رتبه بندی مقاومت در برابر حرارت و آزمایش فولادهای ضد زنگ

مقدمه

مقاومت در برابر اکسیداسیون به طور ذاتی با افزایش درجه حرارت در دماهای بالا از فولادهای ضد زنگ در ساختمانها و سازه هایی که مقاومت در برابر آتش اهمیت دارد اهمیت بیشتری دارد. مفیدترین خانواده فولادهای زنگ نزن برای این کاربردها ، آستنیتیک است ، اما این مقاومت فقط در رنج زمانی کوتاه مدت معنی می دهد ، بنابراین خانواده های فریت ها و دوپلکس ها نیز قابل توجه هستند.

از نظر مواد ، فولادهای زنگ نزن ، دارای درجه بندی حرارتی نیستند. آزمایشاتی برای ارزیابی مقاومت در برابر آتش در تولیدات خاص در شرایط دقیق انجام می شود. این قسمتها توسط قطعات BS476 20 ، 21 (عناصر تحمل بار) و 22 (عناصر تحمل بار) پوشانده شده است.

توسط نرم افزار خاص این طراحی انجام شده است که به طور اتوماتیک رفتار بخش های فولادی ضد زنگ زنگ بارگزاری شده را محاسبه می کند.

تست آتش

 BS 476 آزمایش آتش سوزی روی مصالح و سازه های ساختمان را پوشش می دهد. بسیاری از قسمت های این استاندارد به طور مستقیم به فولادهای ضد زنگ ربط ندارند. به طور خاص قطعات 4 ، 6،7 ، 11 ، 12 ، 13 ، 15 به فولادهای ضد زنگ مرتبط نیستند زیرا اینها ابزار این تست هستند تست هایی مانند:

احتراق (اشتعال پذیری در اثر شعله یا تابش حرارتی)

انتشار آتش

گسترش سطح شعله ها

انتشار گرما در 750 درجه سانتی گراد

فولادهای ضد زنگ قابل اشتعال نیستند و همچنین در گسترش آتش سوزی با پخش شعله کمکی نخواهند کرد. سطح فولاد ضد زنگ معمولاً در شرایط اکسید کننده بی اثر و پایدار است ، مانند مواردی که در بیشتر شعله ها و منابع گرما وجود دارد

با این حال برای برآورده کردن الزامات BS476 و استانداردهای تست آتش سوزی مشابه ، آزمایشاتی روی اجزای تولیدی خاص لازم است. فولاد ضد زنگ ، به عنوان یک ماده ، دارای درجه بندی آتش نیست.

نتایج آزمایش آتش روی اجزای استیل ضدزنگ

تست های انجام شده برای Stewart Fraser Ltd. در برابر درب و قاب های 316 مقاوم در برابر آتش آنها در قسمت 22 BS467 نشان دادند که پس از 60 دقیقه ، درجه حرارت در قسمت "ایمن" درب فقط به 98 درجه سانتی گراد می رسد. (این دربها دارای یک قاب 316 هستند و حاوی یک تابلوی عایق غیر قابل احتراق است.)
آزمایش پس از 2 ساعت 10 دقیقه با درها و قابها کامل در حالت خاتمه یافت.
تنها آسیب ناشی از اعوجاج حرارتی و مقداری تغییر رنگ فولاد در قسمت "ایمن" بوده است. بیش از دو ساعت آتش در سمت حمله قرار گرفت.

تست های انجام شده بر روی دوبلکس 1.4362 (2304) از نوع ، که برای آزمایش توسط اوستا AB 1991 تهیه شده است ، و در قسمت اصلی کشتی های تزیینی ساخته شده است ، همچنین مقاومت آتش فولادهای ضد زنگ را نشان می دهد.
سرپوش ساخته شده با یک ضخامت 1.5 میلی متر ضخامت 1.4362 حاشیه پوست و پرکننده عایق پشم سرامیکی به طور رضایت بخشی در زیر آتش سوخت هیدروکربن شبیه سازی شده انجام شد.
دمای حمله به 1100 درجه سانتیگراد رسید و تنها 15 دقیقه از رنگ نارنجی روشن تابش کرد. در طول آزمایشات مقداری دود اعوجاج و مهارکننده ثبت شد ، اما بعد از 40 دقیقه دما هنوز در صورت "ایمن" دمای زیر 30 درجه سانتیگراد بود. این دمای سطح پس از 60 دقیقه به حدود 110 درجه سانتی گراد رسیده است.
بعد از 120 دقیقه یادآوری شد که واحد آزمایش برای برآوردن معیار (قطعنامه A517 سازمان بین المللی دریانوردی (XIII)) برای مقاومت در برابر دود و نفوذ گازهای گرم همچنان ادامه داشت.

برای جلوگیری از تغییرات گران قیمت در مراحل بعدی ، باید در مرحله اولیه با مهندسین متالورژی درباره مؤلفه های کاربردهای مقاوم در برابر آتش مشورت کنید.

مقاومت در برابر حرارت فولادهای ضد زنگ

اکثر درجه های استیل ضدزنگ که برای مصارف ساختمان در نظر گرفته می شوند یعنی انواع 304 (1.4301) و 316 (1.4401) دارای مقاومت در برابر اکسیداسیون طولانی مدت در دمای بیش از 800 درجه سانتیگراد هستند و تا دمای بیش از 1375 درجه سانتیگراد شروع به ذوب نمی کنند. داده های بدست آمده نشان می دهد که دمای یکنواخت و پایدار مانند اینها در شرایط آتش سوزی گذرا "کوتاه مدت" میتواند به خوبی حاصل شود.

استحکام مکانیکی (کششی) کوتاه مدت ، مدول الاستیک (یانگ) و خصوصیات فیزیکی انبساط حرارتی و هدایت آنها از ارزیابی فولادهای ضد زنگ برای مقاومت در برابر آتش سوزی جالب توجه است.
انواع آستنیتی 304 و 316 استحکام خود را تا حدود 55٪ از درجه حرارت محیط خود در 700 درجه سانتیگراد از دست می دهند ، 0.2٪ استحکام آن در حدود 225 تا 308 Mpa (N / mm ² ) در محیط به 95 تا 131 Mpa (N / mm ² ) در دمای 700 درجه سانتیگراد رسیده است. مدول ، به طور معمول در حدود 200KN / میلی متر ² در دمای محیط ، در حدود 144 KN / میلی متر ² در 700 درجه سانتیگراد برای نوع 304 سقوط می کند . این متفاوت از فولادهای کربن است ، جایی که مدول در 800 درجه سانتیگراد می تواند به همان اندازه کم باشد 9٪ از مقدار محیط.

نرخ انبساط حرارتی بالاتر برای فولادهای زنگ نزن آستنیتی بدان معنی است که اعوجاج بدنی می تواند در شرایط آتش سوزی گذرا که احتمالاً شیب حرارتی بزرگ باشد ، مشکلی ایجاد کند.
هدایت حرارتی خانواده آستنیتی پایین تر از فریتیک ها است و گرچه این ممکن است در مهار جریان گرما از طریق یک ساختار مفید باشد ، اما می تواند به اعوجاج حرارتی کمک کند.
هزینه های اعوجاج و مصادره مواردی مانند درهای آتش باید در نظر گرفته شود.

برای مشاوره در رابطه با ورق استیل نسوز و کاربردهای آن می توانید با مهندسین متالورژی در گروه فلز تماس گرفته و مشاوره رایگان کسب کنید.