z modernýchmetód nanášania vrstievna ochranu povrchov súčiastokpred tvrdými podmienkami opotrebenia.Použitie Ar na laserové zváranieprístrihov a preplátovaných spojovz pozinkovaných plechov. Dipl.Ing. Christophe Bertéz, AIR LIQUI-DE-CTAS Paris – Ing. Miroslav MuchaPhD., AIR LIQUIDE SLOVAKIA,s. r. o., BratislavaArgón má výhodné vlastnosti prenahradenie iných plynov používanýchpri zváraní laserom. Navrhovanériešenia sú vhodné pre vysokovýkonnýCO 2 laser do 12kW, pre YAGlaser resp. pevnolátkový laser prevšetky aplikácie a materiály.V príspevku sú popísané dve aplikáciepoužívané v automobilovompriemysle: Zváranie prístrihov CO 2laserom a zváranie preplátovanýchpozinkovaných spojov YAG laserom.Riešenie zvárania pomocou Arje patentované AIR LIQUIDOM.Návrh oceľovej konštrukcie cyklomostaDevínska Nová Ves –Schloss hof. Prof. h.c., Prof. Dr. Ing.Zoltán Agócs, PhD. – Ing. MarcelVanko – Ing. Daniel Galbička – Ing.Stanislav Baláž – Ing. Andrej Pálfi,INGSTEEL, spol. s r. o., BratislavaZa Rakúsko – Uhorskej monarchiespájalo brehy Moravského poľaa Záhoria 24 mostov. V roku 1990,po páde železnej opory, tam nezostalani jediný. Do dnešného dňabol postavený iba most medzi MoravskýmSvätým Jánom a Hohenau.V marci 2010 sa zástupcovia Bratislavskéhosamosprávneho krajaa Dolného Rakúska spoločne rozhodlipostaviť most pre cyklistova peších medzi Devínskou NovouVsou a Schlosshofom. Cyklomost –postavený v historickej trase, dĺžkamosta je 525,0 m, šírka 4,0 m.Oprava porúch s únikom plynu navysokotlakovom plynovode pomocoudelenej tlakovej objímky.Ing. Pavol Beňo – doc. Ing. ViliamLeždík, PhD. – Vladimír Mikláš – TiborŠebök, SPP – distribúcia, a. s.,BratislavaCieľom príspevku je poukázať naspôsob opravy oceľových plynovodovs únikom plynu pomocoutlakovej objímky s tesnením, hrdloma zátkou (resp. guľovým uzáverom).Uvedený spôsob opravysa prezentuje z dôvodu možnostiširšieho využívania nielen pri opraváchzabezpečovaných strediskamiúdržby SPP – distribúcia, a. s., aleaj pri zabezpečovaní opráv z externéhoprostredia. Opisovaný spôsobopravy je úspešne zapracovaný akojeden z možných spôsobov oprávdo Technického pravidla TPP 702 11"Opravy vysokotlakových plynovodovz ocele".Okrem odborného okruhu mali zúčastnenímožnosť využiť priestor naneformálnu diskusiu, ale aj ponukuna výrazné chuťové zážitky, ktorénaplnili: ochutnávka odrodových vínz malokarpatského regiónu, ochutnávkacigár spolu s profesionálnymvýkladom a tiež ochutnávka kávy.Večerný program patril po obidvavečery hudbe, v prvý to bola ľudováhudba, v druhý moderná hudbado tanca.Redakcia238 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
VIENNA-TEC 2012, vízie, trendy, inovácieaj overené produktyKoná sa každé dva roky a firmy tak majú dostatok času nielen na prípravu,ale aj na vývoj noviniek, ktorých predstavovanie oprávnene a očakávanetvorí súčasť každého podujatia podobného charakteru.AKCIETento rok sa 4. ročník najväčšieho obchodno-priemyselnéhoveľtrhu v Rakúsku konal 9. – 12. októbra, opäťna reprezentatívnom výstavisku Messe Wien a zabralcelkovú výstavnú plochu 55 000 m 2 . Vystavovatelia takmali k dispozícii nielen všetky štyri výstavné haly, aletiež kongresové centrum. Veľtrhu sa celkovo zúčastnilo563 priamych vystavovateľov a 533 spoluvystavovateľovz 31 krajín Strednej, Východnej a JuhovýchodnejEurópy a Eurázie. Vystavovatelia mali možnosť sapredstaviť na šiestich špecializovaných veľtrhoch podzáštitou Vienna-Tec-u, a síce: Automation Austria (automatizácia),Energy-Tec (energie), IE Industrieelektronik(priemyselná elektronika), Intertool (nástroje a náradie),Messtechnik (meracia technika) a SCHWEISSEN/JOIN-EX (zváranie, spájanie). Najviac zúčastnených pochádzalo,ako inak, z Rakúska a Nemecka, tretie miestov počte zúčastnených vystavovateľov patrilo Ruskej federácii,prítomné boli ale aj firmy zo Slovenska, VeľkejBritánie, Francúzska a z mnohých iných krajín. Veľtrh samôže pochváliť úžasným číslom v počte návštevníkov,bolo ich vyše 27 tisíc, okrem iného aj zo zámoria. Ichpočet je síce o 10 % nižší ako v predchádzajúcom ročníku,avšak organizátori nevnímajú tento fakt negatívnea pripisujú ho predovšetkým oblasti automatizácie,a síce firmy, ktoré sa ňou zaoberajú sa prihlasujú nepravidelne,alebo redukujú svoju účasť.Zastúpenie niekoľkých slovenských firiem pod hlavičkou Slovenskej obchodnej a priemyselnej komory<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012 239
VIENNA-TEC 2012, vízie, trendy, inovácie aj overené produktyRusko ako znak úspechuintenzívnejšieho výskumu o tom, ako ktoré, dosiaľ ťažkospojiteľné materiály, kombinovať a spájať. Ďalšie súpravyna vytvorenie podobných „lôpt“ budú zaslané na odbornéškoly a inštitúty ďalšieho vzdelávania, aby si študentimohli vyskúšať možnosti spájania rôznych materiálov.Jednotliví vystavovatelia však prezentovali aj viaceré ďalšienovinky, napríklad laserové zváranie plastov, či vysokorýchlostnézváranie s nízkym rozstrekom.Ďalší ročník SCHWEISSEN/JOIN-EX by sa mal opäť konaťo dva roky.Mgr. Katarína TibenskáAj pivný sud treba vedieť zvariťMultimateriálová guľaSpájanie plechov z hybridných materiálov použitím technológieelektromagnetických impulzovOrganizátori veľtrhu sa od jeho začiatku zameriavajú napodchytenie firiem zo Strednej, Východnej aj JuhovýchodnejEurópy a počet zúčastnených z tohto priestorurastie, čo pokladajú za ovocie svojej práce. Veľký úspechvšak vidia aj v tom, že sa im podarilo preklenúť európskelimity na eurázijské, najmä so zameraním na Ruskú federáciu.Tak sa v rámci špeciálnej prezentácie s názvomInovácie, Investície a Kooperácie predstavili na Vienna--Tec-u regióny Omsk, Tula, Volgograd, Moskva a Čuvašskárepublika. Svoj priestor dostal aj Petrohrad, CentrálnaSibír a Južný Ural. Okrem ruských regiónov však výstavuabsolvovali aj bližší rakúski susedia – okrem Slovenskatiež Česká republika, Maďarsko, Slovinsko, Ukrajina, akoaj Bielorusko a Kazachstan. Kongresové centrum zasepojalo prezentácie zamerané na obchod a priemysel.Jednou z nich bol aj Trh inovácií, kde inštitúcie zaoberajúcesa výskumom a vzdelávaním prezentovali koncepciea riešenia pre obchod a priemysel.Multimateriálová guľaJedna z výstav Vienna-Tec-u – SCHWEISSEN/JOIN-EXpriniesla so sebou pozoruhodnú akciu. Experti zúčastnenýchspoločností zastupujúcich odbor zvárania a spájaniamali spolupracovať a v priebehu štyroch dní vyhotoviťprodukt. Výsledkom za rok 2012 bola „Multimateriálováguľa“. Používatelia totiž požadujú stále častejšie zváranie,resp. spájanie, veľmi rôznorodých kovov od ocele cez hliník,mosadz až k zliatinám. Guľa zvarená z 5 druhov kovunejednotnej hrúbky sa snaží dať odpoveď na otázky stáleVotrelec240 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
JUBILEÁOsemdesiatiny Ing. Vladimíra UheraDlhoročný pracovník VÚZ, známyzváračský odborník a bývalý riaditeľVÚZ Ing. Vladimír Uher sa narodil10. septembra 1932 v Holíči.Gymnázium ukončil v Skalici v roku1952, Vojenskú Technickú akadémiuv Brne v roku 1957. Do zamestnanianastúpil do Turčianskych strojárnív Martine, kde pracoval do roku 1959a od 1. februára 1959 do konca marca2000 vo Výskumnom ústave zváračskomv Bratislave, teda 42 rokov.Svoju výskumnú činnosť začal naoddelení zvárania a spájkovania farebnýchkovov. Jeho osobitný vzťahk aplikovanému výskumu a k priemyselnejaplikácii výsledkov výskumuho predurčovali za riadiacehopracovníka, čo sa potvrdilo, keď hov roku 1965 vymenovali za riadiacehopracovníka pre oblasť realizácievýskumu a v rokoch 1979 až 1987 pôsobilako námestník riaditeľa pre výskuma vývoj. V roku 1990 sa stal riaditeľomVÚZ a na tejto pozícii zotrvalaž do roku 1992, keď sa vzdal funkcie.Následne sa venoval systémomzabezpečovania kvality vo VÚZ.Aktívne pracoval aj v Slovenskejzváračskej spoločnosti ako člen výboru,predseda Mestského výborubratislavskej pobočky a v roku 1990až 1994 ako predseda Slovenskejzváračskej spoločnosti.Do ďalších rokov života mu prajemeveľa zdravia, spokojnosti a veľa spokojnýchrokov a oddychu na zaslúženomdôchodku.Vedenie VÚZ – PI SR a redakciaIng. Pavel Florian oslávil sedemdesiat rokovIng. Pavel Florian prijíma ocenenie Pamätnoumedailou akademika Jozefa Čabelkuod predsedu SZS Ing. Pavla RadičaV júli tohto roku oslávil významnéživotné jubileum Ing. Pavel Florian– dlhoročný spolupracovníkVýskumného ústavu zváračského –Priemyselného inštitútu SR.Narodil sa 5. júla 1942 v Újezděu Brna. Absolvoval tzv. obecnú školua ako dobrý žiak aj Gymnáziumv Brne. V roku 1964 úspešne ukončilVysokoškolské štúdiá na Strojníckejfakulte Vysokého učení technickéhov Brne. Svoje odborné technickéznalosti si neskôr doplnil o vedomostiz oblasti kontroly a skúšaniav rámci postgraduálneho štúdia naStavebnej fakulte v Liberci.V ruke s vtedajšou „umiestnenkou“(písal sa rok 1964) Ing. Florian nastúpildo zamestnania v podniku Papcelv Litovli. V rámci svojho pracovnéhozaradenia sa v tom čase podieľal navýstavbe papierne v Štúrove.Po návrate z povinnej vojenskej službysa Ing. Florian zamestnal v Průmyslovýchstavbách Brno, kde 10 rokovpracoval ako vedúci oddeleniakontroly a riadenia kvality a neskôrako vedúci oddelenia kovovýrobya zváračskej školy. Ing. Florian boljedným z prvých držiteľov diplomuEurópsky zváračský technológ a následneúspešne zložil skúšky na získaniediplomu Európsky zváračskýinžinier. Takisto úspešne absolvovalvšetky kvalifikačné skúšky potrebnépre audítovanie systému kvalityvo zváraní a systémov manažérstva,vlastní aj osvedčenia audítora BOZP.Ing. Pavel Florian je veľmi činorodýmčlovekom. Už v roku 1976 odskúšalv rámci pridruženej výroby novýprojekt – výrobu betónových pingpongovýchstolov. Dodnes je tietostoly vidieť v celej Českej republike.Po roku 1989 si založil firmu so zameranímna zámočnícku výrobu, avšakjeho najväčším a asi aj najkrajšímdielom bolo, keď koncom roku1995 založil s kolegami z Průmyslovýchstaveb Brno nový a dnes veľmiznámy certifikačný orgán STAVCERTPraha, spol. s r.o. Spočiatku bol tentocertifikačný orgán zameraný na certifikáciusystémov manažérstva, počase však Ing. Florian navrhol jehoorientáciu na certifikáciu personálua na ďalšie nové komodity.Záujmy a záľuby nášho oslávencasú spojené nielen s cestovaním,amatérskym pilotovaním lietadiel,so stavebnými úpravami bytov a budov,ale aj s pestovaním ovocnýchstromov či vínnej révy, ba navyšes výrobou dobrého vínka. Má srdečnývzťah k Slovensku a k Slovákom.Jeho najväčším osobným záujmoma záľubou je hlavne jeho rodina.Pri hodnotení činností jubilanta musímezvlášť vyzdvihnúť skutočnosť,že Ing. Pavel Florián je od roku 2012držiteľom Čabelkovej medaily, ktorámu bola udelená za rozvoj vzdelávaciehoprocesu zváračov, za prínosv certifikácii systémov kvality vo zváranía za dlhoročnú spoluprácu soslovenskými inštitúciami.Ako predseda SZS by som rád vyzdviholskutočnosť, že Ing. PavelFlorian je stále aktívnym členomv SZS, a to hlavne ako organizačnýgarant pri konferenciách „ZVÁ-RANIE“ usporadúvaných pravidelnev Tatranskej Lomnici.V mene členov a funkcionárov Slovenskejzváračskej spoločnosti, akoaj celej slovenskej a českej zváračskejverejnosti, Vám k životnému jubileuprajem hlavne pevné zdraviea neutíchajúci pracovný elán.Ing. Pavol RADIČpredseda SZS<strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012 241
Obsah časopisu Australasian WeldingJournal 2011Australasian Welding Journal jeoficiálne periodikum Zváračskéhotechnologického inštitútu Austrálie(Welding Technology Institute ofAustralia – WTIA) a Novozélandskejzváračskej komisie (New ZealandWelding Committee). Jednotlivéčísla obvykle obsahujú: prílohu výsledkovvýskumu a vývoja vo zváranía príbuzných technoló giách,odborné články; propagačno-obchodné(krátke, max. dvojstránkové)články o činnosti, službácha výrobkoch zváračských firiem;informácie o normách (austrálskycha novozélandských normáchAS, AS/NZS, o zahraničných normách,napr. ASME Code), o kvalifikáciia certifikácii personálu; aktuálneinformácie (informácie z IIW;zoznamy certifikačných orgánov,kvalifikovaných a certifikovanýchodborníkov; o činnosti zváračskýchsubjektov v jednotlivých regiónochAustrálie atď.)Vychádza štvrťročne už 56 rokov.Počet strán jednotlivých čísiel je 48.Kontakt: Unit 50, 8 Avenue of theAmericas Newington, NSW, Australia2127, PO Box 6165, SilverwaterNSW 1811. V ďalšom texte sú uvedenénázvy odborných článkov, ichautori a rozsah článkov.Prvý štvrťrok 2011“Can it be repaired, or do I have tobuy a new one?”“Môže byť opravený, alebo musímekúpiť nový? (žeriav)”A. McClintock, New Zealand WeldingCentre at HERA, Australia(1 str., 3 obr.)Robust high strength welding solutionfor demanding offshorejack-up rigsZváranie rozmernej vysokopevnejocele pre náročné zdvíhacie vrtnésúpravy pre morské vrtné plošinyS. Johansson – P. Pletcher, LincolnElectric, Cleveland Ohio, USA (2 str.,5 obr.)Welding of high strength steelswith hybrid laser arc weldingZváranie vysokopevných ocelíhybridným laserovým oblúkovýmzváranímL. E. Stridh, ESAB AB, Sweden(3 str., 5 obr., 2 tab.)It does not have to be welding –Introducing plasma powder brazingNetreba použiť zváranie – zavedenieplazmového tvrdého spájkovaniaso spájkou vo forme práškuM. Karpenko, New Zealand WeldingCentre at HERA, Australia (1 str.,2 obr.)The effect of travel speed andCTWD on the bead profile andmicrostructure of tandem GMAsteel weldsVplyv pracovnej rýchlosti a vzdialenostikontaktnej špičky elektródyod obrobku na profil húsenicea mikroštruktúru zvarov zhotovenýchMIG zváraním v tandemeZ. Sterjovski – J. Donato, DefenceAustralia, Melbourne, Victória –H. Li, University Wollongong, NSW,Australia (7 str., 11 obr., 3 tab., 12 liter.)Effect of surface tension metaltransfer on fume formation rateduring flux cored arc welding ofmild steelVplyv prenosu zvarového kovu pripovrchovom napätí na rýchlosťvytvárania dymov pri oblúkovomzváraní nízkouhlíkovej ocele rúrkovýmdrôtomK. Srinivasan – V. Balasubramanian,Annamalai University, Tamil Nadu,India (6 str., 7 obr., 1 tab., 19 liter.)Druhý štvrťrok 2011Re-Lifing a CO 2 absorber towerusing welding robotsRenovácia CO 2 absorpčnej vežepoužitím zváracích robotovM. Cooper, Santos Ltd. – J. Fletcher,AMIS Integrity Ltd. (2 str., 3 obr.)Hardness and microstructural gradientsin the heat affected zone ofwelded low-carbon quenched andtempered steelsTvrdosť a mikroštrukturálne gradientyv teplom ovplyvnenej ob-242 <strong>ZVÁRANIE</strong>-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/2012
lasti zváraných nízkouhlíkovýchzošľachtených ocelíW. Pang, Bisalloy Steels, Unanderra,NSW, Australia – N. Ahmed, AustinEngineering Ltd, Brisbane, Queensland,CSIRO ManufacturingTechnology, Adelaide, South Australia– D. Dunne, University of Wollongong,NSW, Australia (13 str.,25 obr., 2 tab., 16 liter.)Tretí štvrťrok 2011Indian Heavy Engineering Industry– creating global benchmarksIndický ťažký priemysel – vytváranieglobálnych kritériíP. Chattopadhyay, ManufacturingHeavy Engineering Division, Larsenand Toubro, India (5 str., 6 obr.)Novelty in welding consumablesNovinky z oblasti zváracích prídavnýchmateriálovL. Karlsson, ESAB AB, Gothenburg,Sweden – H. K. D. H. Bhadeshia,Materials Science & Metllurgy, Universityof Cambridge, UK (8 str.,18 obr., 2 tab., 40 liter.)Effect of process parameters onfriction stir welding of AA5083Vplyv parametrov procesu na treciemiešacie zváranie materiáluAA5083R. Kumar, National Metallurgical Laboratory,Jamshedpur, India – K.Singh – S. Pandey, Indian Instituteof Technology Delhi, India (10 str.,5 obr., 4 tab., 31 liter.)Štvrtý štvrťrok 2011Health and Safety Risks in WeldingActivitiesZdravotné a bezpečnostné rizikápri zváracích činnostiachW. Zschiesche, Institution for StatutoryAccident Insurance and Preventionin the Energy, Textile, Electricaland Media Production Sectors, Cologne,Germany – L. Costa, ItalianInstitute of Welding, Genova, Italy(6 str., 1 obr., 1 tab.)Application of pulsed tandem gasmetal arc welding for fabricationof high strength steel panels in navalsurface vesselsAplikácia pulzného oblúkovéhozvárania taviacou sa elektródouv ochrane plynu v tandeme na výrobupanelov z vysokopevnej ocelepre povrchy námorných lodíZ. Sterjovski – J. Donato, DSTO, Vic.,Australia – C. Munro, DRDC Atlantic,NS, Canada – N. Lane – N. Larkin,University of Wollongong, NSW,Australia – V. Luzin, ANSTO, LucasHeights, Australia (12 str., 15 obr.,7 tab., 18 liter.)Poznámka: Časopis možno študovaťv technickej knižnici VÚZ – PI SRv Bratislave.Kontakt: tel.: +421/(0)/2/492 46 827,cervenkovah@vuz.sk.RedakciaNavštívte našu novú stránkuwww.vuz.sk
VÝSKUMNÝ ÚSTAV ZVÁRAČSKÝPRIEMYSELNÝ INŠTITÚT SRWELDING RESEARCH INSTITUTE – INDUSTRIAL INSTITUTE OF SRZváracie materiályObalené elektródyKovové práškyTavivá na zváranie a naváranieKontakt:Tavivá na spájkovanieSpájkyPriemyselný inštitút SR832 59 Bratislavae-mail: sefcikd@vuz.sk