Rizika navrhování a provádění svarových spojů dynamicky namáhaných ocelových konstrukcí, část II.

obr. 4	Fotogalerie...

Bohužel se dnes stalo běžnou praxí, že pracovníci bez dostatečné odborné kvalifikace
a praxe v oboru svařování a hlavních prohlídek mostů provádějí posuzování mostních
konstrukcí vyrobených z patinujících ocelí. Při hodnocení stavu těchto konstrukcí se
pozornost zaměřuje výhradně na měření korozního úbytku oceli a na kontrolu
statických výpočtů a zcela se zapomíná na nutnou analýzu degradace vlastností oceli
a svarových spojů vlivem účinků korozního poškozování (v případě drážních mostů se
toto hodnocení u patinujících ocelí neprovádí vůbec). Ukázka korozního poškození
nosných svarových spojů u mostů je uvedena na obr. 2 a 3 [4].Mostní konstrukce jsou navrhovány na životnost 100 let. Jestliže uvážíme měřený
korozní úbytek nosných svarů mostů z patinující oceli, včetně lokálního oslabení stěn
a dolních pásnic tak, jak je uvedeno na několika příkladech ze stovek dalších případů,
životnost 100 let je obtížně splnitelná [2]. Ve snaze odstranit korozní vrstvy se může
stát, že žádný svarový kov ve spoji nezůstane, viz obr. 3.V roce 2009 jsme v rámci výzkumného projektu společně s firmou MATERIÁLOVÝ A
METALURGICKÝ VÝZKUM s. r. o. Ostrava (Doc. Ing. Karel Matocha, CSc. a Prof. Ing.
Vlastimil Vodárek, CSc.) analyzovali povrchovou strukturu patinujících ocelí typu
ATMOFIX A a ATMOFIX B všech provozovaných mostních konstrukcí za účelem
podrobnější analýzy struktury patiny. Výsledkem je zjištění, že patinující ocel tohoto
výrobního označení neobsahuje po více jak 20-ti letech patinu ve formě ochranné
jednolité struktury, vrstva je tvrdá, lístkovitá, roztrhaná trhlinami, viz obr. 4 - 6 [4].Do jaké hloubky trhliny v patině zasahují, byla další otázka výzkumného úkolu,
nezasahují trhliny do oceli? Bylo potvrzeno, že za určitých podmínek existují trhliny
i na povrchu patinující oceli, pod korozní vrstvou, mající charakter většinou
transkrystalických trhlin, což souvisí s mechanismem poškozování oceli korozí. Trhliny
v povrchové vrstvě oceli jsou na obr. 5 a 7, řez po tloušťce oceli.
Tato zjištění mění situaci v oblasti hodnocení křehkolomových vlastností těchto ocelí.
V případě, že trhliny zasahují do svarového spoje, je situace o to složitější.
Mechanismus poškozování oceli důlkovou korozí je zřejmý na obr. 5 a 6. Celý průběh
a mechanismus vzniku trhlin bude vysvětlen při prezentaci příspěvku na konferenci.
Z výše uvedených důkazů vyplývá, že chování patinujících ocelí je výrazně složitější,
než jak je prezentováno doposud. Výsledky výzkumu prokázaly, že je tato ocel
pro mostní konstrukce zcela nevhodná a zvyšuje riziko havárie provozovaných
mostních konstrukcí, zejména v případě zasahování trhlin v oceli do oblasti svarových
spojů [4]. Jak zajistit zastavení šíření trhlin v oceli, však není známo.Vliv objednatele na kvalitu svarových spojů
Investor stavby (objednatel) se podílí na kvalitě ocelových konstrukcí v procesu výroby
svým přímým vlivem podle obr. 1. Zcela jasně definovaným zadáním, důslednou
kontrolou technologické dokumentace před zahájením výroby, průběžnou kontrolou
výroby a montáže specialisty a řízením časových sledů výstavby mostního objektu by
došlo k výraznému zkvalitnění svařovaných konstrukcí. Průběžná kontrola výroby
svařovaných konstrukcí objednatelem stavby je pak běžným standardem v zahraničí,
i v zemích EU, např. v Německu nebo v UK. Zastaralá ČSN 73 2601 společně
s ČSN 73 2603 řeší kvalitu ocelové konstrukce až výslednou dílenskou přejímkou již
svařené mostní konstrukce, což může být pozdě. Současně s nevhodným návrhem
svarového spoje musí být objednatelem odmítnuta také nevhodná jakost oceli [4].
Literatura
[1] Pošvářová, M.: Technické a kvalitativní podmínky staveb pozemních komunikací
– Kapitola 19 – Ocelové mosty a konstrukce TKP 19. Ministerstvo dopravy ČR,
Praha, 2008, 125 s.
[2] Pošvářová, M.: Technické podmínky staveb pozemních komunikací – TP 197 –
Mosty a konstrukce pozemních komunikací z patinujících ocelí. Ministerstvo
dopravy ČR, Praha, 2008, 106 s.ISBN 978-80-904172-1-2
[3] Pošvářová, M.: Technické a kvalitativní podmínky staveb SŽDC – Kapitola 19 –
Ocelové mosty a konstrukce TKP 19. SŽDC, Praha, 2008, 116 s.
[4] Pošvářová, M.: Roční zpráva výzkumu 1F82C/012/910 Hodnocení zbytkové
životnosti hlavních ocelových částí mostních konstrukcí z ocelí se zvýšenou
odolností proti atmosférické korozi, Mott MacDonald, Praha, 2010, 300 s.

Fotogalerie:
Obr. 2 Dolní pásnice a stěna mostní konstrukce, včetně nosného svaru, koroze po vrstvách [4]
Obr. 3 Nosný koutový svar mezi stěnou a dolní pásnicí hlavní nosné konstrukce mostu
Toto není ochranná vrstva patiny. Koutový svar má v tomto místě hodnotu a = 2-3 mm, lokálně 5 mm
(oslabení více jak 50%, lokálně 100%). S ohledem na provozovaný mostní objekt nelze odstranit zbytek
korozí poškozeného nosného svaru, protože by zde žádný svar nezůstal [4].
Obr. 4 Pohled shora na dolní pásnici mostní konstrukce s trhlinami ve vrstvě patiny [4]
Obr. 5 Dolní pásnice mostní konstrukce s trhlinami v povrchu oceli, řez po tloušťce profilu [4]
Obr. 6 Dolní pásnice mostní konstrukce s charakteristickou důlkovou korozí v povrchu oceli,
řez po tloušťce profilu [4]
Obr. 7 Dolní pásnice mostní konstrukce s charakteristickou trhlinou v povrchu oceli, řez po tloušťce
profilu [4]

Zdroj: sborník konference Železniční mosty a tunely, leden 2010