Tűzihorganyzott acélszerkezetek tervezési alapelvei

A helyes tervezés az acélanyag tudatos kiválasztásával kezdődik

Egy tűzihorganyzott acélszerkezet tervezésekor célszerű megtervezni a korrózió elleni védelmet is. A témával előző cikkünkben már foglalkoztunk. Az acélminőség tudatos megválasztásával – a képződő horganybevonat vastagságán keresztül – befolyásolni lehet a védőréteg élettartamát. Ha a vastagság a várható korróziós hatásokhoz képest túl kicsi, a tervezettnél korábban elkezdődik az acélanyag korróziója, ha túl nagy (túlméretezett), akkor indokolatlanul megnőnek a bevonás költségei. A tűzihorganyzáshoz ajánlott acélminőségek felsorolását az EN 10025:2019 szabványsorozat 7.4.3 pontja tartalmazza. Ennél is részletesebben foglalkozik a kérdéssel az MSZ EN ISO 14713-2: 2020 direktíva, melyben a horganybevonatok tulajdonságairól is részletesen olvashatunk.

 

Tűzihorganyzáshoz optimális szerkezeti kialakítás

Az acélszerkezeti tűzihorganyzás (MSZ EN ISO 1461) technológiájának két fő jellemzője befolyásolja a szerkezet konstrukcióját. Ezek: a horganyfürdő magas hőmérséklete (1), és maga a „folyadékalapú” technológia (2), azaz, hogy a kezelés folyadékokban történik.

1. A horganyfürdő magas hőmérsékletének hatása
A tűzihorgany bevonat kialakítása kb. 450 °C hőfokú, célszerűen ötvözött fémfürdőben történik.

Acélszerkezetek kiemelése a horganyfürdőből

Ekkor az acélszerkezet teljes tömegének át kell vennie a fémolvadék hőmérsékletét, ami egy tervező számára sokat mond. A folyamat egyúttal egy enyhe feszültségcsökkentő lágyításnak is megfelel, mely során az acélszerkezetben lévő maradó feszültségek (gyártási, alakítási, hegesztési) részben leépülnek, ez kedvezőtlen esetben szemmel is látható deformációhoz vezethet. Ezért optimális a legalább két, egymásra merőleges keresztmetszeti tengelyre szimmetrikus tartókeresztmetszet alkalmazása.

Szimmetrikus szerkezeti kialakítás

Egy tengelyre szimmetrikus keresztmetszetű acélelem is tűzihorganyozható, de ilyenkor javasolt egyeztetni a tűzihorganyzó szakembereivel. Ez vonatkozik egyszelvényes acéltartókra, de összetett keresztmetszetűekre is.

Az aszimmetrikus profilú szelvények felmelegedése-lehűlése során, de esetleg az egyenlőtlen eloszlású gyártási feszültségeik miatt is deformációs kockázatnak vannak kitéve.

2. Az előkezelés és bevonás folyadékokban történik
Amennyiben az acélszerkezeti elem zárt szelvényekből (is) áll, minden esetben a gyártmány külső és belső felületét is bevonják horgannyal. Ebből adódóan a folyadékokban történő előkezelésnél, továbbá tűzihorganyzáskor is, a folyadéknak be kell jutni a zárt felületek minden pontjához és majd onnan ki is kell, hogy folyjon. Amennyiben ez nem történik meg, minőségi hibához, súlyosabb esetben – tűzihorganyzáskor – robbanáshoz is vezethet. Ezen szempontok miatt, a terméken kötelezően ki kell alakítani megfelelő technológiai nyílásokat.

Csőszelvényes tartó technológiai nyílásai

 

I-tartó technológiai nyílásokkal

Ezek be- és kiömlő, valamint kilevegőző furatok, vagy vágott nyílások. Nyitott szelvényes szerkezetekre is vannak technológiai nyílások elhelyezésére vonatkozó követelmények. Ugyanis ezeknél az acélszerkezeteknél is kialakulhatnak légzsákok vagy folyadékzsebek, melyek robbanást ugyan nem, de minőségi hibát okozhatnak.

Ezek elhelyezésére, darabszámára és méreteire vonatkozóan könnyen használható segédletek állnak rendelkezésre. A konstrukcióra vonatkozó legfontosabb alapelveket az alábbi táblázatban foglaltuk össze.

 

Tűzihorganyzott acélszerkezetek konstrukciós elvei és elérhetőségük forrásai

Az öt legfontosabb alapelv részletes ismertetése, a tervezési segédletek elérhetők a táblázatban megadott információs forrásokban.

 

UV-álló és gondozásmentes védelem több évtizedre

A tervezési-gyártási szabályok betartása után a megrendelők olyan tűzihorganyzott acélszerkezetet kapnak, mely évtizedeken át semmiféle gondozást vagy karbantartást nem igényel. Közepes korróziós hatásoknál – a bevonat vastagságától függően – ez legalább negyven-ötven évre szóló védelmet jelent. A korrózió elleni védelemnél különösen indokolt szakítani a mai világra jellemző, rövid termék életciklusokon alapuló, pazarló és környezetszennyező gyakorlatával. Ebben a tűzihorganyzás nagy segítséget nyújt.

A tűzihorganyzásnak nagyon hosszú felújítási ciklusa van

A tűzihorgany bevonat (MSZ EN ISO 1461) tökéletesen UV-álló, elmaradnak a szokásos festési eljárásoknál szükséges 10-15 évenkénti felújítási ciklusok a maguk környezetterhelő hatásukkal és költségeikkel együtt. A több évtized elteltével elvékonyodó horganybevonat felújítása esetenként újrahorganyzással is lehetséges. Amennyiben ez technikailag nem oldható meg, akkor a még meglévő horganyréteg lefestésével a legkiválóbb duplex-védelmet nyerjük, mely újabb hosszú évtizedekre megoldja az acélszerkezet korrózió elleni védelmét.

(x)