高強度 S690 および S960 鋼の溶接に関する通説を打ち破る

S690 構造用鋼板は焼き入れと焼き戻しを行い、結晶粒を細かくし、硬度と強度を高めます。

焼き入れと焼き戻しを行うことで結晶粒を細かくし、強度を高めます。

降伏強度は690MPa。

橋梁、海洋掘削リグ、建築物などの極めて重い荷重がかかる構造物や建設重機、クレーンなどに使用されます。

欧州構造用鋼規格 EN 10025:2004 に適合しています。

ASTM A514 に似ていますが、まったく同じ公差に準拠する必要はありません。

このグレードの構造用鋼は在庫が急速に変動するため、利用可能なサイズについてはお問い合わせください。

高張力鋼に対する溶接の悪影響は常に建設エンジニアの懸念事項であり、建設における S690 および S960 の適用においてよく尋ねられる質問のままです。 GNEE は、溶接部の熱影響部内の微細構造の進化、機械的特性、構造的挙動など、S690 溶接部と構造部材に対して包括的な一連のテストを実施しました。高強度 S690 鋼の溶接技術と補足的な認定溶接手順の仕様も厳しく見直されました。

結果は、適切な溶接手順、適切な溶接電極、適切な温度制御により、S690 溶接部の構造性能が S355 および S460 鋼の性能と同様であることを示しています。溶接効果を理解することは、高強度 S690 および S960 鋼構造の構造性能を理解するための鍵であり、建設におけるこれらの鋼の可能性と幅広い用途を最大限に引き出すことができます。

S690 鋼と S960 鋼はいずれも 1990 年代以降、世界の多くの国で工業規模で生産されていますが、材料コストが高く、溶接とそれに伴う品質保証が難しく、効率的な構造設計が欠如しているため、建設用途はかなり限定されています。しかし、多くの設計および建設エンジニアは、これらの鋼材を広範囲に適用することで、高層ビルや長大橋の建設方法に根本的な変化がもたらされると考えています。{4}それにもかかわらず、一部の構造技術者にとって、これらの鋼材を大規模な建設プロジェクトに適用することには技術的な懸念があります。さらに、これらの鋼の溶接部分の機械的特性、および過去 30 年間の溶接部材および継手の構造的挙動に関して、文献には矛盾する報告が時折存在します。

現代の製鉄所の多くでは、これらの高強度鋼は、焼き戻しマルテンサイトの均質な微細構造を生成する「焼き入れおよび焼き戻し」として知られる高度に制御された熱処理プロセスで製造されます。これは、高い強度と靭性を備えた、きめの細かい結晶形の鋼です。-ただし、これらの鋼の溶接中に引き起こされる一時的な加熱/冷却サイクルにより、図 A に示すように、溶接継手の熱影響領域内で相変態、再結晶化、結晶粒成長が開始され、つまり、不均質な微細構造に変化する可能性があります。

図A 溶接後のQ690-QT鋼の組織変化

溶接継手の熱影響部の微細構造の変化を最小限に抑えるために、加熱プロセスと冷却プロセスを制御することが重要です。これは一般に、溶接時の入熱エネルギーが実用的な最小限に保たれるように、溶接継手の幾何学的詳細に従ってさまざまな溶接パラメータを慎重に選択することによって達成されます。その後、溶接された接合部は急速に冷却され、熱の影響を受けたゾーン内で重大な微細構造の変化が起こるまでの時間はほとんどありません。一般に、鋼が 800 ℃から冷却されるまでの時間^oC～500^oC, i.e. t_8/5、この目的のためによく採​​用されます。実際には、t の値は_8/5厚さ 10 ～ 50 mm の鋼板では、10 ～ 15 秒を超えないようにしてください。

したがって、これらの鋼の溶接は、溶接中の最高温度と溶接後の冷却速度の両方が適切に制御されていない場合、特に構造上実用的な厚さ、つまり. 6から厚さ80 mmの鋼板の場合、機械的特性の大幅な低下を引き起こす可能性があります。これらの溶接部分のさまざまな機械的特性の低下を評価または予測すること、そしてより重要なことに、これらの溶接部分のそのような低下を除去する方法を評価または予測することが非常に望ましい。

1. 高層建築物-および超高層建築物-の構造

高層オフィスビル、ホテル、住宅などでは、S690鋼に使用できますコアチューブフレーム、メガコラム、トランスファーフロアコンポーネント:

その高強度特性を活用して、部材の断面寸法（梁や柱のウェブやフランジの厚さなど）を大幅に縮小し、建物の利用可能な内部スペースを増やし、同時に基礎工学の荷重要件を軽減できます。-

優れた溶接性（予熱および後加熱プロセスを厳密に実施する必要がある）により、複雑な接合部の信頼性の高い接続を実現し、超高層構造物の全体的な安定性を確保できます。-

2. 長いスパンの空間構造-

体育館や展示センターなどの長いスパンの建物の屋根トラスと格子シェル構造の場合:{0}}

高い引張強度と靭性S690鋼長スパン構造の曲げ、せん断、ねじり応力に効果的に抵抗し、部材の数と重量を減らし、建設の難易度を簡素化します。{0}}

たとえば、長いスパンの屋根構造では、-S690鋼耐震・風荷重要件を満たしながら「軽量・薄型」を実現します。

3. 橋梁工学

道路橋や鉄道橋、都市部のインターチェンジなどでは、S690鋼主桁、橋脚、鉄塔のコンポーネントに適しています。

降伏強度が高いため、車両の動的荷重や自然の風荷重を受けたときにも構造の剛性を維持できるため、橋の疲労寿命が長くなります。

のS690QL/QL1シリーズ優れた低温靱性を備えたこの素材は、寒冷地域の橋（北部都市の川を渡る橋など）に使用でき、低温環境下での脆性破壊のリスクを回避できます。-

4. 寒冷地の建築物と特別な環境プロジェクト

極寒の地域（中国東北部や北西部など）の工場や倉庫の建物:

S690QL(-40度での衝撃靱性)およびS690QL1（-60度の衝撃靱性を備えた）極低温下での構造物の耐衝撃性を確保できるため、雪や氷の荷重に耐える必要がある建物に適しています。

また、耐疲労性は鉱山付属建屋等の構造物にも適しており、設備の振動による繰返し応力にも耐えられます。

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