Sign In

Näin tutkittiin Haminan suurlipputangon kestävyys

8.11.2019

VTT:n kokeiden perusteella voitiin vahvistaa, että Haminan lipputangon teräs täyttää sille asetetut lujuusvaatimukset. Miten materiaalin kestävyyttä voidaan testata vahingoittamatta rakenteita?

Haminan 100 metrin korkuisen lipputangon teräslevyjen lujuuden selvittämisessä sovellettiin Small Punch –miniatyyritestausta. Se soveltuu menetelmäksi erinomaisesti silloin, kun näytteenotolla ei haluta aiheuttaa vahinkoa rakenteelle. Small Punch -menetelmästä tulee lähiaikoina EN-standardi (prEN10371), joka on tehty eurooppalaisena yhteistyönä, ja jonka kehittämiseen myös VTT on osallistunut.

"Uusi standardi käsittää sekä veto- että virumiskokeen. On varsin todennäköistä, että standardin julkistaminen tulee lisäämään uuden menetelmän hyväksyttävyyttä ja käyttöä monissa teollisissa sovellutuksissa", VTT:n erikoistutkija Juhani Rantala kertoo.

Haminan lipputanko on rakennettu kartioista, jotka asettuvat päällekkäin, ja teräslevyjen seinämänpaksuus muuttuu alaosan 12 mm:stä huipun 6 mm:iin. Lipputangon rakennuttanut ADS Finland Oy irrotti suuren nosturin avulla näytteet lipputangon seinämästä putkiporalla. Noin 10 mm:n halkaisijaisia näytteistä (Kuva 1), valmistettiin halkaisijaltaan 8mm*0.5 mm koekappaleet (Kuva 2), joille suoritettiin Small Punch vetokoe, jonka tuloksena saadaan materiaalin myötö- ja murtolujuus. Vertailukohtana ja miniatyyrituloksen kalibroinnissa käytettiin alhaalta 12 mm:n levystä irrotettuja täysikokoisia 240 mm pitkiä vetokoesauvoja.

Tämä tapaus on hieno esimerkki siitä hyödystä, joka saadaan, kun rakenteesta irrotettava näyte on niin pieni, että se ei heikennä rakennetta (Kuva 2). Monissa tapauksissa näyte voidaan irrottaa myös "skuuppaamalla" jäätelökauhan tavoin, jos seinämänpaksuus on riittävän suuri. Mikäli näytteenottokohdan jännityskeskittymä aiheuttaa huolta, niin se voidaan korjata nopeasti ja edullisesti päällehitsauksella, joka on paljon halvempaa kuin rakenteen leikkaaminen poikki ja uuden palan hitsaaminen tilalle. Tällaisia rakenteita ovat esim. voimalaitosten ja prosessilaitosten putkistot. Porausmenetelmää voidaan taas käyttää ohutlevyille.

 

Kuva 1. Lipputangon seinämän näytteet eri korkeuksilta irrotettuna, paksuudet 6, 8, 10 ja 12 mm.

Kuva 2. Perinteiset täyden koon vetokoesauvat ja Small Punch -miniatyyrikoekappale.