Prestressing Steel: Temeller ve Malzemeler

Prestressing çelik, yüksek güçlü çelik kategorisi, beton veya diğer yapısal elementlere hizmet yüklere maruz kalmadan önce beton veya diğer yapısal elementlere giriş yapmak için kullanılan bir kategoridir. temel prensip, demiryolları ve daha önce (pre-tansif) veya daha sonra (post-tansiyon) beton yerleştirilir.Bu pre-kompresyon sayacı uygulanır.

Çelikin kendisi, 2,100 MPa (daha önce çubuklar için) yüksek karbon alaşımlarından üretilmektedir. Ortak konfigürasyonlar, yedi telli veya ısıtılır.Aksiyelten gelen güçlüleri elde etmek için, 1.500 MPa (standart iplikler için) genellikle iki,100 MPa (örneğin, prestressing barlar için).

Çelik Temeli Offshore ve Underwater için Prestressing Steel Essential yapan Anahtar Özellikler

Korozyon Direniş ve Koruma Sistemleri

Offshore ve sualtı yapıları klorür-laden deniz suyu ile sürekli maruz kalıyor, bu hızla korumasız çelikten uzak durabiliyor. Modern prestressing çelikler çoklu koruyucu tabakaları kullanıyor: birincil metal kaplama (örneğin, s.g., s.g.g.g.g.g., polinjan veya polipi) ve bazı durumlarda paslanmaz çelik formülasyonlarından pasif bir oksit tabakası.

Yüksek Güç ve Şerhi Direnişi

Çelik yüksek çekme gücü tasarımcıların ahşap, malzeme maliyetlerini ve ölü yükleri azaltan hafif bölümler kullanmasına olanak sağlar. eşit olarak önemli olan, deniz yapıları, dalga eylemlerinden milyonlarca döngüye dayanmalıdır, mevcut ve değişken canlı yükler. Çelikin mikroyapısı - inci veya mizaçlı martensiteyi tanımlamak - mükemmel dayanıklılık limitlerini azaltır, genellikle 100 milyon döngüsü açık havada uygulamalarda yaygın.

Low Relaxation and Creep Özellikleri

Çelik rahatlama veya beton ürpertici nedeniyle uzun süreli prestress kaybı yapısal performansı tehlikeye atabilir. Low-relaxation prestressing çelikleri (e.g., ASTM A416 Grade 270) 20°C'de% 2.5'den az bir stabilizasyon ısı tedavisine sahiptir.Bu özellik, re-tansiyonel veya imkansız olduğu derin su yapıları bakımından kritiktir.

Offshore ve Underwater Structures'taki Extensive Applications

Sabit Offshore Platformlar

Ağırlıklı yapılar (GBS) ve çelik ceket platformları, öngerçeği alt yapılar, güverteler ve temel bloklar için kullanılır. Ön baskı 150 m'den fazla hidroksistatik baskıya karşı yardımcı olur ve sismik olaylar sırasında hız sağlar. Örneğin, Kuzey Denizi'ndeki bir platform, 370 m'den fazla, çelik tendonları ile ıslak bir desenle, hidroelektrik santralini verimli bir şekilde transfer etmeye yardımcı olur.

Yüzen Üretim Sistemleri

Dalış üretim depolama ve yükleme (FPSO) gemileri, gerilim-leg platformları (TLPs), ve hulls ve mooring ekleri için prestrese beton dahil edilir. Çelik tendonlar betona kadar çalışır ve bir kez yapı birflottur.Bu yaklaşım, sürekli altı derecelik bir dalgalar altında sürekli olarak yaşam sürerek azalırken ağırlık azaltır.

Subsea Boruları ve Yükselenler

Subsea boru hatları genellikle boru hattında ve sonraki deniz yatak yerleşimlerinde kesintiye uğramayı önlemek için beton boru hatlarına (CWC) güvenmektedir. Bu sistemlerde, çelik tendonlar beton tabakalarında ve boru hattında çatlakları engellemek için beton tabakaya ve gerginlike dayanır. Benzer şekilde, esnek söndürücü çelikler bir kollama katmanı olarak spiral-wrapped çelik kullanır, onları iç baskıya ve mevcut ve gemi hareketinden aksiyel yüklere karşı korur.

Sualtı Tünelleri ve Immersed Tube Elements

Immersed tube tünelleri - Oresund Link veya Hong Kong-Zhuhai-Macau Köprüsü gibi - pozisyona yüz yüzen bölümlerde inşa edilir ve sonra hazır temellere bağlanır.Her bölüm, daha sonra dağınık beton bir kutu zürper, uzun zamandır temel su sütununu ve trafik yüklerini desteklemek için gerekli bükme direnci sağlar.

Sahil Koruma ve Deniz Duvarları

Prestressed page piller ve diyafram duvarlar limanlar, kırbaçlar ve kıyı koruma için kullanılır.Bu elementler yüksek an kapasiteden yararlanır, 30 m veya daha fazla dalga etkisine ve scour'a karşı dayanıklıdırlar. Çelik tendonlar genellikle yatakrock veya yoğun topraklara bağlanır.

Offshore Yenilenebilir Enerji Vakfı

Rüzgar çiftlikleri daha derin sulara taşınırken, beton yerçekimine dayalı ve monopile temelleri popülerlik kazanıyor. Çelik tendonlar, bir tane bükme ve aksiyel yükleri bir araya getirmek için radyiyal veya çevre kuvvetlerine ayarlanıyor.Bu tasarım temelin kütlesini azaltır, daha düşük üretim ve yükleme maliyetlerini azaltır.

Mühendislik Zorlukları ve Dava Stratejileri

Deniz Koşullarının Altında

En kalıcı meydan okuma korozyondur, özellikle de ışın bölgede ve kaplamaların zarar görmüş olabileceği alanlarda, sağlam kaplamalar (füzyon, stres korozyon çatlakları) ve hidrojen embrittlement (HE) yükleyen dubleks paslanmaz çelik (örneğin, 2205, 2507), güçlü kaplamalar (füzyon, faks/uygun) uygulamak için baskı yapan epoxy, trowelttik koruma sistemleri kurmak ve yüklemek, katodik koruma sistemleri kurmak.

Hidrojen Embrittlement in High-Strength Steels

Yüksek kuvvetli çelik, hidrojene katodik korumadan hassastır, özellikle de çelik aşırı koruma altındayken. Bu, mevcut yoğunlukları kontrol etmek, hidrojene dayanıklı alaşımları kullanmak ve bazı koşullarda hidrojen üretebilecek silikon veya çinko kaplamalarından kaçınır.

Wave and Current Bisikletten Yağı

Fatigue yükleme tüm açık hava yapıları için bir tasarım sürücüsüdür. Prestressing çelik özellikle demiryollarında savunmasızdır, stres konsantrasyonları meydana gelmeden önce kesilebilir. Fatigue- dayanıklı ayrıntılar, boru şeklinde şeritler ve pürüzsüz geçişler gibi, manyetik parçacık testleri (MPT) veya ultrasonik yönlendirme dalgaları kullanarak temeldir.

Kurulum ve Erişim Zories

Sınırlı görünürlük, mevcut ve uzmanlaşmış ekipman için gerginlik zor. Hidrolik jacks ile donatılmış uzaktan kumandalı araçlar (ROVs) gerilim gerçekleştirirken, grouting submersible pompalar kullanılarak yapılır.In post-tane segmentleri için, tüm kanallar, önceden doldurulmuş olan sutuşları sağlamak için baskı yapmalıdır.

Bakım ve İzleme

Bir yapı hizmette olduğunda, indükleri içindeki tendonları incelemek zordur. -Geçmiş dışı yöntemler radyografi, termograf veya zaman alan refometrisi kullanılır. Sürekli izleme sistemleri -fibre-op-opsiyonlar, akustik emisyon dizileri - geçişler, veya E-beam dizileri - yapıdaki olayları takip edin. Düzenli koşul anketleri, katodik koruma potansiyel kontrolleri ile birlikte, sertifika için zorunludur (örneğin, DNV, ABS, Lloyd’s).

Deniz İnşaatında Prestressing Steel'in Geleceğini Şaping

Ultra YüksekPerformance Beton (UHPC-) ve Hybrid Systems

UHPC'yi prestressing çelik ile birleştirmek, daha hafif ve daha dayanıklı yapılara izin verir. UHPC'nin yoğun matrisi neredeyse klor ingresyonunu ortadan kaldırır, kaplamaları başarısız olsa bile, Hibrit sistemler karbon-fibrett-reinforced polimer (CFRP) kullanarak, çelik ile birlikte tamamen bir bağışıklık sağlar.

Akıllı Tendons with Integrated Sensing

Yeni tendonlar, gerçek zamanlı olarak gerginlik ve sıcaklık rapor eden fiber optik deformasyon ölçümlerini veya magnetoelastic sensörleri içerir. Bu “akıllı” sistemler, uyarlanabilir bakım sağlar ve erken bir sıkıntı uyarısı sağlar, pahalı çeşit denetimlere ihtiyaç duyar.

Sürdürülebilir Prestressing Steels

Üreticiler düşük karbonlu çelik çeşitleri geliştiriyor, hidrojen kaynaklı demir ve elektrikli yakıt geri dönüşümlerini kullanıyor.Ancak, bu çelikler hala erken aşamalarda, bu çelikler, küresel dekarbonizasyon hedefleri ile uyumlu karbon ayak izinlerini önemli ölçüde azaltabiliyor.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Prestressing çelik, deniz ve sualtı mühendisliği için vazgeçilmez bir malzeme haline geldi. Yüksek güç, kontrollü rahatlama ve korozyona dayanıklı kaplamalar, mühendislere dünyanın en agresif ortamlarını güvenle tasarlayabilmelerini sağlar.Denekli tasarımda devam eden teknolojiler, koruyucu sistemler ve izleme teknolojisi daha yüksek bir çelikle daha da genişletecektir, daha derin limanlar, daha uzun rüzgar türbinlerine ve daha dayanıklı kıyı altyapılarını sağlar.For the industry to complete understand this benefits, titiz kaliteli kontrol, yükleme ve yaşam döngüsü bakım rejimleri öncelikli olarak kalmalıdır.

[0] Tasarım standartları ve son araştırma hakkında daha fazla okuma için aşağıdaki kaynakları düşünün:).

  • [FONT=0)ASTM A416/A416M) - Low-Relaxation için standart bir özellik, Prestressed Concrete için Yedi-Wire Steel Strand.
  • [FONT=0]Dr. ^ 89[[Dönetici: Deniz Yapıları için korozyon koruma” (Fédération Internationale du béton, 2018).
  • [FONT=0)DNV-OS-C502 – Offshore Beton Yapıları (Det Norske Veritas).
  • [FONT=0]NACE TM0177[Dönetici: 1 ) – Metallerin Herhangi bir şekilde H2S Çevrelerinde Şöfürtme ve Stresli Teşrutmalarına Karşı Etkisi.