Magyar Acélszerkezeti Szövetség lapja Journal of the Hungarian Steel Association

2006 I. évfolyam 1. szám

Magyar Acélszerkezeti Szövetség lapja – Journal of the Hungarian Steel Association

Fotó: Pelcz József

Ipari acélszerkezetek szerelése

Kivitelezô: tagvállalatunk, a R&M TS Kemon Kft.

A TARTALOMBÓL: •

Korszerû hegesztô- és vágóeljárások, berendezések az acélszerkezet-gyártásban

•

Acélszerkezetek optimálása tûzvédelemre

•

Árrobbanás és spekuláció a horgany világpiacán

•

Eurocode és Web alapú szerkezettervezés az e-Design rendszerrel (opponált)

•

Szélerômûvek alkalmazása energetikai és környezetvédelmi problémáink enyhítésére

•

Acél térrács rúdjainak numerikus vizsgálata és kalibrálási lehetôségei

•

Tûzihorganyzott termékek kezelése és megmunkálása II.

•

MAGÉSZ tagnévsor

2400 Dunaújváros, Papírgyári út 49. Tel.: (25) 512-512 www.molnarrt.hu

TÁJÉKOZTATÓ AZ ELNÖKSÉGI ÜLÉSRÕL

Szövetségi hírek . . . . . . . . . . . . . . 1 Association News . . . . . . . . . . . . . 1

A MAGÉSZ elnökségi ülését 2005. december 7-én tartotta a Magyar Vas- és Acélipari Egyesülés hivatalos helyiségében. Az ülést Markó Péter elnök vezette.

Hírek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 News . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

Az ülésen az alábbi témák kerültek megtárgyalásra:

Pályázati felhívások . . . . . . . . . . . . 3

A 2006. ÉVI MUNKATERV ELKÉSZÍTÉSE Az elõzõ elnökségi ülésen elfogadott ajánlások alapján összeállított „MUNKATERV 2006” 1. sz. tervezetét az elnökség megtárgyalta és kiegészítette. A kiegészített Munkaterv elfogadásáról és a közgyûlés elé terjesztésérõl a következõ elnökségi ülésen hoz határozatot.

EGYEBEK ➠ Költségvetés 2005 Idõarányos felhasználását az elnökség áttekintette, és elfogadta az ülésre elõterjesztett pénzügyi kimutatást.

➠ Tagdíj 2006 Az elnökség a 2005.09.28-i ülésén azzal bízta meg a titkárt, hogy készítse elõ megvitatásra, milyen kihatása lenne a tagdíjbevételre, ha az alsó árbevételi sávot 500 M Ft-ban határoznánk meg. A 2005. év adatai alapján: 1.000 M Ft árbevétel alatt 9 cég fizetett összesen: 1.620 E Ft tagdíjat. Ebbõl: 7 cégnek 500 M Ft alatt van az árbevétele. 2 cégnek 500-1000 M Ft között van az árbevétele. Változatok: – ma: a 7 cég 7x180 E Ft= 1.260 E Ft tagdíjat fizet. – ha: a 7 cég 7x90 E Ft= 630 E Ft tagdíjat fizet, diff.: -630 E Ft 7x100 E Ft= 700 E Ft tagdíjat fizet, diff.: -560 E Ft 7x120 E Ft= 840 E Ft tagdíjat fizet, diff.: -420 E Ft 7x130 E Ft= 910 E Ft tagdíjat fizet, diff.: -350 E Ft Az elnökség a fentiek alapján nem foglalt állást és úgy döntött, hogy a

következõ ülésre újabb elõkészítés készüljön, amely tartalmazza a teljes tagdíjsáv bemutatását. Amennyiben az elnökség úgy dönt, hogy változtatásra kerül a jelenleg érvényes tagdíj mértéke, úgy közgyûlési elõterjesztésre van szükség.

➠ Tagfelvétel – Az elnökség egyhangúlag elfogadta az SBS Szerelõ, Javító és Szolgáltató Kft. (SBS Kft.) (székhelye: 3358 Erdõtelek, Fõ út, Kalász tanya, Pf. 7) tagfelvételi kérelmét. A cég 2005 december 7-étõl a MAGÉSZ tagja. Képviselõje a Szövetségben: Balogh László ügyvezetô igazgató. – Az elnökség egyhangúlag elfogadta az ESAB Kft. (székhelye: 1117 Budapest, Budafoki út 95–97.) pártoló tagi felvételi kérelmét. A döntés értelmében az ESAB Kft. 2006. január 1-jétõl a MAGÉSZ pártoló tagja. Képviselõje a Szövetségben: Kristóf Csaba mûszaki vezetõ.

➠ Adatbázis Az elõzõ elnökségi ülésen döntés született arról, hogy az adatlapokat februárban küldjük ki, kiegészítve – néhány kérdést tartalmazó – kérdõívvel. A kérdõívet az elnökség jóváhagyta.

➠ Alapszabály módosítása „A Szövetség céljának megvalósítását szolgáló eszközök” c. fejezet (Alapszabály III.) módosításra szorul, mivel több pontjában nem felel meg mai céljainknak. Az elnökség által módosított Alapszabályt a közgyûlésnek kell elfogadnia. Az elnök azt kérte az elnökség tagjaitól, hogy 2006. január 25-éig javaslataikat juttassák el a titkárnak.

Konferencia – rendezvény . . . . . . . . 4 Conference – event . . . . . . . . . . . . . 4 Korszerû hegesztõ- és vágóeljárások, berendezések az acélszerkezet-gyártásban . . . . . . . 6 Advanced welding & cutting technologies, equipments for production of welded structures . . . 6 Acélszerkezetek optimálása tûzvédelemre . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Optimization of steel structures for fire resistance . . . . . . . . . . . . . 10 Árrobanás és spekuláció a horgany világpiacán . . . . . . . . . . 20 Priceboom and speculation in the zinc worldmarket . . . . . . . . 20 Eurocode és Web alapú szerkezettervezés az e-Design rendszerrel . . . 24 e-Design as a Eurocode and Web-based Structural Design System . . . . . . . . 24 Szélerômûvek alkalmazása energetikai és környezetvédelmi problémáink enyhítésére . . . . . . . . 43 Use of windpower plants decrease of our energetic and enviromental questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Acél térrács rúdjainak numerikus vizsgálata és kalibrálási lehetôségei . . . . . . . . 50 Numerical examination and calibration of a steel space-truss . . . . . . . . . . . 50 Tûzihorganyzott termékek kezelése és megmunkálása II. . . . . . . . . . . . 54 Treatment of hot dip galvanized steel II. . . . . . . . . . . . . 54 TimeTwin Digital A legnagyobb leolvasztási teljesítmény, a dupla hegesztõhuzalnak köszönhetõen . . 61 TimeTwin Digital Top deposition rate thanks to two wire electrodes . . . . 61 Alkatrészek, részegységek átmeneti korrózióvédelme . . . . . . . 68 Temporary protection of parts and subassemblies against corrosion . . . . . . . . . . . . . 68 Tájékoztatás a MAGÉSZ Magyar Acélszerkezeti Szövetségrõl . . . . . . 72

➠ Cégismertetõ kiadása Tagvállalataink tevékenységének, lehetõségeinek, kapacitásának, elérhetõsé-

Acélszerkezetek 2006/1. szám


1

gének ismertetése – minél szélesebb körben – fontos feladata a Szövetségnek. Ezzel is megkülönböztetjük magunkat a kívülállóktól. A 2002-ben kiadott „Cégkatalógus” mára idejét múlta, és ismételt kiadása nem lenne célravezetõ, mivel tagvállalataink tevékenysége jelentõsen fejlõdött, valamint több cég tagsági viszonya megszûnt és újak léptek be. Az elnökség egyetért a „Cégismertetõ” kiadásával az alábbiak szerint: – csak magyar nyelvû legyen, – A/4 formátumú („Acélszerkezetek” különszám) – két oldal/tagvállalat terjedelemig a MAGÉSZ finanszírozza a kiadást. További oldal is megjelentethetõ térítés ellenében.

➠ A 2005. II. félévi programok áttekintése – Az Acélszerkezeti ankét (MAGÉSZ–KTE) 2005.11.02.-án „Gyártás és szerelés visszahatása a tervezésre” címmel elmaradt. Tagjainkat értesítettük. – A 9. sz. Fémszerkezeti Konferenciát (MAGÉSZ–MKE–ALUTA) 2005. „Gyártástechnológiák, 11. 28-án vizsgálatok és minõsítés” címmel megtartottuk. A levezetõ elnök Markó Péter, a MAGÉSZ elnöke volt. Értékes, jól sikerült konferenciának értékeljük. (cikkünket lásd a 4. oldalon)

Bejelentések ➠ Földi András úr tájékoztatta az elnökséget arról, hogy a „Margit híd” 2006 áprilisában lesz 130 éves. Ebbõl az alkalomból cikket jelentetünk meg az „Acélszerkezetek” címû folyóiratban. ➠ Markó Péter úr tájékoztatta az elnökséget a társszervezetek tervezett együttmûködésérõl, esetleges egyesülésérõl. A MAGÉSZ már korábban közölte, hogy a szövetségek közötti együttmûködést jónak tartja, de mindenféle fúziótól elzárkózik. Miután terjedõben vannak az öszvérszerkezetek, kívánatosnak mutatkozik a vasbeton szakma szervezetével együttmûködni. Az elnök Földi András elnökségi tagot kérte fel a kapcsolat felvételére.

HÍREK ➠ KIVÁLÓ ÉPÍTÉSI TERMÉK MINÕSÉGJEL 2006 február 2-án a Magyar Építõanyagi Szövetség (MÉASZ) szervezésében került megrendezésre az a szakmai értekezlet, ahol a résztvevõk megismerhették és véleményezhették a Kiváló Építési Termék minõségjel (KivÉT) bevezetésére készített tervezetet. Az építési piac egészére jellemzõ, hogy nem érvényesülnek a korszerû, az EU színvonalának és elvárásainak megfelelõ mûszaki követelmények, emiatt az építmények minõsége, tartóssága gyenge. Az építtetõk, kivitelezõk, valamint az építési termékek forgalmazóinak és gyártóinak közös érdeke e kedvezõtlen folyamatnak gátat vetni. A megoldást számos EU tagállamban megtalálták és sikerrel alkalmazzák: védjegy (minõségjel) bevezetésével kell megkülönböztetni a jó minõségû és tartós építési termékeket. A jól ismert CE megfelelõsségi jelölés csak a használatra való alkalmasságot és az alapvetõ követelményeknek való megfelelést jelöli, nem utal a minõségi többletteljesítményre, vagy a termékhez kapcsolódó szolgáltatások fajtáira és színvonalára.

2

A CE jelölés mellett minõségjel használata különösen indokolt, mert a felhasználók széles köre számára jól érzékelõ módon jelzi, hogy az áruk EU-n belüli szabad mozgásához szükséges kötelezõ mértéken felül a termék egyéb elõnyös tulajdonságokkal is rendelkezik. A Kiváló Építési Termék minõségjel legfõbb erkölcsi tartalmát és szakmai súlyát az adja, hogy a rendszert maga az építõanyag-gyártók közössége hozza létre és mûködteti állami szervezetek egyetértésével és támogatásával. A minõségjel használatára minden Magyarországon gyártott vagy forgalmazott építési termékkel, termékcsaláddal pályázni lehet, melyet ipari körülmények között, sorozatban állítanak elõ, és a vonatkozó jogszabályoknak megfelelõen hozzák forgalomba. Pályázhat: minden jogi személy, jogi személyiség nélküli gazdasági társaság, egyéni vállalkozó, kisiparos vagy alkotóközösség, amely az építési terméket gyártja vagy forgalmazza. (forrás: „Kiváló Építési Termék minõségjel” szakmai bemutató értekezletének munkaanyaga)


➠ A HUNGEXPO ZRT. megküldte kiállítási programját 2006-ra, amelybõl a szakmánkat érintõ rendezvényeket az alábbiakban közöljük: – CONSTRUMA Nemzetközi építõipari szakkiállítás 04.04–08. – INDUSTRIA Nemzetközi ipari szakkiállítás

05.16–19.

– SECUREX Nemzetközi munka,- tûzés biztonságvédelmi szakkiállítás 05.16–19. – CHEMEXPO Nemzetközi vegyipari és mûanyagipari szakkiállítás

05.16–19.

– BNV Budapesti Nemzetközi Vásár

09.09–17.

– INFOmarket – INFOtrend Információtechnológia és telekommunikációs vásár 09.09–17. – ÖKOTECH Nemzetközi környezetvédelmi és kommunális szakkiállítás 10.10–13.

AZ ÉV ACÉLSZERKEZETE NÍVÓDÍJ Ismét megjelentettük „AZ ÉV ACÉLSZERKEZETE NÍVÓDÍJ” pályázati felhívásunkat. Sajnos a megjelölt beadási határidôig pályázat nem érkezett.

ACÉLSZERKEZETI DIPLOMADÍJ A felsõfokú intézményekben kiemelkedõ színvonalon végzett mérnökök anyagi és erkölcsi támogatására alapított „ACÉLSZERKEZETI DIPLOMADÍJ” pályázatra az alábbi pályamunkák érkeztek: BME Hidak és Szerkezetek Tanszéke: – Dóka Zsolt:

ACÉLSZERKEZETÛ HANGÁR TERVE

– Kis László:

KÖZÚTI HÍD TERVE

– Kocsis János Zoltán:

VASÚTI HÍD TERVE

– Szabó Lívia:

PARKOLÓHÁZ TERVEZÉSE TÛZTEHERRE

A bírálatok ismeretében a MAGÉSZ elnöksége dönt a díjak odaítélésérõl. A DIPLOMADÍJAK átadására közgyûlésünkön – 2006. május 10-én – kerül sor.

FELHÍVÁS

„130 éves a Margit híd” címmel kerül megrendezésre

a XXV. Acélszerkezeti Ankét a BFFH Közlekedési Ügyosztály, BME Hidak és Szerkezetek Tanszéke, KTE Mérnöki Szerkezetek Szakosztálya, MAGÉSZ, FKF Rt., FÔMTERV Rt., MSc Kft. közös szervezésében.

Helye: BME Díszterme Idôpont: 2006. május 3. (9.00–15.00)


3

KONFERENCIA – RENDEZVÉNY CONFERENCE – EVENT 9. SZ. FÉMSZERKEZETI KONFERENCIA (2005. november 28.) A konferenciát – hasonlóan az elõbbi évekhez – három szakmai szervezet rendezte: • MAGÉSZ Magyar Acélszerkezeti Szövetség • MKE Magyar Könnyûszerkezetes Egyesület • ALUTA Alumínium Ablak és Homlokzat Egyesület A konferencia címe: „Vizsgálat, minõsítés, gyártástechnológia” Levezetõ elnök: Markó Péter, a MAGÉSZ elnöke

A konferencia résztvevôi

A konferencián elhangzott elôadások: – VIZSGÁLATOK A BME TARTÓSZERKEZETI LABORATÓRIUMÁBAN Dr. Dunai László egyetemi tanár (BME Hidak és Szerkezetek Tanszéke)

– FÉMSZERKEZETÛ NYÍLÁSZÁRÓK ÉS FÜGGÖNYFALAK VIZSGÁLATA Sólyomi Péter laborvezetõ (ÉMI) Az elnökség. Balról: File Miklós (ALUTA), dr. Seregi György (MKE), Markó Péter (MAGÉSZ)

– KORSZERÛ HEGESZTÉSI ELJÁRÁSOK ÉS BERENDEZÉSEK Kristóf Csaba mûszaki vezetõ (ESAB Kft.)

– SZÉLERÕMÛVEK OSZLOPAINAK GAZDASÁGOS KIALAKÍTÁSA Dr. Farkas József prof. emeritus (Miskolci Egyetem)

– SZENDVICSPANELEK GYÁRTÓ SORA Bukva Vince ker. vez. (KINGSPAN Kft.)

– TÛZVÉDELMI SZABVÁNYOK ÉS BEVIZSGÁLÁSOK HELYZETE Zellei János ügyvezetô igazgató, az MKE alelnöke (Dunamenti Tûzvédelem Rt.)

4

Dr. Seregi György megnyitója Tisztelt Kolléganõk és Kollégák! A Magyar Könnyûszerkezetes Egyesület nevében szeretettel és tisztelettel köszöntöm a megjelenteket a hagyományos, immáron 9. Fémszerkezeti Konferencián. Ezt a múlt évihez hasonlóan a MAGÉSZ-szel és az ALUTÁ-val közösen rendezzük, mert úgy gondoljuk, hogy a fémszerkezetek vizsgálatával, minõsítésével és egyes gyártástechnológiai kérdésekkel foglalkozó elõadások mindnyájunk szakterületét érintik. Ha ez csak részben igaz, akkor sem árt, ha a társszakma legújabb eredményeivel, problémáival megismerkedünk. Szakmánk, úgy látszik, elég erõs alapokkal rendelkezik, mert a 2004-es sokk, mely kereken duplájára emelte az acéltermékek árát, bár megrendítette, de össze nem omlasztotta, és idén már a kb. 30%-os emelkedést – ha nehezen is – cégeink nagy része el tudja viselni. A mi egyesületünket nem nyugtatja meg, hogy az építõipar 2005. évi várható növekedése jelentõsnek mondható, mert ez fõleg a mélyépítésre (ezen belül az útépítésre) igaz, a magasépítés, ahol mi dolgozunk, viszont stagnál, vagy éppen megrendelési hiánnyal küzd. Fentiek miatt nem szabad lebecsülni a kisebb feladatokat, a felújítási és rekonstrukciós munkákat sem. Azokat, ahol a fémszerkezeteknek csak kiegészítõ szerepük van, vagy együtt, kombinálva jelennek meg a hagyományos építõanyagokkal, a téglával vagy a betonnal. Mindannyian sokoldalú mûszaki szakemberek és nem szakbarbárok vagyunk, ezért el kell fogadjuk azt az alapelvet, hogy minden építõanyagot ott célszerû használni, ahol az a mûszaki,


építési követelményeket a legjobban kielégíti és amellett a leggazdaságosabb. Ez az elv érvényesül manapság a gabonatárolóknál, amelybõl egy év alatt 1 millió tonna gabona tárolására alkalmas raktárt, silót kell megépíteni. Sok helyen a padozatos tárolású gabonaraktáraknál – fenti elvek alapján – az alapozást, a padlószerkezetet és a támfalakat betonból, illetve vasbetonból, a támfal feletti oldalfalakat, végfalakat és a tetõt acélvázas könnyûszerkezettel oldják meg. De gyakori, hogy bevásárlóközpontoknál az elõre gyártott vb. vázat, fémbázisú könnyûszerkezetes térelhatárolással burkolják, vagy vb. oszlopokra acél fõtartók, vékony falú hajlított szelemenek és könnyû burkolatok kerülnek. De továbbmenve ezen a gondolatsoron megemlítem, hogy a homlokzati üvegfalaknál, függönyfalaknál is gazdaságosan alkalmazzák az ún. „rátét” szerkezeteket, amikor is a teherviselõ bordákat acélból, az üvegfogó és -szorító profilokat pedig alumíniumból készítik. Az elmondott vegyes szerkezetû épületeknél esetenként gondot okoz a különféle anyagból és felfogással kifejlesztett alrendszerek kapcsolata. Ezért Polgár Lászlóval, a Magyar Betonelemgyártó Szövetség elnökével tervbe vettük, hogy errõl a témáról a 2006. évben közös konferenciát szervezünk egyetemi és gyakorlati szakemberek részvételével. Most azonban figyelmünket a mai nap elõadásaira fordítsuk, mert reméljük, hogy azok, a korábbiaknak megfelelõen, tartalmasak lesznek.

A MAGÉSZ ÉVZÁRÓ ÉRTEKEZLETE (2005. december 7.) Program: – MEGNYITÓ Markó Péter elnök (MAGÉSZ)

Visszatekintve 2005-re megállapítható, hogy az év a szakmában rettenetesen nyögve nyelõsen indult. Tagvállalataink zöme április–májusig megrendeléshiánnyal küzdött, majd beindult az ajánlatkérési dömping, és még máig is tart a jelentõs, olykor 30%-os túlterhelés. Az nyugodtan kijelenthetõ, hogy nagyon régen nem volt olyan évforduló, hogy tagvállalataink nagy része már márciusi kapacitásai lekötésével legyen elfoglalva. Ennek döntõen két oka van. Egyrészrõl végre Magyarországon is beindultak az infrastrukturális beruházások, így elsõsorban a hídépítések, és az ezzel a szakággal foglalkozó cégeink jelentõs feladathoz jutottak. Másrészrõl érezhetõ, hogy a magas acélalapanyag-ár miatti tavalyi csõdhullám, ami Nyugat-Európán belül elsõsorban a német acélszerkezet-gyártókat érintette, jelentõs kapacitáshiányt okozott ezen a számunkra fontos piacon. Ez a vákuum ma már meglátszik a magyar acélszerkezeti export volumennövekedésében. Persze ne csak a jó oldalakról emlékezzünk meg évértékelésünkben! Tagvállalataink nagy része súlyos gondokkal küszködik az általa legyártott, de a vevõk által ki nem fizetett termékek miatt. Ezek egy része a magyar gazdaságot sújtó körbetartozások következménye, melynek mértéke egyes becslések szerint csak iparági szinten eléri 150 Mrd Ft-ot. Ugyanakkor megjelentek a piacon azok a „vevõk” is, akik a megrendelés pillanatában is tudták, hogy nem lesz pénzük a termék kifizetésére. Ezek a kalandorok, és nem csak magyarok, nagyon nagy kárt okoznak nekünk, és nem csak anyagiakban, hanem az üzleti bizalom általános elvesztében is. Mindenesetre ismerve a magyar infrastrukturális igényeket, a kelet-európai beruházási boomot, a nyugat-európai energetikai beruházások mértékét, bizakodva tekinthetünk a jövõ elé. Ezeket a szép feladatokat, már csak rajtunk múlik, hogy meg tudjuk valósítani. Ehhez kívánok sok erõt, nagy elõlegeket, jó egészséget, boldog új évet a 2006-os évre!

– ACÉLIPARI HELYZETKÉP, JÖVÕBENI KILÁTÁSOK Marczis Gáborné Dr. a mûszaki tudományok kandidátusa, igazgató (Magyar Vas- és Acélipari Egyesülés) Az igen értékes, magas színvonalú elõadást elõzõ számunkban közöltük. Markó Péter megnyitója Tisztelt Kollégák, kedves Vendégeink! Ismételten eltelt egy év, és tavalyi ígéretünknek megfelelõen, idén is szerettünk volna szakmai találkozót szervezni tagjaink részére, hogy így az év vége felé közeledve, fórumot biztosíthassunk nektek az idei év eredményei és problémái megbeszélésére. Örömmel tölt el bennünket, hogy ilyen sokan elfogadtátok meghívásunkat, és szakítottatok idõt ezen eszmecserére. Az elmúlt idõszakra visszatekintve mindenesetre elmondhatjuk, hogy az elõzõ évekhez képest a szakmánkat döntõen befolyásoló acél alapanyag ára – ha egy jóval magasabb szinten is, de – stabilizálódott, sõt az év középsõ harmadában, fõleg a hengerelt profilok területén még némileg csökkent is. Sajnos ez a tendencia ma már a múlté, és igaz hogy lassú, de ismételt emelkedésnek vagyunk szenvedõ részesei. Mindenesetre egyelõre a mi szerzõdéseinknél gyakori, hosszabb szállítási határidõkre ma már könnyebben tud a megkeresett cég értékelhetõ ajánlatot adni.

A résztvevôk egy csoportja. Balról: Molnár Zoltán vezérigazgató (Molnár Rt.), Nagy Antal igazgató (NAGÉV Kft.), Csohány Antal igazgató (Pilon Technika 52 Kft.), Papp Zoltán igazgató (Rutin Kft.), Gopcsa Péter stratégiai igazgató (KÖZGÉP Rt.), Földi András igazgató (MSc Kft.), Deák László mûszaki igazgató (MCE Nyírgyháza Kft.)

Dr. Domanovszky Sándor Széchenyi-díjas hegesztési fômérnök méltatja a MAGÉSZ kiadványait


5

Kristóf Csaba mûszaki vezetõ, technikai menedzser ESAB Kft.

KORSZERÛ HEGESZTÕ- ÉS VÁGÓELJÁRÁSOK, BERENDEZÉSEK AZ ACÉLSZERKEZET-GYÁRTÁSBAN ADVANCED WELDING & CUTTING TECHNOLOGIES, EQUIPMENTS FOR PRODUCTION OF WELDED STRUCTURES A hegesztettszerkezet-gyártók számára számos lehetõséget kínálnak a gyártás hatékonyságát növelõ új technológiai megoldások és az ezekhez kínált berendezések. A korszerû szerkezeti acélok lehetõvé teszik az ívhegesztés leolvadási teljesítményének jelentõs növelését, amellyel a hegesztéstechnológia intenzitása növelhetõ. Erre a célra számos eljárásváltozat és hozzá megfelelõ berendezés kapható. Ugyanakkor figyelemmel kell lenni a gyártás szervezésére is, amely a gyártóhelyek egyenletes kapacitás-elosztásával lehetõvé teszi, hogy az intenzív hegesztéstechnológia révén a termék átfutási ideje is csökkenjen, azaz hogy az egész gyártási folyamat hatékonyabb legyen. A következõkben a hazai gyártók figyelmét mind jobban felkeltõ szélerõmûgyártás példáján mutatunk be néhány korszerû, jellegzetes megoldást.

New solutions of welding technologies and its equipments offer possibilities for the manufacturers of welded steel constructions. Advanced structural steels make it possible inrease deposition rates using arc welding, which leads to a highly intensive welding technology. To realize this, differerent process variants and equipments are avalable on the market.

A szélerõmûgyártás intenzív vágás- és hegesztéstechnológiát igényel. A tornyonként akár 100 t acél feldolgozásához nagy pontosságú vágóeljárásra, a hegesztéshez tornyonként felhasznált 700...1500 kg hegesztõanyag leolvasztásához pedig termelékeny eljárásokra és berendezésekre van szükség.

dilemmát az okozza, hogy a jelentõsen nagyobb vágási sebességet kínáló plazmavágó rendszerek (lángvágás: 150...500 mm/min, plazmavágás: 1500...2500 mm/min, a vastagságtól függõen) beruházási és üzemeltetési költsége (különösen a drága kopó alkatrészek miatt) lényegesen meghaladják a lángvágásét. Gazdaságossági elemzések azonban azt mutatják, hogy a teljesítménynövekedés révén a folyóméterre esõ vágási költségek mégis a plazmavágás javára billentik a mérleg nyelvét. Tudni kell azonban, hogy a plazmavágó rendszer eredményes használata a technológiai tervezéstõl és különösen a gépkezelõtõl a megszokottnál nagyobb figyelmet igényel. Ha ez nem biztosítható, nehézségekbe ütközik a drága rendszer hatékony alkalmazása.

1. LEMEZTÁBLÁK MÉRETRE VÁGÁSA ÉS LEÉLEZÉSE A szélerõmûvek toronyszerkezete általában kúpos kialakítású, és viszonylag vastag lemezek felhasználásával készül. Ez a tény igényes feladat elé állítja a vágástechnológiát. Két fontos követelményt emelünk ki: – az egyes övlemezek geometriai hibája közvetlenül befolyásolja az illesztéskor keletkezõ hézag méretét, illetve a torony geometriailag helyes összeállítását; – a nagy lemezvastagság miatt általában szükséges a lemezszélek leélezése (1. ábra). A gyártás hatékonysága érdekében ehhez a mûvelethez célszerûen CNC vezérlésû termálvágó berendezéseket használnak. Fontos, gyakran nehezen eldönthetõ kérdés, hogy a jól bevált, megbízható lángvágás, vagy a nagyobb vágási sebességgel kecsegtetõ plazmavágás az elõnyösebb választás. A szóban forgó vastagságtartományban (10-50 mm, átlagosan kb. 25 mm) a két eljárással elérhetõ vágási pontosság és vágási felület jó közelítéssel egyenértékû. A

6

However attantion should be paid to the productionflow, to create even capacity of the single stations, to decrease the whole production time of the product utilazing intensive welding technolgies. The local producers in Hungary can find below some interesting solutions in examples taken from the common windmill production.

1. ábra: Jellegzetes vágási feladatok szélerõmû gyártásnál


miközben a hegesztett kötés minõsége a széles választékban kapható, célszerûen megválasztható huzal-fedõpor kombinációk révén jól kézben tartható. A nagy varratkeresztmetszetek feltöltése vízszintes helyzetben célszerû, hogy a fedett ívû hegesztéssel elérhetõ nagy leolvadási teljesítmény (1. táblázat) elérhetõ legyen. b)

a)

2. ábra: Élezésre is alkalmas vágóegységek a) plazmavágás; b) lángvágás

A leélezés mindkét eljárással megvalósítható (2. ábra). A lángvágáshoz használt három égõs egységek hagyományos eszköznek minõsülnek. A plazmavágáshoz függõleges és vízszintes tengely körül állítható pozíciójú égõt alkalmaznak, amely az élezést több lépésben, ám a lángvágásénál lényegesen kisebb hõbevitel és nagyobb vágási sebesség mellett végzi.

Forgástestek hegesztésérõl lévén szó, kézenfekvõ (és a termelékeny gyártás érdekében megkerülhetetlen) megoldás forgató készülékek (4. ábra) és megfelelõ hegesztõállványok alkalmazása (5. ábra).

A nagy teljesítményû plazmavágó rendszerek alkalmazása esetén nem kerülhetõ meg a füst- és zajemisszió korlátok között tartása. Számos megoldás mellett hatékony eljárásnak bizonyult a víz alatti vágás technológiája (2. b ábra). 5. ábra: Hegesztõállvány

2. KÖPENYEK HENGERÍTÉSE, EGYENGETÉSE ÉS FÛZÕHEGESZTÉSE A termálvágással készült köpenylemezekbõl hengerítéssel állítják elõ a torony öveit. Természetesen nagyobb átmérõ és nem elég hosszú lemeztáblák alkalmazása esetén ezt megelõzõen alkotó menti tompavarrat hegesztésére is szükség van. A választás kritériuma nyilvánvaló: a nagyobb méretû lemeztáblák beszerzési és fuvarköltségei (!) legyenek kisebbek a járulékos hegesztés költségeinél. Ha tekintetbe veszszük ennek beruházási, mûveleti és vizsgálati költségeit, a jó megoldás általában a megfelelõ méretû 3. ábra: Köpenylemez hengerítése lemeztábla vásárlása.

4. ábra: Forgató berendezés

Megválasztásukhoz néhány fontos szempont (6. ábra): – A hegesztõállvány munkaterülete: a gerenda maximális kinyúlása (G) és az oszlop magassága (a gerenda emelési magassága: A,B,C): – A gépkezelõ elhelyezése lehetséges a gerendára szerelt, biztonságos ülés, vagy a berendezés hatékonyabb kezelését lehetõvé tévõ video rendszer segítségével az állvány alap plattformján. – A rugalmas alkalmazás érdekében célszerû sínen mozgó kivitelt választani.

3. HOSSZVARRATOK KÜLSÕ FEDETT ÍVÛ HEGESZTÉSE ÁLLVÁNYOS HEGESZTÕGÉPPEL A jelentõs mennyiségû, nagy falvastagságú varrat fedett ívû hegesztése vitán felül a legjobb megoldás. Az eljárás megfelelõ lehetõségeket kínál az intenzitás szempontjából itt döntõ jelentõségû leolvadási teljesítmény növelésére, 1. táblázat: Fedett ívû hegesztés eljárás változatainak leolvadási teljesítménye

FI eljárás változat Egy huzalos Iker huzalos Tandem elrendezés Tandem iker huzalos

Huzal kombináció 1 2 2 4

x x x x

4,0 2,5 4,0 2,5

mm mm mm mm

Leolvadási teljesítmény (100% bi) 12 15 25 38

kg/h kg/h kg/h kg/h

6. ábra: Hegesztõállvány fõ méretei és munkatartomány

4. HOSSZVARRATOK BELSÕ FEDETT ÍVÛ HEGESZTÉSE ÁLLVÁNYOS HEGESZTÕGÉPPEL Ehhez a mûvelethez célszerûen az elõzõhöz használt technológiát és berendezéseket használják. Gyakran visszatérõ kérdés, hogy szükséges-e és milyen eljárással a záróvarrat hegesztése elõtti gyökfaragás. Természetesen az a leghatékonyabb, ha jó minõségû illesztések lehetõvé teszik az egyenletes beolvadással járó fõoldali hegesztést. A fedett ívû hegesztés mély beolvadása jól hasznosítható a záró-


7

oldal hegesztésénél, ha a gyök átolvadása nem kifogástalan. Mégis, a biztonság érdekében és a szögdeformáció megelõzését szolgáló kiegyensúlyozott hõbevitel érdekében beiktatják ezt a mûveletet. A hagyományos (egyes berendezéseknél gépesített) széníves faragás mellett újabban a plazmaíves faragást alkalmazzák erre a célra.

8. ÖVEK BELSÕ KÖRVARRATAINAK HEGESZTÉSE Ehhez a mûvelethez lehetséges a célszerûen elhelyezett állványos hegesztõgépet is használni, ám a tapasztalat azt mutatja, hogy ez egyszerûbben és rugalmasabban megoldható az erre a célra kifejlesztett, különleges hegesztõtraktorral (10. ábra). A traktor hajtómûvének kialakítása lehetõvé teszi az illesztés kényelmes manuális követését a nehéz körülmények között dolgozó gépkezelõ számára.

7. ábra: Hosszvarratok hegesztése

5. ILLESZTÕ PEREMEK HEGESZTÉSE A gyártási folyamat kialakításától (a rendelkezésre álló gépi hegesztõ kapacitástól) függõen ez a mûvelet kézi MAG eljárással vagy fedett ívû automatikus hegesztéssel is elvégezhetõ. Az elõbbihez a nagy varratkeresztmetszet indokolja a nagy leolvadási teljesítmény mellett is kifogástalan varratfém-minõséget adó portöltéses huzalok alkalmazását.

6. ÖVEK ILLESZTÉSE A hosszvarratukkal készre hegesztett övek illesztése manuális segédeszközökkel, megfelelõ minõségben végezve, a nagy falvastagság és méretek miatt meglehetõsen munka- és idõigényes mûvelet. Ezért indokolt lehet a hidraulikus mûködtetésû illesztõ készülék. E rendkívül kényes, az egész szerkezet geometriája szempontjából döntõ jelentõségû mûvelet a szélerõmûtorony-gyártás legfontosabb eleme. A megfelelõ alakadást követõen létrehozott illesztések fûzõhegesztéséhez melegrepedésre nem érzékeny, a fûzõvarratok biztos beolvadását garantáló, fogyóelektródás ívhegesztést kell használni (célszerûen portöltéses huzallal). 8. ábra: Övek illesztése

7. ÖVEK KÜLSÕ KÖRVARRATAINAK HEGESZTÉSE Az általában szállítási egység méretûre növelt szekciók hegesztéséhez nagy teljesítményû, a hegesztõgépével integrált vezérlésû, szabályozható forgási sebességû forgató készülékre van szükség. A hegesztõfejet a már megismert hegesztõállvány tartja. A folyamat irányítását a gépkezelõ video monitor segítségével a padló9. ábra: Körvarrat hegesztése kívülrõl szintrõl végzi.

8

10. ábra: A2 Tripletrac belsõ körvarratok hegesztésére

9. BÚVÓNYÍLÁSPEREM HEGESZTÉSE E kényes és a nagy falvastagság miatt munkaigényes mûvelet hatékony végrehajtásához az illesztés változó vonalát megbízhatóan követõ készüléket fejlesztettek ki (11. ábra). A fogyóelektródás, védõgázas eljáráshoz célszerûen nagy leolvadási teljesítményt és kifogástalan varratfémminõséget adó portöltéses huzal alkalmazá- 11. ábra: Búvónyílásperem gépesített hegesztése sa célszerû.

10. RÉSZEGYSÉGEK HEGESZTÉSE A szélerõmûvekhez számos, hegesztett szerkezetû részegység tartozik (pl. hajtómûházak), amelyek hatékony hegesztéséhez a nagy leolvadási teljesítményû, fogyóelektródás eljárások és hogy azok kihasználhatók legyenek, pozicionáló készülékek alkalmazása indokolt.


11. HEGESZTÕANYAGOK A szélerõmûgyártásban használt acél alapanyagok általában nem igényelnek a megszokottól szigorúbb követelményeket a hegesztõanyagokkal szemben. Extra nagy szilárdságú (EHS) acélokat, 460 MPa-nál nagyobb folyáshatárral általában nem alkalmaznak a toronyhoz, lévén alapvetõen nyomásnak kitett szerkezet. A ridegtörési biztonság követelményeit a jellemzõ üzemi hõmérsékleteken legfeljebb –50 °C átmeneti hõmérsékletû varratfémmel ki lehet elégíteni. Ilyen alkalmazásra igen nagy választékban állnak rendelkezésre hegesztõanyagok. Megválasztásuknál tehát a hangsúly az elérhetõ leolvadási teljesítményen és az olyan technológiai tulajdonságokon van, amelyek az alkalmazás szempontjából fontosak (pl. salakleválás, áramterhelhetõség, porozitási hajlam stb.).

ÖSSZEFOGLALÁS

2006. május 24–26. Siófok, Hotel Azúr A konferencia fõbb témái az M8 autópálya – Dunaújvárosi Duna-híd építése, Fejér megye hídjai és a közúti hídfenntartás, hídrehabilitáció aktuális kérdései. Május 25-én délután a szakmai kirándulás célpontja az épülõ dunaújvárosi Duna-híd lesz. A konferenciára a résztvevõi, elõadói és kiállítói jelentkezéseket egységesen 2006. április 10-ig várják a szervezõk. A konferencia szervezõje az Útgazdálkodási és Koordinációs Igazgatóság Hídosztálya, osztályvezetõ Sitku László (1024 Budapest, Fényes Elek u. 7–13. telefon: 336-8245; fax: 336-8256; e-mail: [email protected]). A konferencia részvételi díja 55 000 Ft, amely nem tartalmazza a szállásköltséget. A konferencia alkalmából várhatóan megjelenik a „Közúti hidász almanach” második kötete, amely a 2005. esztendõ eseményeit igyekszik összefoglalni. A 2004-ben útjára indított sorozat egy-egy év híd szakterületi eseményeit és híreit három könyvrészben tárgyalja: Anno 2004, Tanulmányok, és Hasznos adatok. Reméljük, e kiadvány is hozzájárulhat ahhoz, hogy a hazai hidász munkáról átfogóbb képet kapjon minden szakember és érdeklõdõ.

www.esab.hu

A szélerõmûgyártás az elmúlt években dinamikusan fejlõdõ tendenciát mutat szerte a világon, és ez az elõrejelzések alapján a következõ években is folytatódni fog. Ilyen gazdasági környezetben arra lehet számítani, hogy a gyártókapacitások fokozódása miatt élesedik a verseny az iparágban. A fentiekben megmutattunk néhány megoldást, amelyet a hatékonyság és nyereségesség érdekében alkalmaznak azok a vállalatok, amelyek e versenyben immár vezetõ pozíciót töltenek be. Példájuk talán azon vállalkozások számára is követendõ, amelyek ugyan nem szélerõmûtornyokat gyártanak, ám hatékonyságra és nyereségre szükségük van. (x)

47. HÍDMÉRNÖKI KONFERENCIA


9

Jármai Károly Farkas József Miskolci Egyetem, Miskolc, Magyarország

Rodrigues J.P.C. Coimbrai Egyetem, Coimbra, Portugália

ACÉLSZERKEZETEK OPTIMÁLÁSA TÛZVÉDELEMRE OPTIMIZATION OF STEEL STRUCTURES FOR FIRE RESISTANCE A cikk célja, hogy bemutassa acélszerkezetek optimálási folyamatát tûzvédelemre az Eurocode 1 és 3 (1.1 és 1.2 részek) felhasználásával. Összehasonlítást teszünk négyzet szekrényszelvényû (SHS) oszlop és négyzet-, négyszögszelvényû (SHS, RHS) gerendák alkalmazásával egy tartály alátámasztó keretnél (1. ábra). Tûzvédelemre optimálva a szerkezetet megmutatja, mennyibe kerül a biztonság, milyen viszony van a keret tömege és a tûzállósága között. Egy viszonylag új és jól használható optimáló módszer kerül bemutatásra és alkalmazásra, az evolúciós alapokon nyugvó részecskecsoport (particle swarm optimization PSO) módszer. Ennél a módszernél a csoportban lévõ egyedek (pl. madarak) szociális viselkedését szimuláljuk.

The aim of the paper is to show the process of optimization for fire resistance according to Eurocode 1 and 3 (Parts 1.1 and 1.2). We made comparisons for square column sections (SHS) and square and rectangular beam sections (SHS, RHS) for a pressure vessel supporting frame (Fig. 1). Optimizing for fire resistance shows, how much safety costs, what is the relation between the mass of the frame and the fire resistance of it. A relatively good and applicable optimization technique is shown, the evolutionary particle swarm optimization (PSO) technique. At this technique we simulate the social behaviours of particles (e.g. birds).

1. BEVEZETÉS

szerkezet térfogatát és tömegét. Kihajlási és helyi horpadási feltételeket veszünk figyelembe a tervezésnél. Elsõ lépésben a szerkezet tömegét minimáljuk mint célfüggvényt. Részletesebb célfüggvény lehet a késõbbiekben, mely tartalmazza az anyag-, gyártási és szerelési költségeken kívül a tûzvédelem költségeit is.

A tûzvédelem kutatása korábban más területek mögé szorult mind tudományos, mind technológiai vonatkozásban. Ez kétség kívül a probléma összetettségének tulajdonítható és annak, hogy nem tekintették eléggé fontosnak. A biztonság általában és a tûzvédelem azután vált fontossá, hogy több katasztrófa történt az elmúlt években. A tûzvédelem általános definíciója azt jelenti, hogy az adott szerkezet, vagy szerkezeti elem meddig képes a tûz kitörése után azt a funkciót ellátni, amire tervezték [1]. Az acélszerkezeteket mind ipari, mind lakóépületeknél alkalmazzák, mivel számos elõnyük van. Mindazonáltal ezen szerkezetek védelem nélkül hamar tönkremennek tûz esetén [2]. Az acél jó hõvezetõ képessége, anyagjellemzõi erõs hõmérsékletfüggésével együtt rövid idõ alatt nagy alakváltozásokat eredményezhetnek, ami az épület összedõléséhez vezethet. Acélkeretek tervezése tûzvédelemre az Eurocode 1 és 3 1.2 fejezete [4, 6] alapján történhet. Az acél védve lehet olyan anyagokkal, mint kõzetgyapot, gipszkarton, beton, hõszigetelõ festék, valamint vízzel töltött szerkezetek. Ezen cikkben egy keret tûzvédelemre tervezésének optimálását mutatjuk be. Egy viszonylag egyszerû keretmodellt választva bemutatjuk, hogyan kapcsolható össze a két terület hegesztett acélszerkezeteknél (1. ábra). A keret tartály alátámasztásra szolgál és függõleges és vízszintes terhelése van (2. ábra). Zártszelvényû oszlopot és gerendát használunk azért, hogy csökkentsük a

10

2. A KERETELEMEK SZÁMÍTÁSA A gerendák négyszög, vagy négyzetszelvénybõl (RHS, SHS) készülnek, melynél a változók h2, b2, tf2, az oszlopok négyzetszelvénybõl (SHS) készülnek, melynél a változók h1, tf1. A négyszögszelvényû (RHS) gerenda keresztmetszet területe a magasság h, a szélesség b és a vastagság t esetén, figyelembe véve a kerekített szelvénysarkokat, melyek sugara R = 2t és feltételezve, hogy b2 = h2/2, az Eurocode 3 1.1-es része [5] alapján a következõ módon számítható ,

(1)

A négyzetszelvényû (SHS) oszlopra a következõ


,

(2)

Az inercianyomaték RHS szelvényû gerendára a következõ (3. ábra). . (3) .

. (4) .

Az SHS szelvénynél .

(5)

1. ábra. Tartó keretszerkezet függõleges és vízszintes terheléssel

2.1. A hajlítónyomatékok és erõk a függõleges F erõbõl a 2. ábrán láthatók Glushkov et al. [7] számítási képletei alapján [8, 9]: , (6)

,

(7)

.

(8)

Mind az oszlop, mind a gerenda zártszelvényû. A hajlítónyomatékok és a nyomóerõk a keret egyes elemeiben és pontjaiban a következõ módon számíthatók ,

(9)

,

(10)

,

(11) 2. ábra. Hajlítónyomatékok és a nyomóerõk a keretnél

,

(12)

,

,

(13)

(14)

,

(15)

.

(16)

3. ábra. Az RHS és SHS szelvények


11

2.2. Hajlítónyomatékok a vízszintes keretben a vízszintes Fb erõ hatására (4. ábra) A vízszintes erõ a függõleges tizedrésze ,

/

(17)

,

(18)

,

(19)

,

(20)

.

(21)

2.3. Stabilitási-feszültségi feltétel a gerendánál (E pont, nincs tûzvédelem) [5] alapján , (22) . A hajlítási horpadási tényezõ

M 0= F bL 4

,(23)

;

a kihajlási félhullámhossz Ky2 = 0.5, (24) 4. ábra. Hajlítónyomaték diagram és szögelfordulások a vízszintes Fb erõk hatására a vízszintes keretnél

; E a rugalmassági modulusz, (25) ;

a kihajlási félhullámhossz Kz2 = 0.5, (26)

2.4. Stabilitási-feszültségi feltétel a gerendánál (E pont, tûzvédelemmel) [6] szerint Az elem 3-as osztályú szelvény, mely kétirányú hajlításnak és nyomásnak van kitéve

,

(27) ,

χ2.min számítása

értékébõl,

,

(33) (28)

χi, min fi (i = 1,2) értéke a χy, fi és χz, fi kisebb értékébõl számítandó: ,

, (29) (30)

,

(34)

ahol ,

(35)

, és (31) .

12

(32)


.

(36)

A dimenziónélküli karcsúság a Θa hõmérsékleten, a következõképpen számítható: (53) ,

(37)

.

(38)

2.6. Stabilitási-feszültségi feltétel az oszlopnál (C pont, tûzvédelemmel) [6] alapján

A zártszelvény alkalmazása miatt nincs szükség az elcsavarodó kihajlás vizsgálatára.

Az elem 3-as osztályú szelvény, mely kétirányú hajlításnak és nyomásnak van kitéve

.

,

.

(39)

(54) A paraméterek meghatározása a 34–53 egyenleteknek és az 1. táblázatnak megfelelõen történik.

ahol ,

(40)

Az oszlopra .

a gerendára ,

(41)

,

(42)

(55)

A zártszelvény alkalmazása miatt nincs szükség az elcsavarodó kihajlás vizsgálatára.

3. A LEMEZ ELEMEK HELYI HORPADÁSA A helyi horpadás számításához az [5] által megadott határkarcsúságokat használjuk.

ahol

3.1. A gerenda övlemeze (43)

.

, .

(44)

(56)

3.2. A gerenda gerinclemeze .

(57)

2.5. Stabilitási-feszültségi feltétel az oszlopnál (C pont, nincs tûzvédelem) [5] alapján 3.3. Az oszlop övlemeze ,

,

(45)

(46) , (47)

.

.

(58)

3.4. Az oszlop gerinclemeze ,

(59)

Ahol tûzvédelemre tervezés esetén

(48) . , (49) ,

(50)

(51) ,

,

4. A HÕMÉRSÉKLET ÉS AZ ANYAGJELLEMZÕK MEGHATÁROZÁSA EMELKEDÕ HÕMÉRSÉKLET ESETÉN A hõmérséklet emelkedését tûzvédelem nélküli szerkezetnél [6, 10] alapján határozhatjuk meg: Kezdõidõnek vesszük a ti = 0 értéket, az idõperiódus: ∆ti = 5 másodperc, ti = ti + ∆ti [sec], (61) Az idõ tartománya 0 ≤ ti ≤ tmax [sec],

(52)

(60)

(62)

ahol tmax lehet 1/2, 1, 1 1/2, 2 , 4 óra, ami 1800, 3600, 5400, 7200, 14400 [sec].


13

Az acél hõmérséklete változik 20 [°C] ≤ Θa ≤ 1200 [°C] között. (63) A kezdõértékek a következõk: Θa = 20 [°C], ∆Θa = 0 [°C], ρm = 7850 kg/m3.

(64)

A fajhõ a hõmérséklet függvényében a következõképpen határozható meg, ha 20 ≤ Θa < 600 [°C] , (65) ca = 425+7.73x10-1Θa-1.69x10-3Θ2a+2.22x10-6Θ3a [J/kgK], (66) ha 600 ≤ Θa < 735 [°C] , ca = 666+13002/(738-Θa) [J/kgK],

(67) (68)

ha 735 ≤ Θa < 900 [°C] , ca = 545+17820/(Θa-731) [J/kgK],

(69) (70)

ha 900 ≤ Θa < 1200 [°C] , ca = 650 [J/kgK].

(71) (72)

A gáz hõmérséklete a tûzhatásnak kitett szerkezeti elem környezetében (szabványos hõmérséklet-idõ görbe) ,

..

A nettó hõáramlási fluxus h&netc = αc(Θg-Θa) ,

(73)

(74)

ahol a hõáramlási tényezõ αc = 25 [W/m K] 2

(75)

A nettó hõsugárzási fluxus h&netr = Φεmεfσ[(Θg+273)4-(Θa+273)4 [W/m2], (76) ahol a konfigurációs tényezõ Φ = 1, az elem felületi sugárzóképessége εm = 0.8, a tûz sugárzóképessége εf = 1.0, a Stephan Boltzmann állandó σ = 5.67x10-8 [W/m2K4],(77) A teljes nettó hõ fluxus a hõsugárzási és a hõáramlási fluxusok összegébõl számítható h&netd = h&netc+h&netr, (78) .

(79)

5. ábra. A folyáshatár és a Young-féle modulusz redukciós tényezõi a hõmérséklet függvényében 1. táblázat. A folyáshatár és a Young-féle modulusz redukciós tényezõi a hõmérséklet függvényében

Hõmérséklet (C)

ky,Θ redukciós tényezõ (fy-ra)

20 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 0,780 0,470 0,230 0,110 0,060 0,040 0,020 0,000

kE,Θ redukciós tényezõ (Ea-ra) 1,000 1,000 0,900 0,800 0,700 0,600 0,310 0,130 0,090 0,0675 0,0450 0,0225 0,0000

5.1. A folyáshatár meghatározása A folyáshatár egy adott hõmérsékleten számítható a ky,Θ redukciós tényezõbõl fy,Θ = ky,Θ fy. (83) 5.2. A Young-féle modulusz meghatározása A Young-féle modulusz egy adott hõmérsékleten számítható a kE,Θ redukciós tényezõbõl Ea,Θ = kE,Θ Ea. (84) ky,Θ és kE,Θ értékei az 1. táblázatból és a 4. ábrából számíthatók.

6. TÛZ ESETÉN A HATÁSOK SZÁMÍTÁSA ahol

a szelvénytényezõ védelem nélküli acélelemeknél.

A hõmérsékletváltozás

,

(80)

ahol ksh = 1.

(81)

Az acélelem felületi hõmérséklete Θa = Θa+∆Θa.

(82)

5. AZ ACÉL ANYAGJELLEMZÕINEK MEGHATÁROZÁSA MAGASABB HÕMÉRSÉKLETEKEN A folyáshatár és a Young modulusz meghatározása magasabb hõmérsékleten a Eurocode 3 1.2 része [6] alapján történik. Az 5. ábra és az 1. táblázat tartalmazza a redukciós tényezõket 20 és 1200 °C között.

14

A szerkezeti elemek tûzállóságának általános definíciója a következõ: az az idõ, mely után a tûzhatásnak kitett szerkezet nem képes funkcióját tovább ellátni. Eddig a tûzállóság, mely az egyes nemzeti elõírásokban a tûzvédelmet jelentette nem a tényleges, véletlenszerûen elõforduló és méretû tûzre vonatkozott, hanem a szabványos tûzre (ISO 834) [11]. Ezért a teherviselõ szerkezeti elemeknél a szabványos tûzállóság azt az idõt jelenti, mely után már nem képesek elviselni a véletlenszerûen adódó, kombinált erõhatásokat az Eurocode 1 1.2 részének [4] megfelelõen ΣγGA·Gk+ψ1,1·Qk,1+Σψ2,i·Qk,i+ΣAd(t), (85) ahol: Gk az állandó terhelések karakterisztikus értékei, Qk,1 a fõ változó terhelések karakterisztikus értékei, Qk,i egyéb változó terhelések karakterisztikus értékei, Ad(t) a hatások tervezési értékei a tûzkitöréstõl, vagy egyéb nem közvetlen tûzhatástól, γGA az állandó terhelések részbiztonsági tényezõje véletlenszerû eseményekre, ψ1,1 , ψ2,i az együtthatók kombinációja épületeknél az Eurocode 1 [3] szerint.


Az összefüggés utolsó tagja jelenti az interakciót a felmelegedett elemek és a hideg szerkezet között, melynek az része. Az elsõ tag a mechanikai hatásokat jelenti a felmelegedett elemekre a tûz kitörésekor. Ez a tervezési érték t = 0 idõ esetén, Efi,d,t = 0. Egyedülálló elem esetén a tûzvédelemre az Eurocode kijelenti, hogy a belsõ erõk és nyomatékok a rögzítéseknél és az elemek végein, mely t = 0 idõpillanatra vonatkozik, változatlannak tekinthetõk a tûzhatás ideje alatt, tehát Efi,d,t = Efi,d,t =0 [12]. A szerkezeti elemek analízisekor a terheléskombinációhoz tartozó redukciós tényezõ [5] alapján vehetõ fel. Esetünkben a nyomástartó edényt tartó keretnél nincs változó erõ, így Qk,1/Gk [6]-os irodalom 2.1 ábrájának megfelelõen ηfi = 0.74, a maximális érték. Efi,d = ηfi Ed. (86) A minimálandó célfüggvény a keret tömege m (87) m = ρ(4HA1+LA2).

7. A RÉSZECSKECSOPORT MÓDSZER (PARTICLE SWARM OPTIMIZATION PSO) A részecskecsoport módszer (PSO) az evolúciós módszerek egy viszonylag új osztálya, mely alkalmas lehet az optimális megoldás x* megkeresésére általános optimálási feladatnál. Az eredeti PSO algoritmus, melyet Kennedy és Eberhardt javasolt 1995-ben [13], a nagy csoportokban élõ élõlények szociális viselkedésén, egymásra-hatásán alapszik. A PSO különösen csapatviselkedéseket szimulál, amelyek legjobban madárcsapat, halraj, méhraj esetén érzékelhetõek. A PSO algoritmust könnyû adaptálni a különbözõ programnyelveken, mivel a magja csak néhány soros. Bebizonyosodott az alkalmazások során, hogy egyszerre gyors és hatékony, fõként erõsen nemlineáris optimálási problémánál kerül alkalmazásra. A PSO módszer különösen hasznos paraméteres optimálásra folytonos, többdimenziós térben. Ahhoz, hogy végrehajtsunk egy optimálást a többdimenziós térben, mely a (87, 22, 33, 45, 54, 56-59) egyenletek szerint van megadva, a PSO irány vektorokat és sebességeket ad meg minden elemnek (részecskének) a csoportban az õ konkrét pozíciójában. Minden részecske ezután „mozog”, vagy „repül” a vizsgálati térben a részecske megadott sebességével, melyet módosíthat irányában és nagyságában a többi részecske a környezetében. Ezek a helyi hatások a szomszédos részecskéknél terjednek aztán végig a teljes csoporton és ezáltal kerül a csoport kedvezõbb helyzetbe, közelebb a probléma (87) megoldásához. A határok, melyeken belül a részecskék hatni tudnak a többire az a „fitness”, a megfelelés mértéke, mely azt mutatja, hogy az adott részecske mennyire jó, a többi részecske „jóságához” képest. Az evolúciós elv „survival of the fittest” (természetes kiválasztódás, a Darwini evolúció értelmében) játszik szerepet csakúgy, mint a részecskék szociális viselkedése a „kövesd a helyi vezetõt” hatása, a kiemelkedõ minta hatása [14]. 7.1. Az alap PSO algoritmus 1) Adott M, kmax, Nmax. Beállítja az idõpillanatot k = 0, g F ib = Fg = F before = ∞. Létrehoz egy véletlenszerû csoportot (csapatot) az M részecskére (csoporttagok), megadva a véletlenszerû kezdeti pozíciójukat x 0i (megoldásjelölt) csakúgy, mint a véletlenszerû kezdeti sebességüket v 0i , minden részecskénél i, i=1,2,…,M. Ezután minden részecskére a pályagörbe számítása történik a következõ módon,

2) Adott k idõpillanatban kiszámítja minden egyes részecske i „jóságát” egy konkrét pontban x ik azáltal, hogy meghatározza F(x ik ) értékét. A minimálás (54) szerint úgy valósul meg, hogy melyik részecskénél kisebb a célfüggvény F(x ik) értéke, hol nagyobb a részecske „jósága”. 3) Minden i=1,2,…,M: ha F(x ik) ≤ Fbi akkor legyen Fbi = F(x ik) és p bi = x ik {a legjobb pont az i pályagörbén} ha F(x ik) ≤ Fg akkor legyen Fg = F(x ik) és gb = x ik {legjobb globális pont} g 4) Ha Fg < F before akkor legyen N =1, egyébként legyen N = N+1. 5) Ha N > Nmax vagy k > kmax akkor STOP és legyen x* = gb; egyébként folytassa. 6) Új sebességek és részecske pozíciók meghatározása k+1-re a szabályok alkalmazásával: Minden i=1,2,…,M: v ik +1 := v ik +c1r1(p bi - x ik )+c2r2(gb-x ik ) (88) x ik +1 := x ik +v ik +1 (89) ahol r1 és r2 egymástól függetlenül generált véletlenszámok az [0,1] intervallumon, és c1, c2 megfelelõen választott paraméterek. g = Fg; menjen a 2-es pontba. 7) Legyen k = k+1 és F before A folytonos optimálási módszert alkalmazva adaptív módon, a tervezési változók diszkrét jellegét figyelembe véve kapjuk meg a szerkezet optimális méreteit.

8. AZ OPTIMÁLÁS EREDMÉNYEI 8.1. Numerikus adatok A keret magassága és a gerendahossz H = 4000, L = 4000 mm. A függõleges és vízszintes erõk F = 75 kN, Fb = 0.1F normál tervezés esetén és F = 0.74x75 kN, Fb = 0.1F tûzvédelemre tervezve. A redukciós tényezõ ηfi = 0.74 a terhelésnél, tûzvédelemre tervezés esetén. A Young-féle modulusz, a nyírási rugalmassági modulusz és a folyáshatár E = 2.1x105 MPa, G = 0.8x105 MPa, fy = 355 MPa. A keret kilengõ, 3-as osztályú szelvényekkel. A célfüggvény a szerkezet tömege m (87) képlet szerint. Változók az SHS oszlopok (b1, t1) és az RHS gerendák (h2, t2) méretei. Ha SHS gerendák kerülnek alkalmazásra, akkor az SHS oszlopoknál a képletekben a 2-es indexet kell használni és a változók b2 és t2. Gyártási feltétel (90) Azért, hogy megkönnyítsük a legyártást b2 = b1 javasolt. Ebben az esetben a változók száma 3. 8.2. Optimálási eredmények A 2. táblázat mutatja a keret optimális méreteit. Ha azonos SHS szelvényt alkalmazunk mind az oszlopnál, mind a gerendánál ez 3 változót jelent (SHS 3v). Különbözõ SHS szelvények esetén 4 változó van (SHS 4v), ha különbözõ SHS és RHS szelvényeket tekintünk, akkor is 4 változónk van, feltételezve, hogy az RHS szelvény szélessége fele a magasságának. A Dutta [15] által megadott táblázatokat használtuk az SHS és RHS szelvények méreteire. Mind a folytonos (kerekítetlen), mind a diszkrét optimumok meghatározásra kerültek. A két különbözõ SHS szelvény választása esetén kapjuk a legjobb megoldást.


15

2. táblázat. Keretoptimálási eredmények (tûzvédelem nélkül)

Szelvény

h1 (mm)

t1 (mm)

h2 (mm)

t2 (mm)

m (kg)

187.78

4.17

-

4.17

754.87

180

5

-

4

775.57

SHS 3v

folytonos

SHS 3v

diszkrét

SHS 4v

folytonos

195.37

4.34

154.70

3,44

664.69

SHS 4v

diszkrét

200

5

150

4

765.53

SHS-CHS 4v

folytonos

193.35

4.29

187.84

4.17

679.30

SHS-CHS 4v

diszkrét

180

5

200

5

782.24

3. táblázat. A keretoptimálás eredményei (tûzvédelem esetén)

Tûzvédelmi idô (sec) 225

folytonos

225

diszkrét

450

folytonos

450

diszkrét

900

folytonos

900

diszkrét

1800

folytonos

1800

diszkrét

2700

folytonos

2700

diszkrét

3600

folytonos

3600

diszkrét

4500

folytonos

4500

diszkrét

h1 (mm)

t1 (mm)

t2 (mm)

K (kg)

256.34

6.33

6.33

1557.57

250

8

6.3

1695.19

256.63

6.34

6.34

1561.07

250

8

6.3

1699.19

257.31

6.36

6.36

1569.39

250

6.3

6.3

1699.19

226.47

12.18

7.60

2058.94

250

12

8

2317.63

209.16

20.22

12.46

2907.60

220

20

12

3028.55

207.12

28.44

17.46

3736.45

220

25

18

3865.90

214.83

35.15

22.21

4575.00

220

35

22

4703.10

A keretoptimálást azonos SHS szelvény esetén tûzvédelemre is elvégeztük. A tûzvédelem ideje 225 és 4500 másodperc között változik. Mind a folytonos, mind a diszkrét méretek meghatározásra kerültek. Az optimumok mutatják, hogy a növekvõ tûzvédelmi idõ jelentõs tömegnövekedéssel jár. Ha 450-rõl 4500 másodpercre növekszik az idõ (10-szeresére) akkor a tömegnövekedés 1561-ról 4703 kg-ra növekszik (3-szorosára). Egy plusz óra biztonság tûz esetén háromszoros acélbeépítéssel érhetõ el (6. ábra). Az 3. táblázat viszonylag nagy vastagságértékei, melyek a hosszú tûzvédelmi idõ miatt szükségesek, teoretikusak, az összehasonlítás célját szolgálják. Hengerelt zártszel-

6. ábra A keret tömege tûzvédelem esetén

16

vénynél ilyen vastagság nem létezik, de hegesztett szekrényszelvények gyárthatók ezekben a méretekben is.

9. ÖSSZEFOGLALÁS Az acélkeretek optimálása tûzvédelemre viszonylag új terület. Egy nyomástartó edényt tartó keret méretezését mutattuk be elõször tûzvédelem nélkül, úgy hogy különbözõ szelvényeket használtunk az oszlopnál és a gerendánál. Különbözõ szelvényeket használva (SHS, RHS) a keret tömege is különbözõ. A legjobb megoldást az jelenti, ha mind az oszlop, mind a gerenda SHS szelvényû, de eltérõ szelvényûek, így négy ismeretlen volt a feladatnál. Megvizsgáltuk ugyanezt a keretet tûzvédelem figyelembevételével. Ha bizonyos ideig viselnie kell a szerkezetnek a terhet, miközben a tûz miatt az anyag ellágyul, ez azt jelenti, hogy minél tovább szeretnénk biztosítani a teherviselõ képességet, annál több anyagot kell beépítenünk a szerkezetbe. Jelen számpélda azt mutatja, hogy egy óra biztonság tûzvédelem szempontjából háromszor annyi acél beépítését igényeli. A tervezõ számára nagyon fontos tudni, hogy milyen viszony van a szerkezet biztonsága és tömege között. Az alkalmazott optimáló módszer nagyon robusztus, a módosított részecskecsoport módszer. Meghatároztuk mind a folytonos, mind a diszkrét optimumokat. A számítások azt mutatják, hogy az optimálásnak nagy szerepe van. További vizsgálatot igényel a tûzvédelmi bevonat és más védõanyagok alkalmazása.


A kutatómunka az Országos Tudományos Kutatási Alap (OTKA) támogatásával vált lehetõvé az OTKA T38058 és T37941 témákkal. További támogatást jelentett a Magyar – Portugál Államközi Tudományos – Technológiai együttmûködési projekt a P 6/1999, melyet magyar részrõl az NKTH, portugál részrõl a Tudományos és Technológiai Alapítvány (Foundation for Science and Technology) támogatott.

11. IRODALOM [1.] British Steel; The Behaviour of Multi-Storey Steel Framed Buildings in Fire, Swinden Technology Centre, Rotherham, U.K., 1999. [2.] Kay, T. R., Kirby, B. R. & Preston, R. R., Calculation of the heating rate of an unprotected steel member in a standard fire resistance test, Fire Safety Journal, Vol. 26, 1996, pp. 327350. [3.] European Committee for Standardization (CEN); Eurocode 1 (ENV 1991-1) – Basis of Design and Actions on Structures – Part 1: Basis of Design, Brussels, Belgium, May 2000. [4.] European Committee for Standardization (CEN); Eurocode 1 (ENV 1991-1-2) – Basis of Design and Actions on Structures – Part 2-2: Actions on Structures – Actions on Structures Exposed to Fire, Brussels, Belgium, April 2002. [5.] European Committee for Standardization (CEN); Eurocode 3 (ENV 1993-1-1) – Design of Steel Structures, Part 1 – General Rules and Rules for Buildings, Brussels, Belgium, May 2003.

[6.] European Committee for Standardization (CEN); Eurocode 3 (ENV 1993-1-2) – Design of Steel Structures, Part 1.2: General Rules – Structural Fire Design, Brussels, Belgium, December 2003. [7.] Glushkov, G., Yegorov, I., Yermolov, V., Formulas for designing frames, MIR Publishers, Moscow, 1975. [8.] Farkas, J. & Jármai, K.: Economic design of metal structures. Rotterdam, Millpress, 2003, 340 p. ISBN 90 77017 99 2 [9.] Farkas, J., Jármai, K.: Analysis and optimum design of metal structures, Balkema Publishers, Rotterdam, Brookfield, 1997, 347 p. ISBN 90 5410 669 7. [10.] Wickström U.; TASEF 2 – A Computer Program for Temperature Analysis of Structures Exposed to Fire, Rep. No. 79 / 2, Department of Structural Mechanics, Lund Institute of Technology, Lund, Sweden, 1979. [11.] International Standards Organisation; ISO 834 – Fire Resistance Test – Elements of Building Construction, Geneve, Switzerland, 1975. [12.] Rodrigues, J. P. C.; Neves, I. C.; Valente, J.C., Experimental research on the critical temperature of compressed steel elements with restrained thermal elongation, Fire Safety Journal, Vol. 35, 2000, pp. 77-98. [13.] Kennedy J & Eberhardt R: Particle swarm optimization. Proc. Int. Conf. on Neural Networks, Piscataway, NJ, USA, 1995, 1942-1948. [14.] Wood D W & Groenwold A A: Basic PSO global optimization code, Department of Mechanical and Aeronautical Engineering, University of Pretoria, 2003. [15.] Dutta,D.: Hohlprofil-Konstruktionen. Ernst & Sohn, 532 p. 1999, ISBN 3-433-01310-1

MCE Nyíregyháza az acélhidak építésében kiváló

A dunaújvárosi Duna-híd bal parti híd acélszerkezete építés közben


17

www.mce-ag.com

10. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS

KÉSZ KFT. KONZORCIUMI TAG AZ EU ÁLTAL TÁMOGATOTT PRIME PROJEKTBEN

2006 márciusában különleges látogatókat fogad a KÉSZ Kft. a kecskeméti KÉSZ Ipari Parkban mûködõ Acélszerkezet-gyártó Üzemében. Az Európai Unió által támogatott PRIME projekt konzorciumi tagjai az üzem gyártási folyamatait ismerhetik meg. A KÉSZ Kft., mint konzorciumi tag vesz részt a programban, amelynek egyik fontos célja, hogy elõsegítse az európai versenyképesség növelését. Az innovációban mindig élen járó KÉSZ Kft. egy újszerû, az Európai Unió által támogatott nemzetközi fejlesztési kezdeményezésbe kapcsolódott be. A 2005 szeptemberében az Európai Bizottság által jóváhagyott kutatási kezdeményezés, a PRIME projekt célja, hogy az üzleti élet ifjú vezetõinek olyan tanulási környezetet biztosítson, ahol új tapasztalatokra tehetnek szert. Üzleti játékok módszerét alkalmazva, a konzorcium tagjai különbözõ üzleti környezetekhez illeszkedõ szoftver kifejlesztésén dolgoznak együtt két éven keresztül. A 11 országból érkezõ konzorciumi tagok teljesen lefedik a különbözõ tudomány- és ipari ágazatokat. A projekt koordinátora a norvég SINTEF kutatási központ. A konzorciumban az Európai Unióhoz 2004 májusában újonnan csatlakozó országok közül egyedül Magyarország képviselteti magát a KÉSZ Kft. részvételén keresztül. A KÉSZ, mint az egyik ipari végfelhasználó vesz részt a projektben, közremûködik a szoftver virtuális üzleti környezetének meghatározásában, valamint az elkészült

próba- és végleges verziók tesztelésében és értékelésében. A KÉSZ Kft. kecskeméti üzemében tett látogatás célja, hogy a kialakítandó, oktatási célokat szolgáló szoftverhez minél jobban megismerje a valós üzleti környezetet. A tagok folyamatos kommunikációt tartanak fenn és 2-3 hónaponként személyes találkozók keretében számolnak be az elvégzett munkákról, ahol közösen meghatározzák a következõ idõszak feladatait is. A projekt lebonyolításáról és az elkészült szoftvert bemutatása céljából a MAGÉSZ tagvállalatait folyamatosan tájékoztatja cégünk, részleteket pedig Schell Ferenctõl (e-mail: [email protected], telefon: +36 30 9676742) tudhatnak meg az érdeklõdõ vállalatok. A PRIME konzorcium tagjai: – olasz Fiat Kutatási Központ – Siemens ausztriai részlege – dán Lego – Izraeli Ûrkutatási Intézet – portugál Alfamicro – a német Brémai, a bolgár Szófiai és olasz Milánói Egyetem egyes részlegei – görög Intracom – svájci EPFL – norvég Intrapoint

Bõvebb információ hamarosan elérhetõ a www.prime-time.eu weboldalon.

A konzorcium tagjai

18


Antal Árpád elnök Magyar Tûzihorganyzók Szövetsége

ÁRROBBANÁS ÉS SPEKULÁCIÓ A HORGANY VILÁGPIACÁN PRICEBOOM AND SPECULATION IN THE ZINC WORLDMARKET Hosszú évek óta a horganypiaci árak általában kiegyensúlyozott feltételek mellett alakultak, a kínálat és keresleti viszonyok kedveztek a fém felhasználóinak. Ám 2005. év folyamán a Londoni Fémtõzsde (LME) árai hirtelen emelkedni kezdtek, melynek következtében a horganyárak évtizedek óta nem látott magasságokba szöktek fel. A folyamat hátterében sok más alapanyaghoz hasonlóan elsõsorban a kínai gazdaság erõs expanziója, illetve járulékosan egyéb, például a helyzetet kihasználó spekulációs törekvések állnak. A nemzetközi és hazai horganyzó ipar kénytelen olyan intézkedéseket hozni, melyekkel veszteségeiket csökkentik, de partnereik részére sem okoznak elviselhetetlen költségnövekedést.

For years, the prices of the zinc market had been fairly stable. The supply and demand conditions favoured metal users. However, during the year 2005, the prices of the London Metal Exchange (LME) suddenly started to increase and as a result of this the zinc prices suddenly raced upto unseen heights. The cause of this, as well as the increase of the prices of many other products, is the wide expansion of the Chinese economy and also other, mainly speculative endeavours. Both, foreign and domestic galvanizing industries are forced to take steps that can reduce their losses but at the same time can also avoid unbearable increase for their partners in the cost of galvanizing.

(Elõzetesen megjegyezzük, hogy cikkünk lapzártája utáni piaci információk ismerete nélkül készült, tehát a lap megjelenése pillanatában elképzelhetõek további változások.)

A horgany (Zn) a nem-vas fémek között az alumínium és a réz után a harmadik legnagyobb mennyiségben felhasznált fémünk, így az alapanyagpiacokon történõ erõsebb változások jelentõs hatással vannak a vele szoros kapcsolatban levõ gazdasági ágakra és természetesen a magyar iparágakra is. Az elmúlt közel háromnegyed évben drasztikus áremelkedés következett be a fémpiacokon. Zárójelben jegyezzük meg, hogy az áremelkedések nem csak a horganyt, hanem más fémeket például az alumíniumot, vagy éppen a rezet is érintették. Persze ez a folyamat már kicsit ismerõs, ugyanis az acéliparban az elmúlt években hasonló nagy krízisen estek át a piaci szereplõk és ez el nem múló, talán ma még nem teljesen érzékelhetõ következményeket vont maga után. A horgany esetében az árak, alig fél év alatt, 2006. január végére 30 éve nem látott magasságokba szöktek a Londoni Fémtõzsdén (LME-London Metal Exchange), elérve a 2300 USA dollárt, úgy néz ki, hogy közel sem vagyunk még a drágulási folyamat végén (1. grafikon).

20

A világ horganyfelhasználásának arányai (Forrás: International Lead and Zinc Study Group- ILZSG, 2006)

LME árak (azonnali készpénzes vásárlás) alakulása (USD/tonna)


A piaci elemzõk többféle okra vezetik vissza a „lázas” folyamatok kialakulását. Legfontosabb oknak jelölik meg, és ezt a hosszan tartó emelkedési trend is igazolni látszik, hogy a piaci kereslet lényegesen és folyamatosan meghaladja a fémkínálatot. A Nemzetközi Ólom és Horgany Kutatási Csoport (ILZSG) szerinti adatok is ezt támasztják alá.

2005. évi deficitje el fogja érni a 900 000 tonnás mennyiséget [2]. De mi is vezetett az igen jelentõs keresletnövekedéshez? A piaci szakemberek fõ okként elsõsorban és mindenekelõtt Kína határtalan „fémétvágyát”, és ennek hátterében az ázsiai óriás gazdaságpolitikáját jelölik meg.

Mi történhetett a keresleti oldalon, elsõsorban Kínában? A horgany keresleti és kínálati oldala között abnormális különbségek alakultak ki Az elõzmények közé tartozik, hogy a világ horganykereskedelmében 20022003. években jelentõs horganytöbbletek alakultak ki a világpiacon. Mivel a folyamat tartósnak ígérkezett a feldolgozó kapacitásokat nemhogy bõvítették, hanem az elavult, vagy éppen gazdaságtalan üzemeket bezárták. A krízis elõtti évben, 2004-ben már új horganyérc bányák megnyitása jelezte, hogy a bányatulajdonosok egy növekvõ horganykeresletre számítanak. Azonban a fémhorgany elõállító kapacitások nem azonnal követték, nem tudták követni a bõvítési szándékokat, ugyanis ezek kiépítése lényegesen idõigényesebb invesztíciót jelent. Ezután 2005. évben egy rohamosan növekvõ fémigény jelentkezett, mely hiányhoz vezetett. Ennek természetes folyományaként a horgany ára már fél év után történelmi csúcsokat kezdett el döntögetni. Mint táblázatunkból [1] az jól látható, a tavalyi év óta horganyfém nemzetközi piacán folyamatosan nyílik az olló a kínálat és a kereslet között, mely már két évben forgalmi deficit képzõdéséhez vezetett, aminek következtében a világ raktárkészletei ma is csökkennek. Becslések szerint a piac

Egybehangzó értékelés szerint elsõsorban a kínai gazdaság, illetve kisebb részben az indiai és brazíliai gazdasági fejlõdés jelölhetõ meg a hiány fõ forrásaiként. A legtöbb piaci elemzés egyetért abban, hogy a folyamatok hátterében – mint legtöbbször – most is a politikai szándékok húzódnak meg. A kínai kormány gazdaságélénkítést célzó intézkedései, bizonyos adókedvezmények (forgalmi adó), beruházási könynyítések néhány évvel ezelõtt erõs lökést adtak a gazdaság fejlõdésének. Az infrastrukturális beruházások nagy volumenû növekedése az ország méreteinek megfelelõ nagyságú keresletet indukált az építõipar területén. Ennek elsõ markáns jele volt az az acéléhség, mely felverte az acélárakat nem is olyan régen. Mivel az acélipari termékek jelentõs részénél korrózióvédelmi célokból horganyt használnak (horganyzott lemezek, horganyzott acélszerkezetek stb.), az acéltermékek kibocsátásának növekedése magával hozta a horganyfelhasználás növekedését. Mivel Kína általános gazdasági növekedésének hatása a fogyasztási cikkek piacán is megjelent (lásd autóipar és következménye az olajár mai szintje), ezért egyéb horganytartalmú termékek (pl. öntvények, sárgaréz termékek stb.) felhasználásának bõvülé-

A világ horganyforgalma (ezer tonna) Iparág

2001

2002

2003

2004

2005*

1.Bányászat

8933

8904

9578

9663

9156

2.Fémhorgany elõállítása

9228

9725

9870

10164

9335

3.Világfelhasználás

8919

9392

9835

10501

9724

Többlet/deficit (2.-3.)

+309

+333

+35

-337

-389

* 2005. november végi adat Forrás: INTERNATIONAL LEAD AND ZINC STUDY GROUP 2006. FEBRUÁR


se is tovább gerjesztették a folyamatot. Alakult ez így annak ellenére, hogy Kínában található a világ horganyfinomító kapacitásának jelentõs hányada. Kína 2003-ban még nettó horganyexportõr volt a világpiacon, ám mára már a világ horganyfelhasználásának mintegy 30%-át (!!) képviseli [3]. Ugyanis, az ezt követõ esztendõben nettó importõrré vált, „horganyéhségének” jelentõs hányadát a saját elõállítású horganyzott acéltermékek (autóiparba) igen nagy volumene generálja, ami azt jelenti, hogy a 2004. évihez képest (15 286 tonna), 2005re nagyjából megnyolcszorozódott (~ 120 000 tonna) a kínai nettó import. A kínai iparban, 2005-ben mintegy 2,9 millió tonna horganyzott acél kibocsátásával lehet számolni, mely kirobbanó, kb. 56%-os növekedést jelez az elõzõ évhez képest. Emellett Európa és az USA horganyfogyasztása, 2005-ben némileg mérséklõdött, de közel sem ellensúlyozta az intenzív ázsiai növekedést [3].

Egyéb hatások és a spekuláció A kialakult helyzetet tovább súlyosbította, hogy 2005. decemberében Kínában az intézményi befektetõk és pénzalapok a felszökõ árakkal összhangban, spekulációs céllal, a tõzsdei alapfémekbe mintegy 16 Mrd USA dollárt fektettek be csak az utóbbi hónapokban és befektetéseiket várhatóan tovább fogják növelni [4]. A helyzetet tovább rontotta, hogy Peruban a világ harmadik legnagyobb horganyérc termelõ országában sztrájkfenyegetések, illetve ez év januári elektromos áram ellátási zavarok Mexikóban, bizonytalanná tették a kitermelés és elõállítás folytonosságát. Amennyire Kína óriási horganyfelhasználással lépett fel, annyira súlyosan érintette saját és a világ horgany elõállító kapacitását a 2005. évi környezetszennyezési probléma. Mint ismeretes, a kínai Zhuzhou horganyfinomítót be kellett zárni, mert Guandong tartományban kadmiummal szennyezte a Beijiang folyót, melybõl nemzetközi botrány is adódott. Az ideiglenesen bezárt gyár 2004-ben 301 800 tonna horganyt állított elõ [5]. Ez további bizonytalanságot jelentett és jelentõsen növelte a piaci kockázatokat, mely tovább emelte az árat a fémtõzsdén.

21

Mi várható az elkövetkezõ hónapokban? A legtöbb elemzõ kb. 3,2%-os horganyigény növekedést jelez 2006-ra a világfogyasztásnál, így az éves igény várhatóan közel 11 millió tonnára emelkedik. A piaci deficitet 300 000 és 900 000 tonna közé taksálják, mely tovább fogja az árakat felfelé hajtani a fémtõzsdén. A világ horganykínálatának 20062007-ben évente mintegy 1 millió tonnával kellene emelkedni az egyensúlyi állapot érdekében [2]. A horganyárak stabilizálódásával – az elemzõk szerint – leghamarabb 2006. végén, illetve 2007-ben lehet számolni. Addig további, de nem ismert mértékû növekedés várható a londoni fémtõzsdén (LME).

Hatásai a magyar tûzihorganyzó iparra és az acélszerkezet-gyártó vállalatokra A horganyárak megduplázódása miatt a felhasználók kellemetlen, sõt nehéz helyzetbe kerültek. Ez vonatkozik a horganyzó (lemez, huzal, csõ, acélszerkezet) üzemekre is. Az nyil-

22

vánvaló, hogy az áremelkedés okozta jelentõs veszteséget a termékeket elõállító lánc egyetlen szereplõje nem fogja/tudja „lenyelni”, hanem a piaci viszonyoknak megfelelõen felosztásra kerül majd a piaci szereplõk között, a horganyzóktól a végfelhasználókig bezárólag, tehát áremelkedések várhatók. Minél nagyobb egy-egy termék esetében a horganyfelhasználás aránya, annál nagyobb lesz a „felosztásra kerülõ” összes veszteség. Az acélszerkezeteket tûzihorganyzó üzemek esetében eddig az összköltség 30– 40%-át jelentette a horganyár, azonban ez most jelentõsen megváltozik. Abban biztosak vagyunk, hogy a magyar tûzihorganyzó vállalatok döntõ többsége az iparág, illetve az acélszerkezeteket gyártó vállalatok érdekében jelentõs mértékben fel fogja vállalni a horganyár növekedésbõl adódó veszteségeket, csak a legszükségesebb nagyságban fogják továbbhárítani partnereikre az árnövekedés okozta költségnövekedésüket. Ezt azonban az iparág további fejlõdése érdekében meg kell tenniük és a felhasználóknak is el kell fogadniuk.


Hivatkozások: [1] International Lead and Zinc Study Group (www.ilzsg.org) [2] Dow Jones 2006. 01.23. [3] www.terminmarktwelt.de [4] Börsen Zeitung 2006.1.21. [5] ABN Ambro Holding N.V. London 2006.01.10.

ÚJDONSÁG! Új, univerzális szóróanyag, sûrített levegõs szemcsefúváshoz A nyugati szakirodalomban évek óta találkozhatunk az üveg másodlagos hasznosításából származó, osztályozott, éles üvegszemcse szóróanyagként történõ alkalmazásával. A leírások szerint sikerrel használják épített mûtárgyak – hidak, tartályok, betonsilók felületének tisztítására, festés elõtti felület-elõkészítésre, falfirkák szemcseszórással történõ eltávolítására. Hasonlóan kedvezõ tapasztalatokról olvashatunk a zárt technológiai rendszerekben, kabinokban, szórótermekben történõ alkalmazások esetében.

Az üvegszemcse nagy elônye, hogy vízben nem oldódó inert anyag, ezért kiválóan alkalmas szénacélok, rozsdamentes acélok, könnyû- és színesfémek, öntvények, beton és téglafalak szemcseszórással történõ tisztítására, szükség szerinti felületi érdesítésére. Nagyon lényeges tulajdonsága, hogy nem tartalmaz szabad szilícium-dioxidot, nehézfémeket és egyéb mérgezõ anyagokat, ezért nem okozhat szilikózist, és környezetvédelmi szempontból érzékeny területeken, pl. vízfolyások közelében is biztonságosan alkalmazható.

Zõldesszürke színû, PH semleges, éles szemcsézetû, 1,2 kg/dm3 térfogatsúlyú anyag. Keménysége Mohs 6 ! Méretek: 0,01–0,20 0,02–0,50 0,50–1,00 1,00–2,00

mm mm mm mm

Csomagolás: 25 kg-os mûanyag zsák. Forgalmazó: H-6000 Kecskemét, Szent László krt. 17. telefon: +36 (76) 481-702, +36 (76) 415-702 fax: +36 (76) 327-727 e-mail: [email protected] www.abraziv.hu


23

Dr. Papp Ferenc egyetemi docens BME Hidak és Szerkezetek Tanszék

EUROCODE ÉS WEB ALAPÚ SZERKEZETTERVEZÉS AZ E-DESIGN RENDSZERREL E-DESIGN AS A EUROCODE AND WEB-BASED STRUCTURAL DESIGN SYSTEM Az építõmérnöki szerkezetek tervezésének európai szintû, de a világ mérnöktársadalmának egészére kiható tartalmi és módszertani megújítása három évtizede kezdõdött. A „Structural Eurocodes” szabványosítási program keretében elfogadott kötetek általános bevezetése 2010-re várható. Az e-Design projekt az Eurocode szabványrendszer Web alapú alkalmazásának oldalán kapcsolódott be a robusztus folyamatba. A cikk az e-Design rendszer prototípusát kívánja bemutatni.

The renewal and harmonization of the European structural design standards has been started for thirty years, and the result may have effects on the engineering society of the whole World. The Structural Eurocodes will be introduced comprehensively in 2010. The e-Design project has joined to this robust development at the side of the Web-based application of the standard design. The paper would like to introduce the prototype of the e-Design system.

1. BEVEZETÉS

Az integrált tervezési módszerek a fejlett végeselemes analízisen alapuló szoftverek alkalmazását feltételezik. Az ilyen módszerek kutatás-fejlesztése hazánkban két szoftver rendszer körül alakult ki. Az egyik a BME Mûszaki Mechanikai Tanszéke és a Strusoft Kft. együttmûködésével fejlesztett FEM-Design rendszer, a másik a BME Hidak és Szerkezetek Tanszéke és a KÉSZ Kft. által közösen fejlesztett ConSteel rendszer. Mindkettõ az új paradigma szellemében fejlõdött, azonban amíg az elõbbi a vasbeton szerkezetek, addig az utóbbi az acélszerkezetek területén ért el jelentõs eredményeket. A két „mérnökszemléletû” fejlesztõ csoport, és az õket kiegészítõ ELTE Információs Rendszerek Tanszékének kutatócsoportja létrehozta az e-Design Konzorciumot, és megalkotta az e-Design rendszert.

Az európai nemzeti szabványkörnyezetek – köztük a magyar MSz szabványrendszer – jellemezõje volt, hogy nagyfokú „védelmet” biztosított a felelõs tervezõnek: amennyiben betartotta a viszonylag röviden és egyértelmûen megfogalmazott méretezési elõírásokat, akkor egy esetlegesen bekövetkezõ tönkremenetelért aligha lehetett felelõsségre vonni. A „Structural Eurocodes” keretében kidolgozott EN 1990-1999 szabványsorozat a méretezési tudományág évtizedek alatt felhalmozott tudását rendezi egységes formába, ezért azt inkább tudásbázisnak, mintsem hagyományos értelemben vett szabványnak kell tekinteni. Az új szabvány filozófiája számos pontban szakít a nemzeti szabványok hagyományos felfogásával. A szabványalkotók törekedtek a többszintûségre, egyszerre kínálnak „konzervatív”, és gazdaságosabb alternatív megoldásokat, aminek következtében a felelõsség a tervezõ felé tolódik el. Az eDesign projekt a gazdaságos szerkezettervezést nyújtó alternatív módszereket szoftverrendszerbe foglalta, és elérhetõvé tette a mérnöktársadalom számára. A szerkezetek biztonságát garantáló szabványos méretezési formulák egyik oldalán a szerkezeti analízisbõl kiszámított tervezési hatás, a másik oldalán a tervezési ellenállás áll. Az új szabvány a hatások számításánál elõtérbe helyezi a fejlett analízist, az ellenállás oldalon pedig szabványszintre emeli a fejlett analízissel támogatott ellenállás számítást: az így megfogalmazott integrált tervezési formula lényege, hogy az ellenállás számítását is a hatás oldalon alkalmazott szerkezeti modellen végezzük. A módszer tervezési gyakorlatban történõ bevezetése paradigmaváltást jelent. Az e-Design rendszer az új méretezéselméleti paradigmának megfelelõ eljárásokat a mérnöktársadalom számára a modern információs technológia eszközein teszi elérhetõvé.

24

A projekt az alapvetõ szakmai célokat a közös alapokon álló két szakmai rendszer tudásanyagának egyesítésében, és az Internet-en történõ elérhetõvé tételében fogalmazta meg, oly módon, hogy mindkét rendszer megõrzi az integritását és értékrendszerét, és az egyesített tudásanyag bázisán a rendszerek külön-külön, illetve együtt is megfelelnek a többanyagú (acél, vasbeton, acél-vasbeton) integrált hatás-ellenállásszámításon alapuló új méretezési paradigmának. A rendszerintegráció kezdetleges formája a közvetlen fájlcsere. A szakma-specifikus fájltartalmak szabványosítását elsõször az acélszerkezeti ipar területen figyelhettük meg (DStV, CIMsteel), azonban az eredmények parciálisak maradtak. Az e-Design rendszer túlmutat a szabványos adatmodellen alapuló fájlcserés megoldáson. Idõben felismertük az építészvilág körül kibontakozó IFC (Industrial Foundation Classes) adatmodell protokoll lehetõségeit. Az IFC alkalmazásával egy olyan rendszer prototípusát fejlesztettük ki, amely a köztes adatmodell segítségével képes integrálni a tervezõ programok (prototípus szinten a FEMDesign és ConSteel programok) széles körét. A kifejlesztett


e-Design prototípus rendszer egy jól skálázható bázistermék, amely megoldást ad akár egy vállalati, akár egy európai méretû tervezési tudásbázis felállítására.

2. AZ e-Design RENDSZER FELÉPÍTÉSE Az e-Design rendszer egy több komponensbõl álló, nyitott rendszer, amelynek a magját az e-DesignMA nevû többágensû kliens-szerver megoldás adja (1. ábra). A szerkezettervezésben alkalmazott CAD felületek nagy teljesítményigénye miatt az e-Design rendszer grafikus felhasználói felülete (UI) egy önálló platformfüggõ ágens, amelynek több megjelenési formája van. Az ágens prototípusaként fejlesztettük ki az e-Design rendszer kliens oldali ConSteel4 komponenst, amelynek szakmai tudása részben az acélszerkezeti tervezõk által már ismert ConSteel 3.2 programból, részben a projekt kapcsán fejlesztett felületszerkezeti megoldásokból származik. Az e-DesignMA, illetve annak kliens oldali megjelenéseként a ConSteel4 önmagukban egy Web alapú kliensszerver rendszert alkotnak, és képesek elosztott erõforrás modell alapján vasbeton elemeket is tartalmazó acélszerkezetek fejlett tervezésére, akár szervezett csoportmunka keretében. Azonban az e-Design rendszer nyitott, ami azt jelenti, hogy más programok is kapcsolódhatnak a rendszerhez. A rendszerhez való csatlakozás prototípusa a szuverén FEM-Design vasbetonszerkezet tervezõ program. Az e-Design rendszerhez történõ kapcsolódásnak két feltétele van. Az egyik az IFC adatmodell protokoll ismerete, a másik az e-Design rendszerhez történõ illeszkedést biztosító eDesign.dll programcsomag adaptálása. A két feltétel teljesítése esetén a szuverén program képes modelleket írni és olvasni az e-Design rendszer köztes modell szerverén.

3. A ConSteel4 KOMPONENS A ConSteel4 komponens a hazai acélszerkezeti tervezõk körében már ismert ConSteel 3.2 program tudásbázisából fejlõdött ki, azonban attól alapvetõen eltérõ informatikai alapokon áll. Az új ConSteel4 a projekt keretében kifejlesztett e-DesignMA többágensû kliens-szerver rendszer kliens oldali megjelenése. Az alábbiakban a komponens program új elemeit mutatjuk be.

3.1 Az új CAD felület A ConSteel4 új tervezõ komponens a CAD világában már „kvázi-szabvánnyá” vált 3D szerkesztõ felületet kapott (2. kép). A szerkesztés aktuális síkját egy állítható méretû és pozíciójú sík-raszter képezi (a képen fehér vonallal jelölve). A bal oldali függõleges ikonsor elemeivel a modell megjelenítését tudjuk vezérelni. A koordináta-kontroll a kép alsó sorában kapott helyet. A kép jobb oldalán látható az objektum-kontroll, ahol az aktuális modell objektumai jelennek meg. Az objektum-kontroll és a 3D ablak egymással interaktív kapcsolatban áll. A bal alsó sarokban található az objektum-tulajdonság kontroll, ahol az objektumok tulajdonságai egyedileg és csoportosan is állíthatóak.

2. ábra: A ConSteel4 tervezô program új CAD felülete

A ConSteel4 funkcióit a jobb koordinálhatóság érdekében csoportokra bontottuk. Az elsõ csoportba a modell szerkesztésétõl a szabványos teherbírás megjelenítéséig terjedõ mérnöki funkciók kerültek. A második csoportban találhatók a részmodell technikát támogató funkciók, amelyek az egyéni munka mellett a csoportmunkát is támogatják.

1. ábra: Az e-Design rendszer architektúrája

A nyitott rendszer kommunikációs felületét az eDesignPortal nevû alkalmazás biztosítja. A legkorszerûbb Web technika alapjain álló portál rendelkezik az új generációs portál eszközök minden jellemzõ tulajdonságával, de azon felül kapcsolatban áll az e-Design rendszer modell szerverével is. A kapcsolat révén a portál a regisztrált tagok számára közös modellen végzett csoportmunka szervezéséhez biztosít Web alapú környezetet. A következõ fejezetekben az e-Design rendszer fentiekben említett komponenseit mutatjuk be. A leírásba elsõsorban a komponensek innovatív elemeit emeljük ki. A cikk utolsó fejezetében egy alkalmazási példán keresztül bemutatjuk az e-Design prototípus rendszer mûködését.

3.1.1 A mérnöki funkciók A Geometria funkciócsoport feladata a 3D vonalelemes és felületelemes szerkesztés megvalósítása (3. ábra). A jelen kiépítésben a funkciók a legfontosabb CAD elemeket tartalmazzák. A teljes kiépítés a következõ fejlesztési fázis feladata (pl. görbült felületek szerkesztése). A Szerkezeti elemek funkciócsoport felelõs a mérnöki modellek CAD alapú építéséért. A modell alapeleme az IFC alapú szerkezeti elem, amely a jelen kiépítésben rúd- és felületelem lehet. A funkciók öt csoportot alkotnak. Az elsõ csoport felelõs a rúdelemek modellezéséhez szükséges keresztmetszetek kezeléséért, ezen belül a fejlett szelvényadatbázis és szelvénygeneráló adminisztrációs rendszerért.


25

A második ikon a SECTION komponens program indításáért felel. (A komponenst egy késõbbi fejezetben részletesen tárgyaljuk). A második csoport négy funkciója felelõs a szerkezeti elemek (rúd, oszlop, lemez és fal) közvetlen létrehozásáért. Minden funkció önálló dialóggal rendelkezik, ahonnan a szerkezeti elem létrehozásának finomhangolása történik. Az egyes opciókon belül további választási lehetõségek vannak (az ikon mindig a kiválasztott opciót mutatja). A funkció felismeri és alkalmazza az alacsonyabb szintû szerkesztõ objektumokat is. A harmadik és negyedik csoport funkciói a modell megtámasztási rendszerének létrehozásáért felel.

(négyszög vagy háromszög) és sûrûségét vezérlõ adatok kerültek megjelenítésre a menürendszerben. Az Analízis funkciócsoport az analízis elindítását (az analízis ágens meghívását), illetve az ahhoz szükséges beállítások megadását intézi. A menücsoport ablakaiban a beállításnak megfelelõen elvégzett számítások listája, a számítás típusából következõ tervezési értékek listája és a megjelenítés módjának listája kapott helyet. A 5. ábra egy bordákkal merevített acéltartó horpadási módját szemlélteti. A 6. ábrán egy vegyes acél-vasbeton szerkezet elsõ stabilitásvesztési módját mutatja.

5. ábra: Bordázott lemezszerkezet rugalmas horpadásának kimutatása

3. ábra: Geometriai szerkesztés és méretvonalak elhelyezése

6. ábra: Vegyes acél-beton szerkezet elsô stabilitásvesztési módja

4. ábra: Felületi terhek felvétele szerkezeti lemezen

Az ötödik csoport egyetlen funkciója a makró modellek létrehozásáért felel, ahol a fejlesztés elsõ fázisában a ConSteel 3.2 verzióban létrehozott fejlett makró rendszer adaptálását tûztük ki célul. A Terhek funkciócsoport elemeinek többsége megfelel a ConSteel3.2 verziónak, újdonságot jelent a lemezelem felületi terhének szerkesztése (4. ábra). A Végeselem funkciócsoport a fejlesztés egyik stratégiai kérdését jelenti: a végeselemes modell létrehozását érintõ funkciók egyre inkább a program zárt tudásává válnak. A fejlesztés jelen szakaszában a végeselemes háló típusát

26

A Szabványos teherbírás funkciócsoport elemei felelõsek a szabványos méretezés eredményeinek globális megjelenítésért. A lokális megjelenítést (szerkezeti elemek teherbírásának részletes kimutatását) részben a SECTION modul, részben az ELEMTERVEZÕ modul végzi. Az elõbbirõl külön fejezetben ejtünk szót, az utóbbi fejlesztése még folyamatban van. 3.1.2 A részmodell funkciók A részmodell funkciócsoport a program jelen kiépítésében a részmodellek és fóliák kezelésért fellelõs. Az 7. ábrán egy emeletes, vegyes acél-vasbeton szerkezeti modell részmodellekkel történõ felépítését látjuk. A részmodellekbõl épített modell mentése során a részmodellek külön szerkezeti modellként jönnek létre az adatbázisban (saját gépen, vagy Web kapcsolaton keresztül egy központi modell szerveren), így azok önálló modellként is kezel-


hetõk. A részmodell rendszer – illetve annak I/O rendszere – adja az alapját az e-Design rendszerben kifejlesztett együttmûködõ csoportmunka technológiának. A ConSteel4 kapcsolódása az e-Design rendszerhez egy beléptetõ dialógus ablakkal indul. A rendszer a Web-kapcsolat során a megadott felhasználónevet és jelszót használja. A jogosultságokat állíthatjuk Web-felületrõl, vagy a komponens programon belül is (8. ábra). Az e-Design

szervert a komponens program megfelelõ menüpontjaival, vagy egy Web-böngészõ segítségével Web alapon lehet elérni. A 9. ábra a ConSteel4 komponensbõl történõ elérést szemlélteti. A 10. ábra azt az esetet mutatja, amikor az eDesign rendszert egy Web-böngészõ (például MS Internet Explorer) segítségével az e-DesignPortal komponensen keresztül értük el. A sikeres bejelentkezés után megjelenik a Tervezés menüpont, amin belül találhatók a csoportos tervezõmunkát szervezõ funkciók. 7. ábra: A vegyes acél-vasbeton szerkezet felépítése részmodellekbôl (minden részmodell önállóan analizálható modellt alkot)

8. ábra: Jogosultságok kezelése a komponens programban

9. ábra: Az e-Design szerver elérése komponens programból

10. ábra: Az e-Design szerver Web alapú elérése (www.earecon.com)


27

3.2 A SECTION modul A keresztmetszetek kezelése a rúdszerkezeti modellezésen alapuló tervezõ programok sarokpontja. Általában kimondható, hogy egy rúdszerkezeteit tervezõ program értéke a keresztmetszeti modul értékével mérhetõ. Az eDesignMA rendszer kliens oldali komponensében a keresztmetszet kezelését egy új fejlesztésû SECTION modul végzi, amely két fõ részbõl áll. Az elsõ rész a szelvényeket kezelõ rendszer, amely egyben a keretrendszernek is része, a másik az aktuális keresztmetszet számítását végzõ rész. Az utóbbi rész funkciói az aktuális keresztmetszeti objektumra érvényesek. Az objektum kiválasztása történhet a modulon belül a szelvénykezelõ rendszer alkalmazásával, vagy a fõprogram globális ellenállást mutató állapotában grafikus úton. A modul számító funkcióit két fõ csoportba sorolhatjuk, az igénybevételtõl független számításokra, illetve az igénybevételtõl függõ számításokra. Az utóbbi funkciók esetén az igénybevételek felvétele történhet szabadon (felhasználó által beírt adatok alapján), vagy a globális modellbõl import útján. A továbbiakban a SECTION modul jellemzõ tulajdonságait mutatjuk be. 3.2.1 A szelvénykezelõ rendszer A szelvénykezelõ rendszer egyik megjelenési formája a 11. ábrán látható dialóg, amely a keresztmetszeti adminisztrációs táblázatból, és mûveleti gombokból áll. A táblázatban az aktuális modellben értelmezett keresztmetszetek vannak felsorolva, minden szelvényhez megjelenik az azonosító név, a parametrikus leírás, az anyag-specifikus típusnév, a származási hely, a felhasználási kód és a befogadó részmodell. A listába új elemet Könyvtárból…, vagy Makró szelvény… funkcióval lehet felvenni. A könyvtár-

ból történõ szelvényfelvétel esetén a 12. ábrán látható dialóg jelenik meg. A keresztmetszetnek kétféle származási helye (könyvtára) lehet: • a szabványos (Standard) szelvények adatbázisa; vagy • egy felhasználói adatbázis (pl. a 12. ábrán a Projekt bank 01). A kiválasztott keresztmetszet ábrája, illetve keresztmetszeti jellemzõi opcionálisan a kép jobb oldalán jelennek meg. A makró alapú keresztmetszet-felvétel az anyagspecifikum (acél, vasbeton, öszvér, fa) kiválasztása után a megfelelõ elõválasztó dialógon történik. A 13. ábra a vasbeton keresztmetszetek típusait, a 14. ábra az öszvér keresztmetszetek típusait mutatja.

13. ábra: Vasbeton szelvény makrók

14. ábra: Öszvér szelvény makrók

11. ábra: Szelvénykezelô dialóg

12. ábra: Szelvénykönyvtár rendszere

28

3.2.2 A keresztmetszet számító funkciók A SECTION modul önálló grafikus keretrendszerben jelenik meg. A keretrendszer minden funkciója az aktuális keresztmetszeti objektumra van értelmezve. Az objektum az adminisztrációs táblázatban szereplõ példányok egyike, vagy az aktuális modelltérben meghatározott keresztmetszet lehet. Az aktuális keresztmetszet modellje a keret bal oldali grafikus ablakában jelenik meg. Az e-Design rendszer kétféle keresztmetszeti modellt alkalmaz: • az acél lemezelemekbõl épített EPS (Elastic Plate Segment) modellt, és • a zárt felületet képzõ GSS (General Solid Section) modellt. Az anyagtól függõen a modellek külön-külön, és együtt is élnek: acélszelvény esetén mindkét modell létrejön, vasbeton és öszvérszelvény esetén csak a GSS modell jön létre. A 15. ábra az aktuális keresztmetszet (egy hegesztett


I szelvény) EPS modelljét, a 16. ábra pedig a GSS modelljét szemlélteti. A modellek közötti váltást egyszerû váltógombok biztosítják. A SECTION modul menürendszerének funkcióit három blokkban helyzetük el: • a Modell • a Tulajdonságok, és a • a Szabványos teherbírás

ábra egy acél I szelvény gátolt csavarásból származó normálfeszültségeket mutatja, amelyeket a GSS modell alapján határoztunk meg. A 18. ábra egy vasbeton I szelvény z tengelye mentén ható nyíróerõbõl keletkezõ nyírófeszültségeket szemlélteti.

A Modell blokk tartalmazza a Geometria, az Igénybevételek és a keresztmetszeti Osztály adatainak megjelenítését. Az Igénybevételek funkció modell-alapú alkalmazás esetén megmutatja az aktuális tervezési igényvételeket, illetve felhasználói alkalmazás esetén itt lehet azokat megadni. Minden olyan komponens szerepel a táblázatban, amely szükséges a teljes körû keresztmetszeti és a keresztmetszethez kötött globális stabilitási ellenállás automatikus kiszámításához. A Tulajdonságok blokk szolgálja a keresztmetszeti számítások eredményeinek megjelenítését. Kiemelt szerepe van a keresztmetszeti jellemzõk funkciónak, amely EPS és GSS modell alapján is mûködik. Ahol mindkét modell él (acélszelvények), ott az Analízis ágens a pontosabb GSS eredményeket használja, az ellenállást számító ágens pedig az EPS eredményeket (az EPS modell a szabványos számításoknál szükséges jellemzõkre orientált specifikus modell). A blokkban kapott helyet a rugalmasságtani alapon számított keresztmetszeti feszültségek megjelenítése is. A 17.

17. ábra: Hegesztett I szelvény gátolt csavarásból származó normálfeszültségei GSS modell alapján

18. ábra: Vasbeton körszelvény nyírófeszültségei a z tengely mentén ható nyíróerôbôl

15. ábra: Hegesztett I szelvény EPS modellje

16. ábra: Hegesztett I szelvény GSS modellje

A tervezõmérnököt mindenekelõtt az érdekli, hogy a keresztmetszet az adott igénybevételek esetén milyen értékben felel meg az adott szabvány elõírásainak. A Szabványos teherbírás blokk a jelen fejlesztési állapotban a következõ szabványok alapján képes kimutatni a keresztmetszet ellenállását: • EN 1993 és EN 1994 • MSz ENV 1993-1-1 • MSz 15024-1 A szabványok között gombokkal tudunk váltani. A fejlesztés stratégiája szerint elõször az EN 1993 szerinti komplex vizsgálati rendszert fejlesztettük ki, majd annak szilárd és átfogó bázisán késõbb viszonylag könnyen adaptáltuk a többi szabványt. Folyamatban van a román, az ukrán és az angol nemzeti szabványok adaptálása is. A 19. ábrán egy hegesztett I szelvény MSz ENV 1993 szabvány szerinti ellenállásának kimutatását látjuk. A 20. ábra egy vasbeton I szelvény EN 1994 szabvány szerinti teherbírási felületét mutatja.


29

kezetû többszintes épületet látható, amely Skandináviában és Nagy-Britanniában tipikusnak mondható. A számítási idõre és a számítás pontosságára vonatkozó néhány adatot az 1. táblázatban foglaltunk össze. A táblázatból látható, hogy a futásidõ 6/9 csomópontú elem esetén hatszoros volt a 3/4 csomópontúhoz képest, miközben az eredmények eltérése 3.2%-tól mindössze 10%-ig terjedt. (Hangsúlyozzuk, hogy a geometria bonyolultsága miatt valójában nagyobb elemszám lett volna szükséges ahhoz, hogy a torz elemeket kiszûrjük.) 1. táblázat

4 csp. elem

19. ábra: Hegesztett I szelvény ellenállása az MSz ENV 1993 szabvány szerint

Elemszám (héj) Egyenletszám Futásidõ Max. elm. [mm] Mx-max [kNm/m] Ny-max [kN/m]

9 csp. elem

7382 40 170 39:31 16.5 99.05 3666

162 174 3:17:02 18.4 107.1 3790

A 3/4 csomópontú elemek programban való használatát úgy oldották meg, hogy az eredetileg meglévõ 6/9 csomópontú elemek használhatósága is megmaradt. A felhasználó a számítás indítása elõtt eldöntheti, hogy melyik elemkészletet kívánja használni. A két készlet egyidejû használata nem megengedett. A 22. ábrán a lehetséges számítások és az elemkészlet kiválasztási módja látható.

20. ábra: Vasbeton I szelvény nyírófeszültségei a z tengely mentén ható nyíróerôbôl

A SECTION modul az általunk ismert legnagyobb tudású keresztmetszeti tervezõ program, amely acél, vasbeton és öszvér keresztmetszetek szabványos tervezését végzi. A modul alkalmas keresztmetszetek önálló tervezésre, de beépülõ modulként része a globális szerkezettervezési folyamatnak is. A hatékonysága mindenekelõtt a hibrid EPS-GSS modellezésen alapul, aminek köszönhetõen a szabványos tervezés ellenállás oldalán is megvalósítottuk a szerkezetek globális számításánál elért komplexitást.

21. ábra: A vasbeton szerkezetû épület modellje

4. A FEM-Design KOMPONENS Az e-Design projekt keretében a Strusoft kft. továbbfejlesztette a vasbetonszerkezetekre specializált FEM-Design tervezõ programot. Tekintettel arra, hogy a program még vázlatos ismertetése is meghaladná a cikk kereteit, ebben a fejezetben csak az e-Design projekt keretében végzett fontosabb fejlesztések rövid bemutatására koncentrálunk.

4.1 Analízis a 4 (illetve 3) csomópontú héj végeselemekkel A FEM-Design elõzõ verzióiban a felületek számítására a 6 ill. 9 csomópontú görbült Mindlin-féle héjelemet alkalmazták. A cél a FEM-Design programrendszer továbbfejlesztése volt olyan három és négy csomópontú héjelemekkel, melyek minõségileg megfelelnek a mérnöki számítás követelményeinek, ugyanakkor használatukkal a számítási idõ lényegesen rövidíthetõ. A 21. ábrán egy vasbeton szer-

30

22. ábra: Az alkalmazni kívánt végeselemek kiválasztása


4.2 A görbült felületek, testmodellek és 3D szerkezeti modellek Dr. Vörös Gábor vizsgálatai, illetve próbaszámításai kétséget kizáróan megmutatták, hogy a görbült felületek sok szabadságfokú izoparametrikus végeselemekkel való számítása helyettesíthetõ kevesebb szabadságfokú sík végeselemekkel anélkül, hogy az eredmények pontosságában érdemi változást történne. A sík végeselem alkalmazása mellett szól az is, hogy jelentõsen rövidebb számítási idõt igényel. Ez a fölismerés vezetett arra, hogy a fejlesztõk módosították az eredeti célkitûzéseiket, és a görbült felületek egzakt modellezése helyett azokat sok kis síklapból (régióból) építették fel. Az elkészített felületmodellezés tetszõleges, síklapokkal lefedhetõ felületek modellezését, tárolását (takart-vonalas) megjelenítését, önárnyékolását, színezését és azok szerkesztését teszi lehetõvé. A kialakított felületmodellezési eszköz az alábbi felületek létrehozására alkalmas: • körív vagy teljes kör alapú prizmatikus felületek, • körív vagy teljes kör alapú centrikus felületek és csonka centrikus felületek (kúpfelület, csonka kúpfelület stb.), • gömbfelület, gömbfelület szelete, illetve gömbfelület cikke, • tetszõleges két vezérgörbés felületek, ahol a felület az egyik görbének a másikon történõ elcsúsztatásával keletkezik; itt a két vezérgörbe mindegyike körív vagy teljes kör, illetve lehet az egyik egyenes, míg a másik körív vagy teljes kör.

A 23. ábrán néhány alapfelületet láthatunk, melyeket ezekkel a funkciókkal készültek. A kifejlesztett eszköz tetszõleges, síklapokkal határolt testek modellezését, tárolását, (takartvonalas) megjelenítését, önárnyékolását, kifestését és azok változatos módon való editálását is lehetõvé teszi. Az eszközzel az alábbi testek egyszerû létrehozására van lehetõség: • tetszõleges alapú prizmatikus testek, • tetszõleges alapú centrikus testek és csonka centrikus testek (kúp, gúla, csonka kúp, csonka gúla stb.), • gömb és gömbszelet, • szabályos testek, úgymint tetraéder, kocka, oktaéder, dodekaéder, ikozaéder, • tetszõleges két vezérgörbés testek, ahol a test az egyik görbének a másikon történõ elcsúsztatásával alakul ki (pl. tórusz); A 24. ábrán az eszközzel létrehozott néhány jellemzõ testet láthatunk. A testmodellezés több fontos területen került hasznosításra. Többek között lehetõvé tette a vasalás szerkesztõ modul elkészítését, a 3D szerkezeti modell felépítését, az IFC formátumú import és export kapcsolatok irányába zajló fejlesztéseket, a zsaluzási felületek volumenének becslését stb.

24. ábra: Testmodellek és áthatások

4.3 Az acélszerkezetek tervezése héjmodell alapú analízissel A rúdszerkezetek méretezését leíró szabályzatok a rúd egészére jól használható (globális) összefüggéseket közölnek. A horpadási (lokális) vizsgálatok már több bizonytalanságot tartalmaznak. A legtöbb szabvány csak kétszeresen vagy egyszeresen szimmetrikus I tartókra ad megoldást, a különleges esetekre (ilyen például a vékonyfalú szelvényeknél az alkotólemezek horpadása) fejlett analízisre alapozott speciális formulákat ajánl.

23. ábra: Síkelemes felületmodellezéds a FEM-Design programban

A fejlesztés elsõ célja az volt, hogy a rúdszerkezetként modellezett szerkezet bármelyik rúdeleme a lehetõ legegyszerûbben átalakítható legyen héjelemmé. Az átalakítás


31

után a rúd a modell része marad, ezzel elkerülhetõek a kapcsolódó részek modellezésével járó közelítések és bizonytalanságok. Ezek után a héjmodellé alakított rúdelem a FEM-Design szokásos eszközeivel szerkeszthetõ – áttöréseket, merevítéseket, kiékeléseket rendelhetünk hozzá. A rúdszerkezeti modellen alapuló integrált méretezési eljárás alapelvét az Eurocode 3 Part 1-1 fekteti le. Az eljárás alkalmazásának alapfeltétele, hogy a szerkezeti elemek tönkremeneteléhez tartozó globális stabilitási formák (kihajlás, kifordulás, és ezek interakciója) ne legyenek erõs interakcióban az alábbi jelenségekkel, illetve geometriai tulajdonságokkal: • a szelvények alaktorzulása, • a gerinc nyírási horpadása, illetve • gerincáttörések hatása. Amennyiben a fenti jelenségek befolyásolják a globális stabilitási teherbírást, akkor a rúdszerkezeti modell mellett vizsgálni kell a héj modellt is. Az eljárás alapelvét az Eurocode 3 Part 1-5 rögzíti. A 25. ábra a horpadásvizsgálat részleteit láthatjuk (a kép bal oldalán a rúd képe, jobb oldalán a számítás részletei).

26. ábra: Társasház ArchiCad építészeti modellje

27. ábra: Importált modell a FEM-Design rendszerben 25. kép: Szabványos horpadásvizsgálat az EN 1993 Part 1.5 alapján

4.4 Az IFC formátumú adatok kezelése Az e-Design prototípus rendszerében feltételezzük, hogy a komponens programok felkészültek a világszabványt jelentõ IFC alapú modellcserére. Ezt a feltételezést a tények igazolják: fejlesztõk sorban jelentik be, hogy elkészítették a kérdéses funkciókat. Az IFC kapcsolat célja ebben az esetben egy tetszõleges IFC-kompatibilis CAD alkalmazás által elõállított építészeti modell beolvasása és átalakítása a FEM-Design natív formátumára, mely a konverzió után a szerkezet idealizált teherhordó vázát tartalmazza. A következõ (opcionális) lépés ezek után a terhek, terhelési esetek, valamint elemközi kapcsolatok, illetve támaszok létrehozása a komponensalkalmazáson belül, majd az így létrejött szerkezeti modell exportja az e-Design modellszerver felé, az e-Design köztes formátumában. Mindezek mellett természetesen lehetõség van már létezõ szerkezeti modellek importjára is. A teljes IFC termékmodell a FEM-Design igényeit (és képességeit) jóval meghaladó mennyiségû információt tartalmaz, ezért mindenféleképpen szükség van ezen információtömeg egyfajta átrostálására, az alkalmazás szempontjából lényegtelen részek eltávolítására. Ennek ellenkezõje is igaz lehet: dacára a modell méretének és komplexitásá-

32

nak néhány esetben bizonyos releváns információk, melyek a szerkezeti modell létrehozásához fontosak, hiányozhatnak. Ez utóbbi eset akkor fordulhat elõ, amikor építészeti modell importjára kerül sor, és a szerkezeti részmodell még nem létezik a termékmodellen belül. A 26. ábrán egy társasház ArchiCAD által kirajzolt építészeti modellje látható, míg a 27. ábrán az épület teherhordó váza FEM-Design komponensben az építészeti részmodell átalakítását követõen. Jól látható, hogy a szerkezeti modell szempontjából elhanyagolható elemek (nyílászárók, korlátok, lépcsõk, rámpák) nem kerültek betöltésre.

5. AZ e-DesignMA KOMPONENS Az e-Design központi eleme egy szerverpark, amelynek alap konfigurációjában az alábbi három szerver komponens foglal helyet: • a Web-szerver, • az Analízis szerver, és • a Modell szerver. A kapcsolattartó Web-szerver egyrészt HTTP felületet nyújt a kapcsolódóknak, másrészt fogadja a kapcsolódókat, illetve az e-Design rendszer Web-szerver mûveletei is ezt a szervert érik el.


A szerver teszt szinten a http://www.earecon.com címen mûködik. A Modell szerver tárolja a központi modell adatbázist. Az Analízis szerver hajtja végre a kívülrõl jövõ analízis igényeket. A rendszer elsõ „ipari” kiépítésében az elõbbi szerver célszerûen egy nagy megbízhatóságú és gyors (pl. RAID-5) háttértárral, valamint gyors LAN (Gbit) kapcsolattal rendelkezõ gép, míg az utóbbi egy nagy számítási kapacitással, jelentõs memóriával (minimum 2GB) felszerelt gép lesz.

Az analízis modul kettõs szerepet játszik az e-Design rendszerben. Egyrészt a kliens oldali tervezõ komponens program kiszolgálója, másrészt viszont része a szerver oldali kiszolgáló rendszernek. A szerver oldalon az analízis szerver kétirányú kommunikációt folytat a modell szerverrel: • elvégzi a modell szerveren kijelölt modell üzenetvezérelt analízisét, és • visszaírja az adatbázisba a számítási eredményeket.

A kapcsolattartó Web-szerver a felhasználók és a komponens programok számára egységes felületet biztosít a háttérben mûködõ szerverfarm felé. A szervergépek száma tetszõleges lehet, ugyanakkor szélsõséges esetben egy szervergép az összes funkciót is el tudja látni (a jelenlegi prototípus rendszer is így mûködik). A felhasználók számának növekedésével – új szerverek bekapcsolásával – az e-Design rendszer jól skálázható. Ennek alapfeltétele volt egy olyan elosztott rendszerben mûködõ többágensû architektúra (eDesignMA) kifejlesztése, melynek ágensei képesek dinamikusan rendelkezésre állni a gépparkon (szerverfarmon) belül. A kapcsolattartó Web-szerver azon funkciója mellett, hogy a külsõ kérések alapján menedzseli a szerverfarmon mûködõ ágensek tevékenységét, elvégzi az e-Design portál mûködéséhez szükséges feladatokat is. Az e-Design rendszer egyik tipikus felhasználási módja, mikor egy felhasználó „WebAnalízis” parancsot ad akár Web-felületen, akár programból. A kérés elõször a kapcsolattartó szerverhez érkezik. A kapcsolattartó szerver az analízis szerveren nyit egy adatbázis ágenst, melybe beletölti az analizálandó modellt a modell szerverrõl. Ezután kiad egy parancsot az analízis szervernek a modell analizálására. Az analízis szerver mûködése befejeztével üzenetet küld, aminek hatására a kapcsolattartó szerver az eredményt visszamenti a modell szerverre, így amikor a felhasználó legközelebb belép a rendszerbe, és letölti az analizált modellt, eredményekkel együtt kapja azt meg. A következõkben az Analízis és a Modell szervert vizsgáljuk meg részletesebben.

A fenti Web-analízis lépései a következõk. A Web analízis funkciót a kliens oldali komponens programból, vagy az eDesignPortal komponensbõl érjük el. A Web-analízis során a felhasználó kijelöl egy modellt a modell szerveren, elvégzi az analízis-beállítást, majd végrehajtatja az analízist. Az analízis off-line módon zajlik. Az analízis befejeztével a rendszer kimenti a modellt az eredményekkel együtt, majd egy e-mail értesítést küld az analízist kezdeményezõ felhasználónak. A felhasználó megnyitja a modellt a Web Open paranccsal, és feldolgozza az eredményeket. A szerver oldali mûködés az alábbi fontos e-Design szolgáltatásoknak adja az alapját: • a szerver oldalon mûködtetett nagy teljesítményû számítási kapacitás elérése és kihasználása a kliens oldali tervezõ komponensek számára; • speciális Web-alapú alkalmazások.

A régebbi generációhoz tartozó mérnöki tervezõ programokra jellemzõ volt, hogy az analízis (a mérnöki modell alapján a végeselemes modell leképezése és a lineáris egyenletrendszer és sajátérték feladat megoldása) mint programrész szervesen összeépült a grafikus tervezõ felületet megvalósító programmal. Az analízis „modul” ilyen megfogalmazása súlyos akadályokat gördít a rendszerfejlesztés elé. Az e-DesignMA rendszer kidolgozásánál stratégiai kérdés volt az analízis önálló modulba való bezárása. A ConSteel4 kliens oldali komponensben a Végeselem és az Analízis funkciók csak az üzenetvezérelt feladat-végrehajtáshoz tartozó üzenet meghatározását végzik. A végeselem funkció önálló megjelenítése a végeselemes analízis módszerében jártas felhasználókat szolgálja. A funkció lehetõséget ad a hálózat (mesh) feladat-specifikus meghatározására. Az analízis funkció magában foglalja az elõbbi funkciót is, mivel a rendszer a kezdeti beállításnak megfelelõen automatikusan is képes végeselemes modellt generálni. Az utóbbi eljárás megfelel annak a fejlesztési koncepciónak, hogy a végeselemes modell generálása és szerkezete bizonyos modellek esetén (pl. egyszerû lemez, fal vagy rúdelem) rejtve maradhat a felhasználó elõtt. Természetesen a bonyolultabb modellek végeselemes hálózatának mérnöki kontroll nélküli felhasználása súlyos veszélyeket rejthet magában, ezért a végeselemes modell megtekintése és befolyásolása megtalálhatók a program alapvetõ funkciói között.

A felhasználó oldalán lévõ kliens számítógéprõl feltételezhetõ, hogy az adott kor átlagos teljesítményre képes (jelen esetben egy Intel Pentium4 2GHz körüli konfigurációt feltételezhetünk). Több évtizedes tapasztalat alapján kimondhatjuk, hogy a felhasználó által elvárt számítható modellméret arányosan növekszik a mindenkor elérhetõ gépi kapacitás növekedésével. Ebbõl az következik, hogy a felhasználó által megfogalmazott nagyobb modellek analízisének idõszükséglete napokban mérhetõ. Ez ellentmondásban van a tervezésre rendelkezésre álló idõ drámai csökkenésével, amit elsõsorban a „gyorsuló világ”, másodsorban az azt kísérõ verseny kényszerít ki. Következésképpen továbbra is kulcskérdés az extrém feladatok esetén azt analízis futásidejének csökkentése. A megoldásnak figyelembe kell venni az adott probléma mögötti iparág fizetõképességét. Teljesen nyilvánvaló, hogy az építõmérnöki tervezés jövedelmezõsége nem teszi lehetõvé például a szuperkomputerek alkalmazását. Megfigyelések bizonyítják, hogy a kényszerek ellenére a statikus tervezõ mérnökök nem vállalnak (nem tudnak vállalni) jelentõs többletköltséget a számítás meggyorsítása érdekében. Következésképpen csak költségkímélõ megoldások jöhettek szóba az e-Design rendszer megfogalmazásakor. Az e-DesignMA rendszer két megoldást támogat: • intranet alkalmazás esetén a kliens oldali tervezõ komponensek (gépek) osztott rendszerû mûködése; • Internet alkalmazás esetén központi analízis szerverfarm kialakítása. Az elsõ megoldás elsõsorban irodai szinten ajánlott, ahol a tervezéshez kapcsolódó gépek között a rendszer képes a feladatokat szétosztani. Az analízis szintjén ezt a feladatot az e-DesignMA kilens oldali megjelenése az üzenetvezérelt feladatlista elemeinek szétosztásával, illetve összegyûjtésével oldja meg. A második megoldás központi szolgáltatás keretében ajánlott, mivel jelentõs gépi beruházást igényel. Itt az eddigi kutatási eredményeink alapján a shared memory és a distributed memory eljárások szimbiózisaként létrejövõ hibrid módszert támogatjuk.


33

Az e-Design rendszer mérnöki alrendszerében elsõsorban a komplex térbeli modellekre alapozott integrált hatásellenállás számításon alapuló eljárásokat kutattuk. A szolgáltató rendszer kiegészítéseként célszerû megjeleníteni az egyszerû szerkezeti elemek és a kötött kialakítású (makró) szerkezetek szabványos méretezését is. Ezekben az esetekben a grafikus megjelenítés egyirányú demonstrációs céllal történik, amire a platform független JAVA felület is megfelel. Ekkor a modell közvetlenül az e-DesignPortal alkalmazási felületen meghatározott modellparaméterekbõl közvetlenül a rendszer modell szerverén keletkezik, illetve tárolódik. Az analízis közvetlen üzenet alapján történik a szerver oldalon elhelyezkedõ analízis modul segítségével. Ebben a mûködési formában a kliens oldali számítógép teljesítménye szinte közömbös. Az e-Design rendszer a speciális Web-alapú alkalmazásokra felkészült, a konkrét alkalmazási feladatok kidolgozását megkezdtük az Elemtervezõ modul keretében. Az e-Design rendszer modell szerver komponense egy olyan Web-alapú adatbázis szerver, mely az együttdolgozó mérnökök csoportmunkájának szervezését szolgálja. A projektekbe szervezett munkákat a mérnökök elérhetik az eDesign bármely komponens programjából, és az e-Design portálon keresztül is. Az e-Design portál Tervezés fülére lépve a megfelelõ jogosultságokkal rendelkezõ felhasználók megtekinthetik az általuk elérhetõ projekteket és hozzáférési szintjüktõl függõen mûveleteket végezhetnek rajtuk (28. ábra). A rendszer jelenlegi kiépítése két jogkört támogat: a tervezõ és a vezetõ tervezõ kategóriákat. A két csoport közötti különbség elsõsorban abban áll, hogy a

vezetõ tervezõ a tervezõi feladatokon kívül projektadminisztrációs és karbantartási mûveletek elvégzésére is jogosult. Ha a portálra vezetõ tervezõként jelentkeztünk be, a tervezõ nézetre váltva a bal oldali panelen megjelenik egy „Új projekt” feliratú link, melyre rákattintva a 29. ábrán látható ûrlap töltõdik be. Új projektet csak vezetõ tervezõ hozhat létre, illetve a projektek és a bennük szereplõ modellek adatainak módosítására, valamint a jogosultságok szerkesztésére is csak ez a kategória jogosult. Mentés gomb megnyomását követõen a rendszerben létrejön egy, a megadott paraméterekkel rendelkezõ új projekt, mely a tervezõi komponens programból a Fájl/Web Open... parancsának hatására felbukkanó listában is megjelenik. A tervezõ nézetre lépve a bal oldali panelen megjelenik azon projektek listája, melyekhez a felhasználó valamilyen módon (olvasás és/vagy írás) hozzáférhet. A projektek neveire kattintva megjelenik a projektek adatlapja, amelyen a projekt adatain kívül felsorolásra kerülnek a benne szereplõ modellek, illetve részmodellek is (30. ábra). A projekt adatlapján – a megfelelõ jogok birtokában – lehetõség van a projekt adatainak megváltoztatására, illetve a projekthez hozzáférõ felhasználók listájának szerkesztésére is. A projekt adatai alatt a benne található modellek és részmodellek táblázata következik, melyben minden egyes, az adott felhasználó által hozzáférhetõ modell és részmodell felsorolásra kerül. A projektekhez (és mint késõbb látni fogjuk, a modellekhez és a részmodellekhez is) külön fórum és dokumentumtároló tartozik, melyekhez kizárólag a projekthez rendelt felhasználók férhetnek hozzá. A jobb oldali panelen helyet foglaló „Felhasználók” modulban az aktív projekthez hozzáférõ felhasználók listája látható. A portálra bejelentkezett (online) felhasználók neve elõtt egy narancssárga ikon látható, a nevek mögött található levél ikonokra kattintva pedig levelet küldhetünk az egyes felhasználóknak. Ez a modul a modell és részmodell adatlapok böngészése közben is látható és mindig az aktuális entitásra (projekt, modell vagy részmodell) jellemzõ felhasználólistát tartalmazza. A projekt adatai alatt a benne található modellek és részmodellek táblázata következik. A modelleket és a részmodelleket jól elkülöníti a különbözõ háttérszín és az eltérõ mértékû behúzás. A modellek és részmodellek neveire kattintva az adott (rész) modell adatlapját tekinthetjük meg. A táblázat soraiban szereplõ ikonok segítségével több, gyakori mûveletet érhetünk el egyetlen egérkattintással (31. ábra).

28. ábra: A projektek elérése jogosultak számára

Az egyes funkciók rövid jellemzése:

29. ábra: Új projekt létrhozása

34

• Beállítások: az adott modell vagy részmodell adatmódosító lapjára visz; egyenértékû a modell/részmodell adatlapján a Beállítások linkre való kattintással; • Jogosultságok: az adott modell vagy részmodell jogosultságbeállító lapjára visz; egyenértékû a modell/részmodell adatlapján a Jogok linkre való kattintással; • Fórum: megnyitja a modellhez vagy részmodellhez tartozó adatlapot és a fórumhoz ugrik; • Dokumentumok: megnyitja a modellhez vagy részmodellhez tartozó adatlapot és a dokumentumtárolóhoz ugrik; • Megjelenítés: új ablakot nyit, melyben egy JAVA applikációban az adott modell vagy részmodell jelenik meg; • Analízis futtatása: az ikonra való kattintással egy új oldalra jutunk, melyen az erre a célra kijelölt szerverfarmon történõ analízisszámítás indítható el az adott mo-


30. ábra: A projekt adatlapja

dellre vagy részmodellre; az oldalra késõbb visszatérve megtekinthetõ az analízisszámítás állapota, illetve eredménye; A projekt adatlap modelltáblázatában az egyes modellek neveire kattintva juthatunk a modellekhez tartozó adatlapra. A modell adatlap felépítése – az egyszerû használat érdekében – szinte teljesen megegyezik a projekt adatlapéval. Az oldal tetején a modell adatai láthatóak, melyet a benne található részmodellek listája követ. Az oldal alján a modellhez tartozó fórum és dokumentumtároló található. A projekt nézethez hasonlóan itt is lehetõség nyílik a modell adatainak megváltoztatására, illetve a modellhez hozzáférõ felhasználók listájának módosítására. A projektés modellnézetekben megjelenõ modelltáblázatban az egyes részmodellek neveire kattintva eljuthatunk az adott részmodellhez tartozó adatlapra. A részmodell adatlap tete-

Analízis futtatása

Beállítások Megjelenítés

Jogosultságok Fórum

Dokumentumok

31. ábra: A projektmûveletek ikonsora

jén a részmodell adatai láthatóak, melyek alatt a szerkesztõ linkek helyezkednek kell. Az oldal alján a részmodellhez tartozó fórum és dokumentumtároló található. A „Beállítások” linkre kattintva módosíthatjuk a részmodell adatait, a „Jogok”-ra kattintva pedig a részmodellhez hozzáférõ felhasználók listáját szerkeszthetjük.

6. AZ e-DesignPortal KOMPONENS Az e-Design portál prototípus változata a www.earecon.com címen érhetõ el. A portál megjelenítéséhez Microsoft Internet Explorer böngészõprogram és legalább 1024x768 pixeles képernyõfelbontás használata javasolt. A 32. ábrán látható a portál nyilvános kezdõlapja. A portálon jelentõs mennyiségû információ érhetõ el az érdeklõdõk számára, azonban a portálnak vannak olyan szolgáltatásai, amelyek csak a regisztrált felhasználók számára nyilvánosak. Az e-Design portál minden oldala egységes felépítés szerint mûködik. Az oldal felsõ részén vízszintes elrendezésben jelenik meg a fõmenü. A fõmenü alatti terület függõleges osztásokkal három részre tagolódik. A bal és jobb oldalon található részek szélessége rögzített, a középsõ rész szélessége a böngészõablak aktuális mérete szerint változik. A fõmenü alatti három terület mindegyike dinamikus felépítésû, vagyis tetszõleges tartalommal tölthetõk fel az aktuális fõmenü pont igényeinek megfelelõen. Így ezek a mezõk tartalmazhatnak almenüket, szöveges és képi információt tartalmazó részeket, felhasználók bejelentkezési lehetõségét, interaktív területeket (pl. szavazás egy témában) stb. Amennyiben egy fõmenü ponthoz almenü tartozik, akkor az mindig a bal oldalon található mezõ felsõ részén jelenik meg. A portál


35

fõbb egységei az oldal felsõ részén érhetõk el a fõmenü pontjaiként. A késõbbiekben részletesen tárgyalt fõbb egységek a következõk: • • • • • •

Publikus területek: Kezdõlap: a legfrissebb illetve legfontosabb információk rendezett felülete; e-Design: az NKFP támogatásával megvalósult e-Design projekt ismertetése; Tudásközpont: folyóiratok, szabványok és szakkönyvek gyûjteménye; Szolgáltatások: friss hírek, hirdetések és felhasználói fórum érhetõ el; Események: szakmai konferenciák, pályázati lehetõségek és kiállítások; Acélszerkezetek: a MAGÉSZ Acélszerkezetek újság korábbi számai érhetõk el.

Csak regisztrált felhasználók számára elérhetõ szolgáltatások: • Tervezés: tervezési projektek koordinációját segítõ eszközök felülete. A portál betöltésekor az elsõ menüponthoz tartozó oldal, a Kezdõlap látható. A Kezdõlap tartalma a fõmenü alatt található három dinamikusan feltöltött mezõben jelenik meg. A bal oldalon található mezõ tartalma fentrõl lefelé haladva a következõ:

• Bejelentkezés: Ezt a funkciót az e-Design portál regisztrált felhasználói használhatják, akik egy e-mail cím és egy jelszó megadásával léphetnek be a portálra. A belépés után az adott felhasználó jogosultságaitól függõen további funkciók és tartalmak válnak elérhetõvé. A sikeres bejelentkezés után megjelenik a fõmenüben a Tervezés menüpont, amelyet az elõzõekben részletesen tárgyaltunk. • Linkek: A legismertebb magyar szakmai portálokra ugorhatunk az itt található linkekkel. • Keresés: A portálon található különbözõ tartalmakban lehet keresni ezzel a funkcióval, szerzõ, cím vagy más kulcsszavak alapján. • Események: Az aktuális konferenciák, kiállítások és vásárok találhatók meg ebben a blokkban. A kezdõlap középsõ mezõjében a következõ tartalmakat találjuk: • Bemutatkozás: Egy üdvözlõ cikkben ismertetjük a portál legfõbb jellemzõit, illetve bemutatjuk azokat a legfontosabb célokat, amiket az e-Design rendszer létrehozásakor tûztünk ki magunk elé. • Legfrissebb hírek: Kivonatot olvashatunk a Hír rovat legfrissebb cikkeibõl. • Legfrissebb dokumentumok: Itt találjuk az e-Design portálon elérhetõ legfrissebb dokumentumok listáját. A dokumentumok pdf formátumban érhetõk el.

32. ábra: Az e-Design portal (www.earecon.com) kezdôlapja

36


A jobb oldalon található mezõ tartalma fentrõl lefelé haladva a következõ: • Hirdetés: Az e-Design portál létrehozóinak és partnereinek hirdetései jelennek meg ebben a mezõben egymást felváltva. • Szavazás: A portál látogatói itt adhatják le szavazatukat egy adott témában. Ebben a mezõben a szavazás aktuális állása is elérhetõ. • Fórum: A regisztrált felhasználók számára elérhetõ a Fórum, ahol a portál közösségét érdeklõ témákat vitathatnak meg az érdeklõdõk egymással. Ebben a mezõben a fórum legfrissebb bejegyzései jelennek meg. A fõmenü Tudásközpont pontja alatt a jelen prototípus változatban demonstrációként az oldalon megtalálható egy „folyóirat-katalógus”, egy „szabványgyûjtemény”, és egy „szakkönyv” gyûjtemény. A folyóirat-katalógusban azokat a magyar és külföldi szakfolyóiratokat gyûjtöttük össze, amelyek rendelkeznek Internet-es elérhetõséggel. A szabványtárban megtalálhatók a honosított Eurocode szabványok, valamint a tartószerkezeti MSz szabványok elérhetõsége. A szakkönyv gyûjteményben a tervezõk munkáját segítõ szakkönyveket, tervezési segédleteket gyûjtöttünk össze tematikus rendben. A Tudásközpont konkrét kiépítése nem tartozott a projekt feladatai közé, ezt a munkát a projekt hasznosítási fázisában keretében kell elvégezni. Az e-Design portál szolgáltatások pontjában található a portál közösségi oldala. Itt találhatók meg a legfrissebb szakmai hírek, hirdetések, valamint a fórum, ahol a regisztrált felhasználók konzultációt kezdeményezhetnek a hírekkel kapcsolatban, vagy az õket érdeklõ egyéb témakörben. Ezen az oldalon található meg továbbá egy letöltés menüpont, amiben ingyenesen, vagy demo változatban elérhetõ szoftvereket tudunk közzé tenni. A Szolgáltatások oldal konkrét kiépítése nem tartozott a projekt feladatai közé, ezt a munkát a projekt hasznosítási fázisában kell elvégezni. Az e-Design rendszer céljai között szerepel az e-Design Journal elektronikus folyóirat létrehozása. A projekt keretében ennek elsõ lépését végeztük el, amikor megállapodást kötöttünk a Magyar Acélszerkezeti Szövetséggel (MAGÉSZ) a gondozásukban megjelenõ ACÉLSZEREKEZETEK címû folyóirat elektronikus megjelenítésére (33. ábra). A folyóiratban tudományos fokozattal rendelkezõ szerkesztõ bizottsági tagok által referált mûszaki tudományos cikkek is megjelennek.

7. ALKALMAZÁSI PÉLDA A jelen záró fejezetben egy példán keresztül bemutatjuk az e-Design rendszer prototípusának alkalmazását. Az áttekinthetõség érdekében egyszerû (demonstratív) szerkezetet választottunk. A többféle tervezési folyamat közül azt választottunk, amelyik viszonylag átfogóan tükrözi az eDesign rendszer szerkezetét.

7.1 A tervezés menetének vázlatos leírása Induljunk ki abból az esetbõl, amikor a tervezés az építésztervezõtõl indul, és a szerkezet koncepcióját egy építész egy CAD rendszerben (jelen esetben ArchiCAD rendszerben) fogalmazza meg (34. ábra – 1. kép).

1. Építész terv (archiCAD)

Ifc2.2 export file 2. e-Design komponens (IFC import) (ConSteel4.0)

3. e-Design komponens – Tervezés (ConSteel4.0)

Web-kapcsolat 4. e-Design Modell szerver e-Design portál

Web-kapcsolat 5. e-Design komponens – Tervezés (FEM-Design)

33. ábra: Az ACÉLSZERKEZETEK címû lektorált folyóirat megjelenése az e-Design Journal keretében

34. ábra: Demonstratív folyamatábra az e-Design rendszer alkalmazásával végzett csoportmunkáról


37

Az alkalmazott építész rendszer jelen pillanatban nem illesztett komponense az e-Design rendszernek, ezért a szerkezeti modell közvetítését a program általa írt ifc2.2 fájl végzi. Az export fájlt az e-Design rendszerben felvett vezetõ tervezõ a ConSteel4 tervezõ komponens felületén importálja (34. ábra – 2. kép), majd a rendszeren belül megfelelõ módon részmodellekre bontja (opcionális mûvelet), azokhoz jogosultságokat rendel, és a komplex modellt kihelyezi az e-Design rendszer modell szerverére a Webkapcsolat alkalmazásával (34. ábra – 4. kép). Az T1 tervezõ a komplex modellt importálja a ConSteel4 komponensbe, és 3D vegyes modell alkalmazásával megtervezi az acélszerkezetet (34. ábra – 3. kép). Amikor az elõbbiekkel végez, akkor a Web-kapcsolaton keresztül elmenti a részben megtervezett modellt a modell szerverre. Közben a T2 tervezõ a Web-kapcsolaton keresztül importálja a komplex modellt a FEM-Design komponensbe, és megtervezi a vasbeton szerkezeti elemeket, majd visszaírja a modell szerverre a részben megtervezett modellt (34. ábra – 5. kép). A vezetõ tervezõ kiértékeli a Modell szerverre mentett megoldásokat, és véglegesíti a két résztervezés kapcsán létrejött komplex modellt (szükség esetén új analízist végez, és megállapítja, hogy szükséges-e a résztervezések felülvizsgálata). Végezetül a vezetõ tervezõ az e-DesignPortal felületén értesíti a T1 és T2 tervezõket a folyamat sikeres lezárásáról.

7.2 A tervezés folyamatának részletei 7.2.1 Az építészeti terv (ifc2.2 fájl) Az építész terv általában a horizontális alaprajzi elrendezés meghatározásával kezdõdik (35. ábra), majd a megfelelõ metszetekben a vertikális elrendezéssel alakul ki a terv (36. ábra). A terv alapján létrehozható a szerkezet 3D látványmodellje, ahol jól felismerhetõek a megtervezendõ teherhordó szerkezeti elemek (37. ábra). Az építész komponens még nem tagja az e-Design rendszernek, ezért

37. ábra: Az építészterv alapján létrehozott 3D látvány, ahol a szerkezeti elem látvány színten felismerhetôek (jelen esetben egy kétszintes merevítô fal, négy acéloszlop és két vasbeton födémlemez)

35. ábra: Alaprajz az építésztervezô komponensben

36. ábra: Metszetek az építésztervezô komponensben

38

38. ábra: Ifc2.2 alapú építészterv importja a ConSteel4 rendszerben

39. ábra: Az importált modell 3D megjelenítése ConSteel4 rendszerben


a modellt az ifc2.2 rendszerû export fájlban tudja közvetíteni. Az e-Design rendszer két prototípus tervezõ komponense felkészült az ifc2.2 alapú modell leíró fájlok közvetlen importjára. Jelen esetben az importot a ConSteel4 komponens felületén végezzük el (38. ábra). Az importált szerkezet természetes állapotát a 39. ábra mutatja. Természetesen az importot a FEM-Design komponensben is elvégezhetjük. A két import funkció fejlesztése az eDesign rendszer jellegébõl következõen párhuzamosan történt. A ConSteel komponensben elsõsorban az ifc2.2 statikai protokollját céloztuk meg, míg a FEM-Design komponensben az általános építészeti protokoll komplex értelmezésében léptünk elõre. 7.2.2 Munkaszervezés az e-Design rendszerben Az elõzõ lépésben az építész tervet közvetítõ ifc2.2 fájl importjából létrejött a valós szerkezeti modell az importot végzõ vezetõ tervezõ közremûködésével, illetve az eDesign komponens alkalmazásával. A probléma összetettsége, illetve a vezetõ tervezõ szándéka szerint a folyamat itt többfelé elágazhat. Az egyik gyakori út az, hogy a vezetõ tervezõ a szerkezetet tovább építi, azaz felveszi a megtámasztásokat és a terheket (40. ábra), majd a komplex modellt kimenti az e-Design rendszer ifc2.2 kompatibi-

lis modell szerverére. A másik út az, hogy ezt a lépést az elõbbi lépés kihagyásával teszi meg, mert a terheket és a megtámasztásokat is a tervezõ csoport tagjai fogják létrehozni. Mindkét út tovább finomítható a csoportmunkát támogató alszerkezetes eljárás alkalmazásával. Ez azt jelenti, hogy a vezetõ tervezõ a szerkezetet önállóan kezelhetõ alszerkezetekre bontja, aminek eredményeként a modell a szerveren önállóan kezelhetõ részmodellek halmazaként jelenik meg. Ekkor a tervezõ csoport tagjai az egyes alszerkezeteket önálló modellként elõtervezhetik. Ez az út a kiemelten jelentõs, nagy és összetett szerkezetek tervezésénél indokolt. A jelen példa kapcsán az egyszerûbb utat követjük, a vezetõ tervezõ a komplex modellt menti a modell szerverre, a tervezõk pedig a teljes modellen végzik el a szerkezeti elemek tervezését. Tételezzük fel, hogy a vezetõ tervezõ két tervezõnek (T1 és T2) ad jogosultságot (szándéka szerint T1 az acélszerkezetért, T2 pedig a vasbeton szerkezetért felelõs). Elsõ lépésben a tervezõ komponens megfelelõ Web-es funkcióival létrehozza a projektteret (41. ábra), beállítja a tervezõk jogosultságait, és elmenti a komplex modellt az eDesign rendszer Modell szerverére (42. ábra). A folyamat eredményeként a munka reprezentálódik az e-Design rendszer e-DesignPortal kommunikációs felületén. A portál lehetõséget ad arra, hogy a vezetõ tervezõ a projekthez kiegészítõ dokumentumokat csatoljon, illetve fórum jellegû párbeszédet nyisson a tervezésben résztvevõ, illetve érdekelt felek között (43. ábra).

40. ábra: Az építész rendszerbôl importált szerkezeti modell továbbfejlesztése a teherrendszer és a megtámasztások felvételével a ConSteel4 rendszerben 42. ábra: A vezetô tervezô elmenti a komplex modellt az e-Design rendszer Modell szerverére

41. ábra: A vezetô tervezô létrehozza a projektteret az e-Design rendszerben

43. ábra: A munka reprezentálása az e-Design rendszer e-DesignPortal kommunikációs felületén


39

7.2.3 Tervezés a ConSteel4 komponensben A kommunikációs felületen keresztül a T1 tervezõ információt kap, hogy a megadott feltételek keretében elvégezheti az acélszerkezet tervezését. Ez a példa esetében az acél oszlopok megtervezését jelenti. Mivel a komplex szerkezet áttekinthetõ, és a ConSteel4 komponens képes a teljes modellt kezelni, a munkát részmodellek nélkül a komplex modellen végzi el. Elsõ lépésben létrehozza a szerkezet végeselemes modelljét (44. ábra), és a megfelelõ beállításokkal elvégzi, illetve értékeli az analízist (45. ábra). A tervezõ azonban csak az acélszerkezet tervezésére kapott jogosultságot, így a vasbeton szerkezetek kezdeti beállítása mellett elvégzi az acélszerkezet tervezését.

TION modulban megtekintheti és értékelheti a szabványos teherbírás kiszámításának legapróbb részleteit is (48. ábra).

Ezt a folyamatot a ConSteel komponens integrált hatásellenállás számításon alapuló eljárása rendkívüli hatékonysággal támogatja. A 46. ábra a stabilitási analízis mértékadó kihajlási módját mutatja, aminek felhasználásával megtörténik a globális szintû szabványos ellenõrzés a beállított szabvány (MSz ENV) szerint (47. ábra). A tervezõ a tervezésre mértékadó keresztmetszet(ek) kiválasztásával a SEC46. ábra: A stabilitási analízis eredménye

44. ábra: A komplex modell végeselemes modellje és analízise a ConSteel4 komponensben

47. ábra: A szabványos ellenállás globális szintû megjelenítése az acélszerkezeten

45. ábra: Az analízis eredményeinek értékelése a ConSteel4 komponensben

48. ábra: A szabványos teherbírás mértékadó részleteinek megtekintése a Section modulban

40


49. ábra: A tervezô betölti a modellt a FEM-Design szoftverbe

7.2.4 Tervezés a FEM-Design komponensben A kommunikációs felületen keresztül a T2 tervezõ információt kap, hogy a megadott feltételek keretében elvégezheti a vasbeton szerkezetrészek tervezését. A példa esetében ez a feladat a falak és a födémek megtervezését jelenti. Elsõ lépésben a tervezõ betölti a szerkezet modelljét a FEM-Design programba a Web-kapcsolaton keresztül (49. és 50. ábrák). A FEM-Design program elõállítja a szerkezet végeselem modelljét a beállításoknak megfelelõen, majd elvégzi a szerkezet analízisét (51. és 52. ábrák). A tervezõ jogosultsága a példa esetében csak a vasbeton szerkezeti elemek megtervezésére terjed ki, így az acél oszlopok változatlanul hagyásával elvégzi a falak és födémek vasalásának tervezését. A tervezõ a vasbeton falak és födémek vasalási terveinek elõállításához szükséges adatokat több lépésben, közelítõ eljárással állítja ellõ, majd a végleges számításnak megfelelõen állítja be az egyes szerkezetrészek vasalását (53. ábra). A tervezõ végezetül egyenként elõállítja az egyes szerkezeti elemek teljes vasalási tervét (54. ábra).

50. ábra: A tervezô ellenôrzi a számításnál alkalmazott terheket és támaszokat (statikai modell)

52. ábra: Az analízis eredményeinek értékelése a FEM-Design komponensben

51. ábra: Komplex modell végeselemes modellje és analízise a FEM-Design komponensben

53. ábra: Az analízis során figyelembe vett vasalás megadása a falakon és a föfémeken FEM-Design komponensben


41

építésztervek, illetve a statikus tervezés dokumentációja alapján megkezdõdhet a szerkezet megvalósításának (gyártás és építés) folyamata.

8. ÖSSZEFOGLALÁS

54. ábra: Egy födém vasalási tervének elkészítése analízis eredményeinek figyelembevételével a FEM-Design komponensben

7.2.5 A tervezési projekt lezárása Miután mindkét tervezõ elvégezte a feladatát, és a résztervezések eredményeit tartalmazó modelleket visszaírta a modell szerverre, illetve a vezetõ tervezõ a kommunikációs felületrõl értesül az állapotról, bármelyik komponens segítségével megnyithatja a komplex modellt, és elvégezheti a tervezést lezáró „végsõ” elemzéseket, adott esetben új kontrol analízist és ellenõrzést is végezhet. Az

42

A „Structural Eurocodes” európai szabványrendszer bevezetése nagy feladat elé állítja a szerkezettervezõ mérnökök társadalmát. Az új rendszer bevezetése elõnyökkel, de hátrányokkal is járhat. Ahhoz, hogy a magyar mérnöktársadalom, és ezáltal az egész ország, a rendszer elõnyeit élvezhesse, szükséges egy modern információs technológián alapuló kommunikációs és szakmai rendszer kiépítése. Az e-Design rendszer fejlesztõi ezt a feladatot kívánták megvalósítani, illetve ehhez a feladathoz szeretnének hozzájárulni. Az e-Design rendszer szakmai oldalról komplex számítógépes környezetet nyújt acél-, vasbeton és acélvasbeton szerkezetek fejlett, gazdaságos tervezéséhez. Az eDesign rendszer a szakmai tudásbázis biztosításán túl kommunikációs felületet biztosít a fejlett csoportmunka támogatására, a szabványok honosításának folyamatához, és az egész életciklusra szóló szakmai továbbképzéshez. Az eDesign rendszer valódi sikere a szakmai társadalom fogadtatásán és támogatásán fog múlni.

KÖSZÖNETNYÍLVÁNÍTÁS Az e-Design rendszer kutatását és fejlesztését az NKFP 2002/2 program keretében a Nemzeti Kutatási és Technológia Hivatal támogatta.


Érsek László felelõs hegesztõmérnök Ganz Acélszerkezet Rt.

SZÉLERÕMÛVEK ALKALMAZÁSA ENERGETIKAI ÉS KÖRNYEZETVÉDELMI PROBLÉMÁINK ENYHÍTÉSÉRE Egy hegesztõmérnök gondolatai és néhány javaslata a tornyok, ill. az acélszerkezet hazai gyártási lehetõségeire

USE OF WINDPOWER PLANTS DECREASE OF OUR ENERGETIC AND ENVIROMENTAL QUESTIONS Reflections and some proposals of a welding engineer for the inland possibility of producing their towers or rather steel structures A fosszilis energiahordozók kimerülésével, ill. egyre nehezebb feltételek között történõ kitermelhetõségével mindinkább felértékelõdnek a megújuló energiaforrások. Utóbbiak közül a szélenergia hasznosításának lehetõségét mutatja be a cikk néhány kezdeti hazai próbálkozás után nyugat-európai - elsõsorban németországi - példák alapján. Ezt követõen a héjszerkezetû tornyok hegesztéssel történõ gyártásának kérdéseivel foglalkozik az alkalmazható alapanyagoktól és hozaganyagoktól kezdve a szóba jöhetõ hegesztési technológiákon át a szükséges hegesztési varratvizsgálatokig bezárólag. A nagy lemezvastagságokon készítendõ hosszú egyenes és körvarratok szinte predesztinálják a fedett ívû hegesztés alkalmazását, ami az eljárás nagyobb mérvû elterjedését jelentheti az acélszerkezetek építésében ma leginkább alkalmazott védõgázas hegesztéssel szemben.

The renewing sources of energy will be valuated more and more by running out of the fossil energy sources and by their more severe exploitation conditions. This item shows the possibility of utilisation of the wind energy after some inland trial on base of West European mostly German samples. In following the item summarises the questions of the shell structure towers by welding from the useable base materials and welding consumables through the possible welding technologies to the necessary weld tests. The long straight and circular welds on plates with big thickness almost predestinate using the submerged arc welding which could mean their more extensive spreading in producing steel structures against the today mostly used gas shielded arc welding.

BEVEZETÉS

giát állítanak elõ, mérsékelve ezzel egy kis térség – jelen esetben Burgenland – energetikai gondjait. Sajnos a határ innensõ oldalán ilyen jellegû építményeket csak elvétve lehet látni; pedig a szél valószínûleg nem tudja, hogy hol húzódik az országhatár. Ismereteim szerint Magyarországon jelenleg csupán néhány szélerõmû mûködik: az egyik – és Magyarországon az elsõ – Várpalota-Inotán, az erõmû területén; egy másik Szápár községben, Várpalotától északnyugatra, a Tési fennsíkon; egy további Kulcs községben, nem messze Dunaújvárostól a 6-os út mentén. (Várpalota térségében még hagyományai is vannak a szélenergia hasznosításának: Tés községben a falu határában fennsíkon látható két szélmalom; jelenleg már nem üzemelnek, de mûködõképesek és elõzetes bejelentkezés esetén látogathatók is.) Az elért eredményekrõl – az említettek mellett újabb létesítményekrõl (Mosonszolnok, Mosonmagyaróvár), valamint a további tervekrõl és gondokról – a magyar szaksajtóban is olvashatunk [1÷6]. Az ellenzõk véleménye szerint Magyarországon nincsenek meg a feltételek (értsd: viszonylag kevés a szeles, ill. megfelelõ szélsebességû órák száma) a szélenergia gazdaságos felhasználására. (Az energiatermelésre alkalmas

Napjainkban ismét egyre nagyobb hangsúlyt kap az ún. alternatív energiahordozók kérdése. Elég, ha csak a szinte folyamatos olajár-emelkedésre vagy még inkább az elmúlt év végén kirobbant földgáz-szolgáltatási problémákra gondolunk. Itt nem csupán szûken vett mûszaki – hanem kõkemény gazdasági – kérdésekrõl van szó, esetenként politikai felhangokkal is. Ha a statisztikai adatokat nézzük, ma még döntõen a klasszikusnak tekinthetõ – ún. fosszilis energiahordozókra épülõ – villamosenergia-termelés a meghatározó. De fenti okok miatt egyre terjed az alternatív energiahordozók (vízenergia, szélenergia, napenergia, geotermikus energia, bioenergia stb.) alkalmazása. Jelen tanulmány a szélenergiából villamos energia elõállítására szolgáló szélerõmûvek – egészen pontosan azok toronyszerkezetének – gyártási, elsõsorban hegesztési technológiájával kíván foglalkozni. Amennyiben gépkocsival hagyjuk el Hegyeshalomnál az országot, hamarosan különös építmények egész hadát lehet látni az út mindkét oldalán. Ezek szélerõmûvek tornyai, amelyek a szinte állandóan fújó szélbõl villamos ener-


43

szélsebességnek ui. alsó és felsõ korlátja is van.) Véleményem szerint mindazokon a helyeken, ahol korábban szélmalmokat üzemeltettek, a szélerõmûvekhez is megfelelõek az adottságok. (Egy a közelmúltban megjelent mû [7] az ország területén 84 szélmalomról tesz említést!) Inkább a gazdasági feltételrendszerrel van a baj: egy új módszer bevezetése minden esetben némi kormányzati „rásegítést” is kíván (pl. a korszerû, energiatakarékos építkezési módok alkalmazásának elterjesztése különféle támogatásokkal). Nyilvánvalóan azok a helyek, ahol szinte állandóan fúj a szél – pl. az Északi-tenger partvidékén vagy az ottani szigeteken – szinte predesztinálva vannak a szélenergia hasznosítására. Kiemelendõk ebbõl a szempontból az ún. off shore szerkezetek (általában fúrótornyok), ahol ezáltal a szárazföldtõl független saját energiaellátás is biztosított. Számos szakirodalmi publikáció [8÷15] számol be az ilyen irányú alkalmazásokról.

AZ ALTERNATÍV ENERGIAHORDOZÓK ELÕNYEI, HÁTRÁNYAI A nem megújuló energiahordozók mellett egyre inkább felértékelõdnek azok, amelyek gyakorlatilag korlátlanul állnak rendelkezésre. A hagyományos fosszilis energiahordozókból csak korlátozott készletek vannak, továbbá a folyamatosan növekvõ

energiaéhség következtében egyre kisebb fûtõértékû, ill. mind nehezebben hozzáférhetõ lelõhelyekrõl vagyunk kénytelenek azokat kitermelni. Tehát ezek az energiahordozók fajlagosan egyre drágábbak lesznek, miáltal állandóan szûkül az olló a hagyományos és az alternatív energiahordozók elõállítási költsége között. Emellett a környezetkímélõ hatás sem hanyagolható el. Aki figyelmesen (nyitott szemmel és „jó orral”) jár Magyarországon – vagy az egykori szocialista országokban – a széntüzelésû erõmûvek mellett, azonnal feltûnik számára a kéményekbõl kiáramló sárgás színû, kéntartalmú füst. Sajnos hazánkban ezen a téren mindeddig csak egyetlen ellenpélda van: a Mátrai Erõmû 3-as és 4-es blokkjainál szerencsére ez a kérdés már megoldódott egy korszerû füstgáz-kéntelenítõ berendezés megépítésével [16]. Természetesen nem kerülhetõk meg a rideg gazdaságossági kérdések sem: vagyis mibe kerül egy kWh villamos energia elõállítása a különbözõ energiahordozók esetén. Nos ezen a téren a szélenergia jelenleg még tagadhatatlanul nem versenyképes, de ha visszatekintünk az elmúlt húsz-harminc évre, egyre kedvezõbb mutatókat kapunk e tekintetben is. Erre vonatkozóan lásd a WWEA (Nemzetközi Szélenergia Szövetség), ill. az AWEA (Amerikai Szélenergia Szövetség) adatai alapján készült grafikonokat [12].

A határt elhagyva ezt láthatjuk az út mentén ...

Szélerõmûvek Spanyolországban, ahol kifizetõdõ az üzemeltetésük

44

Egy kicsit közelebbrõl nézve ...


A TORONYGYÁRTÁS ÁLTALÁNOS JELLEMZÕI A fejlõdés során két fõ toronytípus nyert ipari alkalmazást: kezdetben – a 20. század elsõ felében, Amerikában – a rácsos szerkezetû tornyok voltak a jellemzõek, ma pedig szinte kizárólag enyhén kúpos köpenyû héjszerkezeteket építenek. Így a továbbiakban csak ezek gyártásának hegesztéstechnikai kérdéseivel foglalkozom. A világ szélerõmû-kapacitásának fejlõdése (forrás: WWEA)

Földrészenkénti szélerõmû-kapacitás (forrás: WWEA)

A fajlagos energiaköltségek csökkenése (forrás: AWEA)

Az elmúlt évtizedben Nyugat-Európában – elsõsorban Németországban – szinte egy egész iparág alakult ki a szélenergia „nagyüzemi” termelésével kapcsolatban. Ez a tornyok elõállítása révén az acélszerkezet-gyártás egészére is kihatással volt. A 2003. év végéig Németországban több mint 15000 szélerõmûvet létesítettek. Ennek során leginkább a nagy átmérõjû acélcsõtornyok terjedtek el, amelyekhez – csak a toronyszerkezetet figyelembe véve – mintegy 80 t/MW acélszükséglettel lehet számolni. A szárazföldön évi 1500 MW beépítését prognosztizálva ehhez kereken 120 ezer tonna acélra lesz szükség [9]. Ezek a számok rendkívül imponálóak; de vannak olyan hangok, amelyek a közeljövõben átmeneti visszaesést jósolnak [8], míg egyes elõrejelzések a további térhódításról beszélnek: e szerint „a szélenergia évtizede 2006-ban kezdõdik” [17]. A szélerõmûvek tornyai ma már a 100 m feletti magasságot is elérik, 70 m feletti rotorátmérõ mellett. A acélszerkezet össztömege a 160 tonnát is meghaladhatja, amihez 700 és 1500 kg közötti hegesztési hozaganyag-felhasználást lehet rendelni. A maximális lemezvastagság 100 mm is lehet [9, 12]. Gazdaságossági és gyártástechnológiai okokból is a minél nagyobb lemeztáblaméretekre kell törekedni. Így ezen szerkezetek kivitelezésébe csak a nehézacél-szerkezetek, ill. a nagyméretû tárolótartályok, nyomástartó edények gyártása során megfelelõ tapasztalattal és eszközháttérrel rendelkezõ cégek „szállhatnak be” a siker reményével.

TERVEZÉS–MÉRETEZÉS A szélerõmûtornyok acélszerkezetnek minõsülnek, így az ezekre vonatkozó tervezési–méretezési szabályokat kell figyelembe venni. Így elsõsorban az Eurocode 3 (ENV 1993) említhetõ [34]; Németországban a DIN 18800/1, ill. DIN 18801 szabvány [38, 39]. De természetesen megjelentek már a speciálisan erre a területre vonatkozó megfelelõ irányelvek is, pl. a Deutsches Institut für Bautechnik [40], a Germanischer Lloyd [41] vagy a Det Norske Veritas elõírásai [42]. Ezek a szerkezetek dinamikus igénybevételnek vannak kitéve, így a tervezés – és a kivitelezés – során figyelembe kell venni a fáradásra vonatkozó elõírásokat is.

Torony valahol az Északi-tengeren

Megjegyzendõ, hogy a lap elõzõ számában (2005/4) egy alapos – számításokkal alátámasztott – tanulmány jelent meg a két fõ toronytípus anyagigényének, gyártási idõszükségletének az összehasonlítására vonatkozóan dr. Farkas József és dr. Jármai Károly professzoroktól [18]. Nos a rideg számok – és az ott megadott bemeneti feltételek – szerint egyértelmûen a rácsos szerkezet a gazdaságosabb. De egy építménynél nemcsak a mûszaki követelmények, hanem az esztétikai szempontok is nagy súllyal esnek a latba. Itt csak a hidakra szeretnék utalni, amely témáról egy nagyon érdekes dolgozat olvasható dr. Domanovszky Sándortól, az acélszerkezetû, hegesztett kivitelû hidak építésének „doyen”-jétõl [19]; sõt a témával kapcsolatban még egy


45

elõmelegítési hõmérsékletek szükségessége, esetenkénti teljes elmaradása. További elõny a rendkívül alacsony szennyezõtartalom (P, S) és a felületi tisztaság. Utóbbi lehetõvé teszi, hogy a lemeztáblák elõzetes szemcseszórásától el lehet tekinteni. Ilyen acélok a neves acélgyártók – Dillinger, Thyssen, VOEST Alpine – kínálatában szerepelnek. Az S460M / ML minõségû termomechanikusan hengerelt acélok alkalmazásának elõnyeirõl – és a hídépítés területén velük kapcsolatban szerzett elsõ hazai tapasztalatokról is – magyar nyelven dr. Domanovszky Sándor tanulmányában [21] olvashatunk. Az írás végén rendkívül gazdag – 57 hivatkozást tartalmazó – irodalomjegyzék található, ami lehetõséget nyújt a téma behatóbb – eredetiben, német, ill. angol nyelven – való tanulmányozásához.

Rácsos szerkezetû torony

Általában az anyagszabványok (MSZ EN 10025/1÷6) érvényesek [35], de az off shore szerkezeteknél a termékspecifikus szabványokat (MSZ EN 10225) hívják be [36], mivel itt pótlólagos követelmények is megfogalmazásra kerülnek (pl. CTOD-vizsgálat, Z-irányú kontrakció szavatolása).

HEGESZTÉSI HOZAGANYAGOK A hagyományos acélanyagokhoz megfelelnek a hosszú évek során kifejlesztett hegesztõanyagok (huzalok, huzalfedõpor kombinációk). A zordabb klimatikus körülmények (szélvihar, erõs hullámzás, esetenként negatív hõmérsékletetek is) között üzemelõ tornyokhoz természetesen nagyobb szívósságú (akár –50 °C alatt is alkalmazható) hozaganyagok szükségesek. Kimondottan az off shore szerkezeteket gyártók igényeinek a kielégítésére fejlesztette ki az ESAB az OK 12.72 fedõport [14, 15], amelynek MSZ EN 760 [31] szerinti besorolása: SA AB 1 57 AC H5. Vagyis egy agglomerált, aluminátbázisú, nagy áramterhelhetõségû, egyen- és váltakozóáramú hegesztésre – nagy hegesztési sebességek esetén is – egyaránt alkalmas, rendkívül kis H-tartalmú varratfémet garantáló fedõporról van szó. Ehhez ajánlott huzal a növelt Si-tartalmú OK Autrod 12.22. (A magasabb Si-tartalom pozitívan hat a hegesztési ömledék dezoxidációjára és elõsegíti a jobb salakleválást.) Így alkalmas keskeny illesztési hézagú és kis nyílásszögû Y, ill. V-varratok hegesztéséhez is. A ma általánosnak tekinthetõ toronytípus

HEGESZTÉSI TECHNOLÓGIÁK ankétot is tartottak [20]. Véleményem szerint egy szélerõmûtorony – netán azok egy csoportja („wind park”, ill. „wind farm”) – adott esetben igenis meghatározó lehet egy táj képére pozitív vagy negatív értelemben egyaránt!

ALAPANYAGOK Az alkalmazandó alapanyagok köre az acélszerkezetek építésében általánosnak tekinthetõ 355 MPa szilárdsági kategóriájú acéloktól a 690 MPa szilárdságúig terjedhet. A hengerlés után normalizált vagy normalizáló hengerléssel gyártott acélok mellett egyre jobban terjed a termomechanikusan hengerelt (TM) acélok alkalmazása mindegyik szilárdsági kategóriában. Utóbbi acélok legnagyobb elõnye a kis C-tartalom – és az ebbõl adódó kis CE- vagy CET-érték – miatt a kisebb

46

A tornyok acélszerkezetének gyártásához ESAB komplett hegesztési technológiát kínál (hozaganyagokat, hegesztõgépeket és különbözõ segédberendezéseket). Nemcsak a szûken vett hegesztési folyamathoz, hanem pl. a termikus vágásokhoz, a hegesztési élelõkészítésekhez is [12÷15, 22, 23]. Ezzel kapcsolatban ugyanezen számban egy átfogó tanulmány jelent meg az acélszerkezet-gyártásban alkalmazható korszerû hegesztõ- és vágóeljárásokról Kristóf Csabának, az ESAB Kft. mûszaki vezetõjének a tollából [24]. A megfelelõ hegesztési technológia meghatározása nem egyszerûen a hegesztõeljárás, ill. az erre alkalmas hegesztõberendezés kiválasztását jelenti, hanem mindazon hegesztési paraméterek összhangba hozását, amelyek lehetõvé teszik az elõírt követelményeket kielégítõ hegesztett kötések kialakítását.


Így – az elõmelegítési hõmérsékletet – a max. megengedett közbensõ hõmérsékletet – a hõbevitelt – az utólagos hõkezelést – a varratgeometriát (hegesztési élelõkészítést) Különösen fontos a hõfolyamat – elõmelegítési hõmérsékletet, közbensõ hõmérsékletet, hõbevitel – szabályozása a hegesztés során. Megemlítendõ, hogy – a késõbb ismertetett ESAB Tandem-Twin fedett ívû eljárást feltételezve – itt szinte kivétel nélkül rendkívül nagy (jóval 1000 A fe-

letti) áramerõsségekrõl van szó. Ahhoz, hogy ne alakuljanak ki elfogadhatatlanul nagy hõbevitelek (szakaszenergiák), megfelelõen nagy (100 cm/min körüli) hegesztési sebességeket kell alkalmazni. A bevont elektródás kézi és a védõgázas ívhegesztésekhez képest hatalmas hegfürdõk jöhetnek létre, ami kedvez a durvaszemcsés szövetszerkezet kialakulásának. Emiatt feltétlenül számolni kell a többrétegû technikák szemcsefinomító, nemesítõ hatásával. Az utolsó rétegnél azonban ez nem tud kialakulni. Emiatt is felmerülhet a hegesztést követõen a feszültségcsökkentõ hõkezelés szükségessége, amit a különbözõ szabályzatok [35, 41] rendszerint elõ is írnak nagyobb – általában 40÷50 mm feletti – lemezvastagságok esetén. (Ez a kivitelezõk szempontjából legtöbbször olyan többletterhet jelent, aminek a költségvonzatát a megrendelõk vagy nem vagy nem teljes mértékben hajlandók elismerni.) Amint látható, a hegesztett kötéssel szemben támasztott minõségi követelmények (ütõmunka) és a gazdaságosság (nagy leolvadási teljesítmény) esetenként ellentétben álló elõírásainak, ill. elvárásainak az optimumát kell meghatározni. A fentiek biztosítása érdekében a gyártás során alkalmazandó hegesztõeljárások megfelelõségét elõzetesen elvégzett és tanúsított technológia vizsgálatokkal („hegesztési eljárásvizsgálatokkal”) kell igazolni. (2004. decemberétõl természetesen az új MSZ EN ISO 15614-1 szabvány [37] szerint.) Ez különösen az utólagos hõkezelés elmaradása esetén szükséges [11].

ESAB Tandem-Twin fedett ívû automata (ESAB foto)

A teljesítmény jellegû paraméterek (áramerõsség, feszültség, hegesztési sebesség) mellett azonban figyelembe kell venni a varratgeometriából adódó lehetõségeket is. Pl. a tervezõk által elõszeretettel alkalmazott 60° nyílásszögnek 50°-ra való csökkentésével a varrattérfogat közel 20%-os csökkenése érhetõ el Y-varratalak esetén. Ez tetemes megtakarítást jelent hozaganyagban, élõmunkában, emellett jelentõsen csökken a szerkezet zsugorodása is. (Megjegyzendõ, hogy ebben a vonatkozásban eléggé óvatosak a [12] szerzõi. A hídszerkezetek toldóvarratainak alátétsávos fedett ívû hegesztésénél a hasonló lemezvastagságok esetén 24° nyílásszögeket alkalmazunk!) Mivel a tornyok talapzatánál és alsó öveinél nagyobb lemezvastagságok is elõfordulnak, szinte kínálkozik a fedett ívû hegesztés alkalmazása. ESAB erre a célra a hagyományos egyfejes gépek mellett a fedett ívû hegesztés számos többfejes eljárásváltozatát kínálja. A fedett ívû hegesztés termelékenységének növelésére számos eljárásváltozatot fejlesztettek ki. Ezekrõl a szakirodalomban olvashatunk [25÷30]. Külön kiemelendõ LUKKARI, Juha (ESAB OY, Helsinki) munkája [25], amely tényleges kísérleti/gyártási adatok alapján hasonlítja össze az egyes eljárásváltozatokat. Így nagy segítséget nyújt a vezetõi döntések elõkészítésében a szükséges hegesztôberendezések beszerzésére vonatkozóan.

A Tandem-Twin berendezés hosszvarrat hegesztése közben (ESAB foto)

Mind a varrathosszúságot, mind a varrattömeget tekintve legjelentõsebb feladat a hossz- és a körvarratok nagy termelékenységgel, jó minõségben (kevés utólagos javítással!) történõ hegesztése. ESAB erre a célra a Tandem-Twin rendszert ajánlja. Ennél egy négyhuzalos rendszerrõl van szó, amelyet két áramforrás táplál: a hegesztés irányát tekintve két egy síkban levõ ikerfej halad egymás mögött [12, 24]. Ez a berendezés a 2005. évi esseni „Hegesztési világkiállítás”-on is látható


47

volt. (Megjegyzendõ, hogy a másik nagy gyártó – a LINCOLN – is bemutatott egy négyhuzalos berendezést.) De a fejlõdés nem áll meg: létezik már hathuzalos változat is, amelynél 3 ikerfej halad egymás mögött [12]. Bár a hegesztési munkák zömét a torony hossz- és körvarratainak elkészítése jelenti, nem lehet alábecsülni a toronyköpenyen levõ kivágásokba illeszkedõ csonkok, peremek (pl. rotorcsonk, búvónyílás) hegesztését sem. Ezek nagy termelékenységû – fedett ívvel történõ – hegesztésére is kínál megoldást ESAB [12, 23, 24]. A kisebb alkatrészek hegesztéséhez a jól bevált védõgázas hegesztések (MAG-eljárás) jöhetnek szóba, nemcsak a tömör huzalos, hanem porbeles változatban is [24]. A hegesztésnek mint gyártási technológiának a termelékenysége, gazdaságossága azonban nemcsak a fõidõk (ívégési idõk) növelésével, nagy bekapcsolási idejû hegesztõ-áramforrások alkalmazásával fokozható, hanem az adott termék méreteinek, geometriai kialakításának megfelelõ hegesztõkészülékek alkalmazásával is. Itt a pozicionáló készülékek mellett elsõsorban a forgató készülékekrõl van szó. De nagyon fontos a megfelelõ emelõkapacitású daruk rendelkezésre állása is. A fedett ívû hegesztéshez mindenképpen PA (vályú) vagy PB (vízszintes) pozícióba kell hozni a darabot, de az egyéb eljárásokhoz is célszerû ez, mivel ebben a helyzetben a legjobbak a varrathoz a hozzáférési viszonyok és itt alkalmazhatók a nagy hegfürdõjû hegesztõeljárások (pl. nagyhozamú elektródák). Bár vitathatatlanul a hegesztés a meghatározó technológia ezen szerkezetek gyártása során, emellett azonban néhány elõkészítõ, ill. kisegítõ mûveletre is kellõ figyelmet kell fordítani: ezek közé tartozik a hajlítás, a termikus vágás, az egyengetés, adott esetben a hõkezelés. (Fõleg a magasabb szilárdsági kategóriájú acéloknál és nagyobb szelvényvastagságok esetén: pl. a nagy szilárdságú acéloknál az ennek megfelelõ alakítóerejû berendezések rendelkezésre állása, a nagyobb visszarugózás figyelembevétele; az összes termikus folyamatnál az elõírt hõmérséklethatárok és idõtartamok szigorú betartása.)

HEGESZTÉSI VARRATVIZSGÁLAT A hegesztett acélszerkezetek gyártásában általánosan ismert és alkalmazott eljárások – VT, PT/MT, UT (RT) – alkalmazhatók. A 100%-os vizuális vizsgálat (szemrevételezés) mellett nagyon fontos a felületi repedések kimutatására alkalmas módszerek kellõ szintû alkalmazása. Mivel a korszerû acélanyagokból, megfelelõ hozaganyagokkal és hegesztési technológiával készített kötésekre elsõsorban nem a térfogati jellegû hibák, hanem a vonalvagy síkszerûek a jellemzõk, így a röntgenvizsgálat helyett inkább az ultrahangos vizsgálat javasolt a belsõ eltérések, folytonossági hiányok kimutatására. A nagy szilárdságú acéloknál (> 460 MPa folyáshatár) a késleltetett repedés jelensége miatt a hegesztés befejezése és a vizsgálatok megkezdése között a vonatkozó szabályzatok (szabványok, mûszaki irányelvek stb.) szerinti minimális idõtartamot be kell tartani. Erre vonatkozóan lásd az MSZ EN 1011-2, ill. az MSZ ENV 1090-3 elõírásait [32, 33].

ÖSSZEGZÉS A leírtak alapján látható, hogy a szélerõmûvek nagyobb mérvû elterjedésének technikai akadályai – legalábbis az acélszerkezet-gyártók szemszögébõl – nincsenek. A ter-

48

vezési-gyártási folyamat minden területén rendelkezésre állnak azok a szellemi és termelõi kapacitások, amelyek lehetõvé tennék ezen termékek megfelelõ minõségû, gazdaságos gyártását, ill. helyszíni szerelését. Emellett óriási lehetõségeket – az üzembe helyezésnél egyszeri beruházás, majd a folyamatos karbantartás lehetõsége, ill. szükségessége – kínál a felületvédelemben érdekelt teljes vertikumnak (gyártók, forgalmazók, felhasználók). Mivel végsõ soron villamosenergia-termelésrõl van szó, a termelt energia hálózatra csatlakoztatását, utána annak újraelosztását stb. is meg kell(ene) oldani. Ahhoz, hogy mindezek megvalósuljanak, természetesen a politikai–gazdasági környezet változására vagy valami erõteljes külsõ kényszerre lenne szükség. Csak nehogy túl késõ legyen az erre való reagálásunk is …

UTÓHANG Amikor az utolsó simításokat végeztem a cikken, a Kossuth rádió 2006. február 9-i Esti Krónika adásának „Háttér” címû betétmûsora éppen az alternatív energiahordozókkal foglalkozott. Ebben a téma neves szakembereinek szájából néhány érdekes adalék is elhangzott: így pl., hogy jelenleg 6 db energiatermelésre szolgáló szélerõmû üzemel Magyarországon, míg a szomszédos Ausztriában a Parndorf község körüli szélerõmûparkban 198, vagy a történelmi Magyarországon – igaz jóval nagyobb területen, a 19. században – közel 600 szélmalom volt…

Irodalomjegyzék [1] HOMOLA Viktor: Szélenergia hasznosítás Magyarországon: merrõl fúj? Felépült az ország elsõ szélerõmûve Mérnök újság – 2001. február 7–9. old. [2] dr. TÓTH László et al.: Szélerõmûvek telepítése és üzembe állítása Mérnök újság – 2002. október 12–14. old. [3] dr. LÁSZLÓ László: Honnan fúj a szél? Szélerõmû park épül Mosonszolnokon Mérnök újság – 2002. december 30. old. [4] FEGYVERNEKY Sándor: A szélerõmûvek telepíthetõségérõl Az OLÉH tájékoztatója Mérnök újság – 2004. október 8–11. old. [5] ZARÁNDY Pál: A megújuló energiaforrásokról Adottságok és lehetõségek Mérnök újság – 2004. augusztus–szeptember 15–16. old. [6] dr. HORVÁTH Gábor: Környezetvédelmi szempontok a szélerõmûvek telepítése során Mérnök újság – 2005. március 17–19. old. [7] KOVÁCS József: Szélmalmaink Romanika Kiadó – Bp., 2005 [8] FABER, T.: Windenergieanlagen – Stahlbauwerke vor und hinter dem Deich Stahlbau 2005/6 S. 391 [9] KERN, A. et al.: Herstellung, Verarbeitung und Eigenschaften höherfester Stähle für den Einsatz im Windenergieanlagen Stahlbau 2005/6 S. 431 – 434 [10] MARTIN, F. ÷ SCHRÖTER, F.: Stahllösungen für Offshore-Windkraftanlagen Stahlbau 2005/6 S. 435–442


[11] BRECHT, Th. – PASCHOLD, R.: Schweissen von Feinkornstählen und deren Eignung für Off-shore-Windenergieanlagen Stahlbau 2005/6 S. 443–451 [12] TORSTENSSON, B. – IVARSON, P.: ESAB welding solutions for windmill tower production Processes and equipment for increased productivity Svetsaren – Vol. 60 No. 2 2005 p. 14–19 [13] PASCHOLD, R. – DIRKSEN, D.: Submerged arc welding of steels for offshore wind towers The German renewable energy industry goes offshore Svetsaren – Vol. 60 No. 1 2005 p. 13–17 [14] GEHRING, M.: Succes of OK Flux 10.72 in wind tower production spreads to other industries ESAB's new SAW flux unites productivity and weldability with excellent low-temperature thoughness Svetsaren – Vol. 60 No. 1 2005 p. 21 – 23 [15] PASCHOLD, R.: OK Flux 10.72 – Ein neues Schweisspulver (nicht nur für Windtürme) ESAB Fenster – 1/2005 p. 20 [16] ÉRSEK László: Füstgáz kéntelenítõ tornyok szerelése Hegesztéstechnika 1999/3 24–32. old. [17] JOHNSON, B.: DEWI Studie. Das Jahrzehnt der Windenergie beginnt 2006 Erneuerbare Energien 4 (2004), S. 18–19 [18] Dr. FARKAS József – Dr. JÁRMAI Károly: Bordázott héjszerkezetû, ill. rácsos csõszerkezetû szélturbina-torony összehasonlítása MAGÉSZ Acélszerkezetek – 2005/4 12–20. old. [19] Dr. DOMANOVSZKY Sándor: A budapesti közúti hidak esztétikai értékelése MAGÉSZ Acélszerkezetek – 2005/4 13–28. old. [20] HAJÓS Benedek: Beszámoló a hidak esztétikája ankétról MAGÉSZ Acélszerkezetek – 2005/2 18–19. old. [21] Dr. DOMANOVSZKY Sándor: Korszakváltást hoztak az acélszerkezet építésben a termo mechanikusan hengerelt S460M/ML acélok Hegesztéstechnika – 2005/4 13–21. old. [22] ESAB-Schweisstechnik liegt gut im Wind ESAB Fenster – 2/2003 p. 6–7 [23] Schweiss-, Schneid- und Handhabungstechnik für die Fertigung in Windkraftanlagenbau ESAB-prospektus [24] KRISTÓF Csaba: Korszerû hegesztõ és vágó eljárások, berendezések az acélszerkezet gyártásban MAGÉSZ Acélszerkezetek – 2006/1 [25] LUKKARI, Juha: Look at deposition rates in SAW now! Svetsaren No. 2-3 / 2001 p. 51–57 [26] UTTRACHI, G. D.: Multiple Electrode Systems for Submerged Arc Welding Welding Journal 57 (1978) 5 p. 15 - 22 [27] MÜLLER, P. – WOLF, L.: Handbuch der Unterpulverschweibens Teil 1: Verfahren – Einstellpraxis – Geräte – Wirtschaftlichkeit Teil 2: Schweibzusätze und Schweibpulver Fachbuchreihe Schweibtechnik – Band 63 DVS Verlag Düsseldorf, 1983

[28] MÜLLER, P.: Einige Gedanken zur Wirtschaftlichkeit der Schweibverfahren, insbesondere des UPSchweibens Schweiben und Schneiden 31 (1979) H. 5 S. 198–201 [29] KILLING – BÖHME – HELWIG: Beitrag zur Frage der günstigsten Stromart und Energieeinbringung beim UP-Tandemschweissen S. u. S. 34 (1982), H. 10 S. 475–482 [30] NIES, H. – SCHLATTER, B: Leistungssteigernde Verfahrensvarianten beim UPSchweiben – Doppeldraht-schweiben der Praktiker 6/94 S. 311–317

Szabványok, mûszaki irányelvek [31] MSZ EN 760:2000 Hegesztõanyagok. Fedõporok fedett ívû hegesztéshez. Osztályba sorolás [32] MSZ EN 1011-2:2001 Hegesztés – Ajánlások fémek hegesztéséhez 2. rész: Ferrites acélok hegesztése Welding – Recommendations for welding of metallic materials Part 2: Arc welding of ferritic steels (jegyzékes jóváhagyó közleménnyel kiadva; angol nyelvû) [33] MSZ ENV 1090-3:1999 Acélszerkezetek megvalósítása 3. rész: Kiegészítõ szabályok nagy folyáshatárú acélokra [34] ENV 1993-1-1:2002 Eurocode 3: Design of steel structures Part 1-1: General rules [35] MSZ EN 10025/1÷6:2005 Melegen hengerelt termékek szerkezeti acélokból Hot rolled products of structural steels (jegyzékes jóváhagyó közleménnyel kiadva; angol nyelvû) [36] MSZ EN 10225:2002 Hegeszthetõ szerkezeti acélok rögzített tengeri szerkezetekhez. Mûszaki szállítási feltételek Weldable structural steels for fixed offshore structure. Technical delivery conditions (jegyzékes jóváhagyó közleménnyel kiadva; angol nyelvû) [37] MSZ EN ISO 15614-1:2004 Fémek hegesztési utasítása és hegesztéstechnológiájának minõsítése. A hehgesztéstechnológia vizsgálata 1. rész: Acélok ív- és gázhegesztése, valamint nikkel és ötvözetei ívhegesztése Specification and qualification of welding procedures for metallic materials. Welding procedure test. Part 1: Arc and gas welding of steels and arc welding of nickel and nickel alloys (jegyzékes jóváhagyó közleménnyel kiadva; angol nyelvû) [38] DIN 18800/1:1990 Stahlbauten – Bemessung und Konstruktion [39] DIN 18801:1983 Stahlhochbau – Bemessung, Konstruktion, Herstellung [40] DIBt: Richtlinie für Windkraftanlagen: Einwirkungen und Standsicherheitsnachweise für Turm und Gründung; Entwurfsfassung September 2003; Deutsches Institut für Bautechnik– Berlin, 2003 [41] Germanischer Lloyd: Richtlinie für die Zertifizierung von Windenergieanlagen; Germanischer Lloyd – Hamburg, 2003 [42] Offshore Standard DNV-OS-J101: Design of Offshore Wind Turbine Structures – Det Norske Veritas (Draft 2004)


49

Fülöp Attila egyetemi adjunktus PTE Pollack Mihály Mûszaki Kar

ACÉL TÉRRÁCS RÚDJAINAK NUMERIKUS VIZSGÁLATA ÉS KALIBRÁLÁSI LEHETÕSÉGEI NUMERICAL EXAMINATION AND CALIBRATION OF A STEEL SPACE-TRUSS A Dunaferr Rt. TOP-SYSTEM térrácsos tetõszerkezeti rendszerét vizsgáltuk teljes léptékû kísérletek keretében a BME Hidak és Szerkezetek Tanszék Szerkezetvizsgáló laboratóriumában. A kísérleti eredmények kiértékeléséhez végeselemes numerikus vizsgálatokat is végeztünk a térrács rúdjain. A jelen cikk a rudak numerikus vizsgálatait mutatja be, valamint egy új lehetséges eljárást az eredmények megbízhatóságának vizsgálatához.

The Hungarian TOP-SYSTEM space-truss system, which was developed by DUNAFERR Iron Work Company, was examined in full-scale tests in the Structural Laboratory of the BUTE Department of Structural Engineering. Numerical, finite element tests were performed on individual bars of the spacetruss during the evaluations of the experimental results. The goal of this paper is to show the FEM results and a new possible method for the verification of the results.

TÉRRÁCS ÉS RUDAK KÍSÉRLETI VIZSGÁLATA

csavarok megcsúszása volt, mely megcsúszás nyomai szétszereléskor a rudakon is megtalálhatóak voltak. A tönkremenetel a terhelt középsõ csomópontba befutó két átlós diagonális rúd horpadása miatt következett be. A horpadás közvetlenül a befogott rúdvég alatt a teljes négyzet keresztmetszetû részen jött létre (2.ábra). A kísérleti térrács csomóponti teherbírása 231,7 kN-ra adódott, mely 19%-kal haladja meg a tervezési segédlet [1] Fh = 193,6 kN-os értékét.

A teljes léptékû térrács kísérletünkben N-típusú szabályos hálózatú térrács-szegmenst vizsgáltunk (1. ábra) [1] [2] [3]. A kísérleti összeállításban az alkotó rács- és diagonális rudak elméleti csomóponti hossza 1200 mm. A rudak 60x60x2 mm-es, négyszög keresztmetszetû, hidegen hajlított zártszelvénybõl készültek [4] végeiken felhasítva és préselve, felhegesztett béléslemezzel erõsítve a csomóponti kapcsolat megfelelõ kialakításához. A szerkezet az alapsík négy sarokpontján csuklósan megtámasztott. A koncentrált terhet hidraulikus sajtó és támasztókeret segítségével hoztuk létre. A terhet nyomásmérõvel, a csomópontok elmozdulását induktív elmozdulásmérõkkel mértük. A térrács a kísérlet során lineáris viselkedést mutatott a tönkremenetelig. A terhelés során hirtelen, hangos pattanások történtek, melyek oka a nagy szilárdságú feszített

A szétbontott térrács rúdjaiból nyomókísérletnek vetettünk alá 16 rudat a diagonálisok viselkedésének vizsgálatához. Speciális befogófejet alkalmazva modelleztük a diagonálisok bekötését a csomólemezhez. A nyomott rudak a térráccsal azonos viselkedést mutattak. A központosított nyomóerõt hidraulikus sajtóval adtuk át. A rudak horpadással mentek tönkre közvetlenül a csavarozott kapcsolat melletti négyzetes keresztmetszetben. A rudak átlagos teherbírása Fmax = 112,6 kN volt.

Elfordulás ~ 11,3°

1. ábra: A kísérleti elrendezés

50

2. ábra: A tönkrement diagonálisok és a csomólemez elfordulása


RUDAK NUMERIKUS VIZSGÁLATA

3. ábra: Rúdvégek kialakítása

A nyomott zártszelvényû rudak számítógépes vizsgálatához elõször a rudak speciális gyártási folyamatát kell modelleznünk. A rudak végeit elõször felhasítják, majd csomólemezre felhúzva elkészítik a préselt alakot két fázisban. Harmadik lépésként kilyukasztják a csavarok furatait, végül béléslemezeket hegesztenek a palástnyomási teherbírás biztosítása céljából. A gyártás folyamatát lásd a 3. ábrán. A préselés folyamatát ABAQUS végeselemes program segítségével modelleztük. A számítások grafikus elõkészítését és az eredmények kiértékelését az MSC Patran 2000 r2 programmal végeztük. 4 pontos héjelemet (S4R) alkalmaztunk a rúdmodellben s 4 pontos merevtest elemet (R3D4) a présszerszámnál [5]. Rugalmas-képlékeny anyagmodellt definiáltunk izotropikus felkeményedéssel. A nyomóerõt a présszerszám mozgásával hoztuk létre, a számítás elmozdulás-vezérelt. A présszerszám és rúd között kontaktfelületet definiáltunk. Numerikus szingularitás elkerülése érdekében a présszerszámot kezdetben 3°-kal elforgattuk, 0,5 mm-t belenyomtuk a rúdba majd visszaforgattuk az eredeti pozícióba. Az analízis eredményét a 4. ábra mutatja. A préselés végi feszültségek és képlékeny alakváltozások eloszlása az 5. ábrán látható. Az ábrákból látható, hogy kellõ hosszúságú volt modellünk, ugyanis a préseléssel nem befolyásolt zóna nem éri el a rúd megtámasztását.

5. ábra: Von-Mises feszültségek [N/mm2] és a képlékeny alakváltozások a préselés végén.

A NUMERIKUS VIZSGÁLATOK IGAZOLÁSA

4. ábra: A préselés numerikus modellezése

A numerikus modell és abból származtatott számítási eredmények megfelelõségét, érvényességét igazolni kell. Ezen igazolás egyik új módja lehet egy 3D-s lézeres letapogató eljárás. Az MTA SZTAKI, Budapest, lehetõséget adott az eredeti rúdvégek, majd késõbb a horpadt rúdvégek digitalizálására egy 3D-s lézeres szkenner segítségével. A berendezés egy 7 szabadságfokú csuklós kar végére szerelt lézer, mely egy 65 mm széles lézersávval tapogatja le a vizsgálótérben elhelyezett tárgy felületét, s a felületi pontok térbeli helyzetét adja meg 3 koordinátával. A mérõgép pontossága ~0,2 mm. A kezelõ a vizsgálófejjel több menetben letapogatja a felületet, s egy monitoron ellenõrizheti az elkészült képet és a kimaradt részeket. A letapogatás eredménye egy adathalmaz akár több millió felületi pont koordinátáját tartalmazva. Megfelelõ képfeldolgozó programokkal különbözõ formátumokban menthetõ el a digitalizált kép. A digitalizált kép már összehasonlítható a numerikus számítások eredményével, s igazolható a számítógépes modell érvényessége. A 6. ábrán a berendezés látható mûködés közben az ellenõrzõ monitor képével, a 7. ábrán a rúdvégek összehasonlítása látható. Természetesen ez az összehasonlítás csak egy áttekintõ képet ad az egyezõségrõl.


51

6. ábra: 3D-s lézer és az ellenõrzõ monitor 8. ábra: A FEM modell és a 3D-s szkenner pontjainak összehasonlítása

A tényleges összehasonlításhoz a számítógépes modell és a digitalizált kép egymásra másolása szükséges. A digitalizált rúdvég képi feldolgozásában a WOCO Gumitech Kft., Budapest segített, ahol az ABAQUS program is a rendelkezésünkre állt. A milliós nagyságrendû képpontszám és nem elégséges gépi kapacitás miatt a teljes rúdvég és a FEM modell összemásolása nem volt lehetséges, csak szeletekben, keresztmetszetenként lehetett az ellenõrzést elvégezni. A 8. ábrán az összehasonlítások eredménye látható az eredeti négyszög keresztmetszettõl az átmeneti zónán át a rúdvég deformált alakjáig. A szkennelés eredményeként kapott ponthalmazt ritkítani és tisztítani kellett. Az ábrákon feketével láthatók a FEM modell részei, pirossal pedig a lézerrel mért felületi pontok. A numerikus számítás a rudat a középfelületével modellezi, míg a lézer a felületet látja, ez az oka az eltérésnek. Érdemes megfigyelni, hogy a rúdvég furatain és oldalhasításán keresztül a lézer „belát” a belsõ felületekre is. Az MTA SZTAKI-ban a lézeres szkennert eddig fõleg formatervezõk használták az elkészített modellek digitalizálására, szerkezetépítõ mérnöki alkalmazásban elsõk voltunk.

RUDAK NYOMÓKÍSÉRLETÉNEK NUMERIKUS VIZSGÁLATA

7. ábra: A numerikus rúdvég modell és a 3D-s szkenner képe

52

A préselt rúdvég számítógépes modelljének ellenõrzése után kezdhettük el a rúdvég vizsgálatát. A préselés eredményét felhasználva elõállítottuk a teljes préselt rúdvéget, melyet különbözõ igénybevételeknek, például központos nyomásnak vetettünk alá. Ismételten az ABAQUS és Patran programokat alkalmaztuk számításainkhoz. A préselt rúdvégbe elkészítettük a furatokat és a hegesztett béléslemezt.


9. ábra: A központos nyomás eredménye

A csavarokat 2 pontos gerendaelemmel modelleztük és ún. MPC elemekkel biztosítottuk [5] a csavarozott kapcsolatot a rúd és a csomólemez között. A csomólemezen koncentrált nyomóerõvel terhelt rúd numerikus eredménye a 9. ábrán látható. A számítógépes analízis eredménye egyezést mutat a kísérleti eredményekkel, de nem teljesen. További numerikus vizsgálatokat végeztünk, s megállapítottuk, hogy kismértékû külpontossággal (e = b/10) megadott nyomóerõ esetén kapjuk az eredeti térrácsban bekövetkezett horpadási alakot. Az eredmény azt mutatja, hogy habár csuklósnak feltételezzük a térrácsrudak bekötését, a valóságban nyomatékok is terhelik a rúdvégeket. A kis külpontosságú nyomás eredménye a 10. ábrán látható.

ÖSSZEFOGLALÁS Acél térrácsok viselkedésének teljes léptékû vizsgálatára kevés lehetõség adódik. A BME Hidak és Szerkezetek Tanszék Szerkezetvizsgáló laboratóriumában lehetõség nyílott egy teljes léptékû kísérlet elvégzésére a Dunaferr Rt. által kifejlesztett TOP-SYSTEM térrács szegmensen. A csomóponton, központos koncentrált erõvel terhelt térrács tönkremenetele két átlós diagonális rúd lokális horpadása miatt következett be. A térrács rúdjainak numerikus vizsgálatát ABAQUS végeselemes programmal hajtottuk végre. Ehhez elõször a speciálisan kialakított rúdvéget állítottuk elõ, majd az eredményt felhasználva vizsgáltuk a lemezhorpadást. Kis külpontosságú nyomóerõ alkalmazásával kaptuk a kísérleti eredményeknek megfelelõ horpadási alakot, mely alapján megállapítható, hogy a csuklós kapcsolódásúnak feltételezett rácsrudak végnyomatékkal is terheltek. A rúdvégmodell további felhasználása elõtt ellenõrizni kell a modell megfelelõségét. Egy eddig még nem használt módszert mutattunk be a 3D-s, lézeres letapogatást, aminek segítségével digitalizálható a valódi rúdvég, s megfelelõ programokkal az összehasonlítás elvégezhetõ. A numerikus vizsgálatokban fontos a megfelelõ anyagmodell felvétele is. Szakítóvizsgálatokat végeztünk a térrácsból kivágott mintákon a PTE Pollack Mihály Mûszaki

10. ábra: A kis külpontosságú nyomás eredménye a szkennelt eredeti horpadt rúdvéggel

Kar Szerkezetvizsgáló Laboratóriumának legújabb szerzeményén, egy INSTRON gyártmányú, számítógép vezérelt, univerzális törõgépen, melynek 1500 kN a teherbírása, s statikus húzó-, nyomó- valamint három- és négypontos hajlítóvizsgálatokra alkalmas.

KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Ezúton szeretném megköszönni PhD témavezetõmnek, dr. Iványi Miklósnak segítségét és szakmai felügyeletét. Köszönet illeti továbbá a BME Szerkezetvizsgáló Laboratórium munkatársait a kísérletek elvégzéséhez nyújtott segítségükért; Mosonyi Zsoltot és Budai Istvánt valamint a WOCO Gumitech Kft.-t az ABAQUS program használatáért és segítõ tanácsaikért; valamint Szobonya Lászlót, MTA SZTAKI, Budapest, a 3D-s lézeres szkennerrel nyújtott támogatásáért.

HIVATKOZÁSOK [1] TOP-SYSTEM DUNAFERR térrácsos tetõ- és csarnokszerkezeti rendszer, Tervezési Segédlet S-45, Gyorsjelentés Kiadó Kft., Budapest, 1997 [2] Fülöp A., Iványi M. „Experimentally Analyzed Stability and Ductility Behaviour of a Space-Truss Roof System”. International Journal of Thin-Walled Structures, Vol. 42, Issue 2, Elsevier Science Ltd, pp. 309-320, 2004 [3] ülöp Attila, Iványi Miklós Acél térrács kísérleti és numerikus vizsgálata. MAGÉSZ Acélszerkezetek különszám, 2004, pp. 37-40. [4] DUNAFERR Lemezalakító kft. Hidegen hajlított szelvények, Dunaújváros, 1996 [5] Hibbitt, Karlsson & Sorensen, Inc. ABAQUS/ Standard User's Manual Version 6.3


53

Antal Árpád elnök Magyar Tûzihorganyzók Szövetsége

TÛZIHORGANYZOTT TERMÉKEK KEZELÉSE ÉS MEGMUNKÁLÁSA II. TREATMENT OF HOT DIP GALVANIZED STEEL II. A tûzihorganyzott termékek felhasználóinak mindig a horganybevonat tulajdonságaiból, illetve funkciójából kell kiindulni, amikor a már bevont acélszerkezet utólagos megmunkálásáról döntenek. Ezek a szerkezetek lényegében ugyanúgy megmunkálhatóak, mint a bevonat nélküli acélelemek, ám ha a védõrétegük sérül, annak képességét helyre kell állítani. Általában nem célszerû utólag megmunkálni a tûzihorganyzott termékeket, azonban vannak mégis olyan technikai lehetõségeink, és feltételek, melyek mellett megfelelõ eredményeket tudnak elérni a felhasználók.

TÛZIHORGANYZOTT FELÜLETEK UTÓLAGOS HEGESZTÉSE Általános szabály itt is az, hogy a bevonat sérülésével járó beavatkozásokat el kell kerülni. Az egyre szélesebb körû felhasználás mellett azonban vannak olyan területek vagy alkalmazások, amikor a bevonatos acélfelületeket mégis össze kell, vagy éppen károsodásmentesen össze lehet hegeszteni. Napjaink acélszerkezet-gyártásánál megszokott (hagyományos) hegesztési technikák „konzekvenciamentesen” nem használhatóak horganyzott felületeknél, ám a horganyzott vékonylemezek esetében számos olyan technika létezik, melyek kitûnõen alkalmazhatóak. A technológiák fejlõdésével párhuzamosan elsõsorban az autóiparban, de az elektronikai iparágakban is egyre növekvõ mennyiségben használnak fel folyamatos gyártósorokon gyártott tûzi-, vagy elektronikus úton horganyzott lemezeket. A préselt, vagy éppen mélyhúzott, már horganyzott elemek hegesztéséhez korszerû eljárások állnak rendelkezésre. A hegesztések végrehajtása után a bevonat védõértéke érdemben nem változik.

54

When deciding on the different works to be done on steelstructures post their hot dip galvanisation, it is important to take the function and characteristics of the galvanized layer into consideration. These steelstructures can be worked on basically the same way as if they were non-galvanized ones, however, if their protective coating suffers a damage, it has to be restored. In general, we can say that it is rather unfavourable to work on steel products already hot dip galvanized, however, there are certain conditions and technical facilities available that still enable users to gain sufficient results.

Hagyományos hegesztési technikák alkalmazása már tûzihorganyzott acélszerkezeteknél Általános javaslat, hogy tûzihorganyzott acélszerkezeteket utólagosan már ne hegesszenek, ugyanis a hegesztés környezetében a bevonat leég, és ezzel károsodik annak védõértéke. Vannak azonban ritkán olyan esetek, amikor nem lehet elkerülni a tûzihorganyzott acélszerkezetek utólagos hegesztését. Az esetek többségében ennek az az oka, hogy a rendelkezésre álló tûzihorganyzó kád méretével nem egyeztethetõ össze, vagy nem lett összeegyeztetve a legnagyobb munkadarab mérete. A tervezésnél kell beszerezni a szükséges információkat a legnagyobb horganyozható méretrõl. Egyes esetekben, különleges intézkedések végrehajtásával lehet elvégezni a már tûzihorgany bevonattal rendelkezõ szerkezetek utólagos hegesztését. Normál vastagságú horganybevonat esetében (v<100µm), a kialakított hegesztési varrat tulajdonságai nem különböznek a nem horganyzott acél varratainak jellemzõitõl. Amennyiben ennél vastagabb bevonat (v>100µm) van a felületen, azt a hegesztés környezetében óvatosan le kell munkálni, és a szabad acélfelület


elõírás szerint hegeszthetõ. Hegesztés után a sérült bevonatot a horganyzott felületek javítására vonatkozó elõírások szerint kell helyreállítani (MSZ EN ISO 1461). Amennyiben mégis horganybevonattal ellátott felületeket kell összehegeszteni, akkor néhány fontos ajánlást javaslunk figyelembe venni. A hegesztés során figyelembe veendõ szempontok: • Alapvetõen az összes ömlesztõ hegesztési eljárás alkalmas a már horganyzott felület hegesztésére. • 3 mm alatti lemezvastagságnál ajánlható csak az autogénhegesztés alkalmazása, e felett ívhegesztést javasolt használni. • Védõgáz alatti hegesztésnél erõsebb fröccsenéssel kell számolni. • Általában alacsonyabb hegesztési sebességet kell alkalmazni, mint a nem horganyzott acélok hegesztésénél, a gázok jobb eltávozása érdekében. • Tompavarratoknál valamivel nagyobb hegesztési hézagot kell hagyni annak érdekében, hogy az ömledékbõl szabadabban eltávozhassanak az égéstermékek. • A hegesztés áramerõsségét minimális értékkel nagyobbra kell megválasztani, mivel az elégõ cink kissé zavarja a varratmetallurgiát.

• Sarokvarratok esetében az elektródát úgy kell vezetni (lengetni), hogy a varratszéleken a horgany le legyen égetve. • A megfelelõ hegesztõelektróda kiválasztása döntõ fontosságú a megfelelõ varratminõség szempontjából. Azok az elektródák, melyeknél a varraton lassabban alakul ki a salak, jobbak, mert lehetõvé teszik, hogy a varrat ömledékébõl a gázok el tudjanak távozni. A szerkezeti acéloknál, ahol a hegesztési varratok nincsenek különlegesen nagy igénybevételnek kitéve, ajánlhatóak például a közepesen vastag rutilos, vagy rutil-cellulóz elektródák. • A hegesztési tartományt gondosan meg kell tisztítani, majd a felületvédelmet mielõbb, elõírás szerint (MSZ EN ISO 1461) helyre kell állítani. Biztonságtechnikai elõírások: • A cink-oxid-tartalmú hegesztési füstöt el kell vezetni a munkahelyrõl, azt belélegezni nem szabad. • A munkahelyet alaposan szellõztetni kell. • Amennyiben nagyobb mennyiségben belélegeztek ilyen füstöt, orvoshoz kell fordulni. A belélegezett füst esetleg influenzaszerû tüneteket okoz (fémgõz láz), azonban orvosi ellátás után nyomtalanul gyógyul. A belégzés azonban megfelelõ biztonsági berendezések használata esetén teljes mértékben kizárható, ugyanis a hegesztõeszközök piacán már kaphatóak olyan hegesztõfelszerelések, melyeknél a helyi elszívás, illetve a belégzésvédelem biztosított. Horganyzott lemezek ponthegesztése A tûzihorganyzott vékony lemezek kiválóan ponthegeszthetõk. Az autókarosszériák lemezeinél, a jelentõs autógyárak, már legalább tíz-tizenöt éve sikerrel alkalmazzák a horganyzott lemezekbõl összeállított elemeket (ajtók, vázelemek stb.). A felületvédelem nélküli, hidegen hengerelt, nyers karosszérialemezek esetében, az összehegesztett lemezperemek között erõs korrózió indul meg, mert a felületek közötti rést utólag lehetetlen tökéletesen konzerválni, védeni az elektrokémiai korrózió ellen. Míg a mindkét oldalon horganyzott lemezek esetében, a tapasztalatok és a vizsgálatok szerint, a hegesztési nyomás közben, a körben kinyomódó olvadt cink, a hegesztési lencse körül megszilárdulva egy „cinkgyûrût” ké-

pez, mely kiválóan védi az összefekvõ felületeket a korrózió ellen (1. ábra). A lemez vágási élei, a felületeken keletkezett kisebb sérülések, karcolások pedig minden esetben katódosan védve vannak (lásd cikkünk elsõ részében). Az így elõállított karosszériaelemekre ma már akár 12 éves átrozsdásodás elleni garanciát is vállalnak az autógyárak. Miután a horganyzott elemek még festékbevonatokkal is el vannak látva, ennél is jóval hosszabb idõn át védelmet kínálnak (duplex-védelem) a felhasználóknak. Horganyzott elemek lézerhegesztése Tûzihorganyzott lemezekbõl összeállított termékeknél nem csak ponthegesztett kötésekre, hanem hosszabb hegesztési kapcsolatokra is szükség van. Ilyen esetekben, az autóiparban széles körben alkalmazott a lézerhegesztés (Nd: YAG, CO2-lézer) technológiája. Ennek a hegesztési eljárásnak egyik nagy elõnye, hogy lokális, és minimális a hõbevitel a varratzónába. Emiatt a horganyréteg sérülése is minimális. Például 0,8 mm vastag horganyzott lemez esetében a bevonat sérülése

kisebb, mint 1 mm szélességû sávban van, mely helyeken a cink katódos védõhatása tökéletesen érvényesül. További nagy elõnye az eljárásnak, hogy az így kialakított hegesztési kötések nagy szilárdságúak és kiválóan alakíthatóak, sõt mélyhúzhatóak is.

TÛZIHORGANYZOTT TERMÉKEK FÚRÁSA, KÖSZÖRÜLÉSE, JAVÍTÁSA A tervezési szempontok legfontosabb elveinek egyike, hogy az acélszerkezethez szükséges furatokat és egyéb forgácsolással járó megmunkálásokat, még a tûzihorganyzás elõtt kell végrehajtani. A gyakorlati felhasználás során azonban néha elõfordulnak olyan esetek, amikor például az elõre elkészített furatokat nagyobbra kell fúrni, vagy éppen a hiányzó lyukakat kell pótolni. Ilyenkor fokozottan kell arra ügyelni, hogy a fúrások során keletkezett fémforgácsokat a horganyfelületrõl maradéktalanul eltávolítsák, mert ellenkezõ esetben csúnya vörös rozsdafoltokat fog eredményezni (1–2. képek).

1. ábra: Ponthegesztett kapcsolat horganyzott lemez esetében

1–2. kép: Fúrásból származó forgácsok korróziója


55

A fúrásokkal okozott bevonatsérüléseket megfelelõ festékbevonattal helyre kell állítani. Ugyanaz vonatkozik a hegesztõelektródák maradványaira is. Az ilyen ún. idegen rozsda utólagosan kefézéssel (erõs szálú mûanyag kefével – acélés rézszálú kefe nem ajánlott) eltávolítható. Hosszabb idõ után azonban már nehezebben szüntethetõ meg a rozsda nyoma. Horganybevonattal ellátott szerkezeteken utólagosan már nem szerencsés köszörüléseket végrehajtani, mert fokozottan fennáll a bevonatok sérülésének veszélye (3. kép). Olyankor, amikor ez elengedhetetlen, gondoskodni kell arról, hogy a köszörülésbõl származó szikrák ne kerülhessenek a bevonatra. Ugyanis a nagy sebességgel érkezõ és áthevült fémdarabkák, vagy egyéb meleg szemcsék belesülhetnek a bevonatba és ott barnásvörös korróziós nyomokat okoznak (4. kép). Ugyanez vonatkozik a horganyzott szerkezetek mellett történõ hegesztés, vagy lánggal történõ darabolás eseteire is. Az ilyen felületbe ágyazódott idegen részek eltávolítása már körülményes, és mindenképpen rontani fogja a bevonat esztétikai értékét. Súlyos károkat okozhat a nem kellõ elõvigyázatossággal végzett köszörülés, mely teljes mértékben lerontja a kérdéses szerkezeti elem minõségét. Abban az esetben, ha a köszörülés során a bevonatot eltávolítják, komoly korróziós károk keletkezhetnek, ahol a felületvédelmet ismételten helyre kell állítani.

TÛZIHORGANYZOTT SZERKEZETEK TERMIKUS VÁGÁSA Meg kell jegyeznünk, hogy a már tûzihorganyzott acélszerkezetek termikus darabolása nem ajánlott. Min-

den ilyen esetben várható, hogy a bevonat a hõhatási övezetben leég. Ugyanis termikus darabolás során, ahol a vágási hõmérséklet meghaladja a horgany párolgási hõfokát (907 °C), ott erre számítani kell. Természetesen vannak olyan eljárások, melyeknél ez a bevonat-károsodás kisebb (pl. plazmavágás, lézervágás), más esetekben nagyobb (autogén berendezéssel történõ vágás). A vágási felületet, alapos felülettisztítás után, el kell látni megfelelõ korrózió elleni védelemmel (festés, fémszórás). Az erre vonatkozó ajánlásokat az MSZ EN ISO 1461 szabvány tartalmazza. Amennyiben elkerülhetetlen az utólagos darabolás alkalmazása, az alábbiakat célszerû betartani: • Vékonyabb lemezek esetében termikus vágás helyett meg kell fontolni a hidegen történõ darabolás lehetõségét, illetve az autogénnel történõ vágás kiváltását, más fejlettebb technológiára (lézer, plazma). • Minél több hõt viszünk be a vágás során, annál inkább számolni kell a bevonat nagymértékû károsodásával, illetve az esetleges maradó alakváltozás veszélyével is. • A termikus darabolás során keletkezõ folyékony salak-, illetve fémcseppektõl az ép horganyfelületeket ponyvával kell elzárni annak érdekében, hogy a cseppek a bevonatra kerülve ne ágyazódjanak be, ne maradjanak vissza korróziós gócok. • Vágás során a horgany cink-oxid formájában, fehéres füsttel eltávozik. Ez a füst belélegezve egészségügyi ártalmat, ún. fémgõz lázat okozhat. Influenzaszerû tünetei vannak, de 1–2 nap alatt tünetmentesen elmúlik. Vágásnál megfelelõ szellõztetésrõl vagy helyi elszívásról kell gondoskodni. Fémgõz láz gyanúja esetén azonnal orvoshoz kell fordulni.

HORGANYZOTT FELÜLETEK JAVÍTÁSA Mivel a tûzihorganyzás fémolvadékban történik, ezért a fémfürdõbõl történõ kiemelés során a folyékony fém rövid idõn belül megdermed. A tûzihorganyzó szakemberei megfelelõ technikai eszközökkel (vibrációval, kiemelési technikákkal, lehúzással stb.) igyekeznek kiküszöbölni a felesleges horganycseppeket, megvastagodásokat, azonban ritkán mégis elõfordulhatnak a felületen kialakult megvastagodások, csúcsok. A gyakorlatban sokszor kerülnek a horganyzómûvekhez olyan acélszerkezetek, melyeken elforgó, egymáson elcsúszó, vagy menetes felületek vannak, melyek a megdermedõ fém miatt bizonyos nehézséget jelentenek. Természetesen ezek a darabok is tûzihorganyozhatóak, de ehhez néhány fontos követelményt ajánlatos tartani. Egymáson elmozduló, elforgó felületek Általános szabály, hogy egymáson elforgó, elcsúszó elemek (sarokpántok, tolózárak stb.) esetében, az elemeket egymástól külön-külön kell tûzihorganyozni, majd ezután összeszerelni. Ilyen esetekben számolni kell a horganybevonat vastagsága (általában oldalanként 80–150 µm) okozta méretnövekedéssel. Ugyanez vonatkozik a retesz- és ékpályákkal ellátott acélszerkezetekre is. Ha valamilyen oknál fogva nem lehet már szétszerelni az egymáson elmozgó, elcsúszó egységeket tartalmazó darabokat, akkor kalkulálni kell azzal, hogy a folyékony horgany megszilárdulása után összeforrasztja az egyes részeket (5. kép). Ilyen esetben, csak a fém újbóli megolvasztásával lehet mûködésbe hozni a szerkezetet. Megfelelõen finom gázlánggal (dissous-gáz) úgy kell kiolvasztani a be-

3–4. kép: Horganyfelületbe égett fémszemcsék és elköszörült horganyréteg korróziója 5. kép: Tolózár

56


dermedt horganyt, hogy az ne gyulladjon meg, majd kefézéssel a felesleget el kell távolítani a felületekrõl. Ez a munka megfelelõ hozzáértést igénylõ feladat. Menetes orsók, anyák Több esetben elõfordul, hogy az egyedi szerkezetek, vagy speciális, nagyméretû menetekkel ellátott rudakat (pl. lehorgonyzó csavarokat), esetleg a hozzájuk tartozó anyákat kell hagyományos, normál hõmérsékletû eljárással horganyozni (6–7. kép). Ezekre az esetekre nem vonatkozik a kifejezetten kereskedelmi forgalomba kerülõ csavarokra érvényes elõírás (MSZ EN 10684). A MSZ EN ISO 1461: 2000 szabvány is csak általános követelményeket tartalmaz. Amennyiben a menetek olyanok, hogy azok nem feleltethetõek meg a fenti elõírásoknak, akkor a bevonatra vonatkozó jellemzõkben (rétegvastagság, javítási módok) célszerû a tûzihorganyzónak és a megrendelõnek egymással írásban megállapodni. Általános szabályok menetes alkatrészek, gyártásához és tûzihorganyzásához (MSZ EN ISO 1461: 2000C 2.2 fejezet): • A menetek kialakításánál, vagy az orsó, vagy az anyamenet méreteit kell úgy meghatározni (alámetszés), hogy számításba veszik a horganybevonat vastagságát. Szokásosan a csavarorsón kell a ráhagyásokat megtenni. • A tûzihorganyzás után vágott, vagy újravágott menetek horganyrétegeire nincsenek szabványos követelmények. • A gyakorlatban a csavarorsó teljes egészében tûzihorganyzott, az anyába tûzihorganyzás után fúrják bele a menetet. Ez problémamentes eljárás, ugyanis összecsavarás után a menetes orsó horganybevonata katódosan, teljes értékû védelmet nyújt az anyacsavar horganyzatlan felületének. A menetes részek tûzihorganyzása után, a menetközökben maradt felesleges horganyt gázlánggal ki lehet olvasztani úgy, hogy a horgany ne gyulladjon meg. A keményszálú drótkefével történõ kikefélés után tisztán vascink ötvözetû horganybevonat marad a menetek felületein, melynek védõképessége azonos a tiszta horganyéval. Abban az esetben, ha nem szükséges az acélszerkezeten levõ menetek tûzihorganyzása, speciális festé-

6. kép: Tûzihorganyzott kengyelek és csavarok

9. kép: Galvanizált kötõelemekrõl gyorsan lepusztul a vékony horganyréteg

tõelemeket használnak, melyeknél a védõréteg vastagsága sokszor csupán néhány mikron (9. kép). Galvanizált kötõelemek inkább csak beltéri felhasználásra, vagy pótlólagos korrózióvédelemmel ellátva ajánlhatóak kültérre.

7. kép: Az anyákba szokás szerint utólag fúrják a menetet

kek, bevonóanyagok, szalagok alkalmazásával el lehet érni, hogy ne alakuljon ki bevonat a menetes helyeken. Errõl a tûzihorganyzó üzemek nyújtanak megfelelõ tájékoztatást. Bevonat nélküli kötõelemek okozta minõségi hibák javítása Olyankor, amikor a tûzihorganyzott acélszerkezetek összeszerelésénél azt a hibát elkövetik, hogy bevonat nélküli (nyers) csavarokat használnak fel, rövid idõn belül rozsdacsíkok alakulnak ki (8. kép). Ezekben az esetekben, vagy a kötõelemeket kell tûzihorganyzott kötõelemekre kicserélni, vagy a meglévõ csavarok szakszerû felülettisztítása után a horganyfelülethez ajánlott cinkpordús festékkel kell elvégezni a javításokat. A kialakított festékbevonat vastagságát meg kell feleltetni a horganybevonat vastagsági értékeinek. Ugyanez a jelenség tapasztalható akkor is, ha szerkezeteinkhez nem tûzihorganyzott, hanem galvanizált kö-

8. kép: Bevonat nélküli csavaranyák alkalmazásának végeredménye


Horganymegfolyások, cseppek eltávolítása A tûzihorganyzás termikus eljárás, melynek során a fémolvadékba merített darabokat kiemelik a fürdõbõl. Eközben esetenként a tárgyak sarkain, élein kisebb-nagyobb felvastagodások, cseppek, hártyák maradhatnak (10–11. kép). Ezek az acélszerkezet korrózióállóságát nem befolyásolják, tehát amennyiben nem zavarják a termékeket a funkciójuk ellátásában, nem feltétlenül szükséges õket eltávolítani. Természetesen az esztétikai és biztonságtechnikai okok sok esetben indokolják megszüntetésüket. Azonban egy elzárt és nem látható helyen felesleges lenne túlzott költségeket felemésztõ tisztítási mûveleteket beiktatni.

10–11. kép: A vékony hártyák és megfolyások nem mindig akadályozzák a felhasználást

57

és szélsõséges esetekben nem jöhetnek létre kisebb-nagyobb sérülések, illetõleg bevonati hiányok a szerkezet felületein. Az jogos elvárás, hogy az acélszerkezetek felszerelése után a megrendelõ részére csak kifogástalan állapotban levõ horganybevonattal szabad átadni az acélszerkezetet, ezért célszerû a következõ javaslatokat megfontolni a kiváló termékminõség biztosítása érdekében. 14. kép: A túlreszelt bevonatot ismét javítani kell

12–13. kép: A hegyes tüskék balesetveszélyesek, el kell õket távolítani

A gyakorlatban vannak azonban olyan szituációk, amikor a horganyzóüzem figyelmetlenségébõl, vagy a termék konstrukciójából adódóan éles tüskék alakulnak ki a sarkokon. Ezek balesetveszélyesek, és még a tûzihorganyzóban el kell õket távolítani (12–13. képek). Az ilyen cseppek, tüskék, zavaró megfolyások megszüntetése többféle módon történhet. Óvatos reszeléssel, vagy csiszolással megfelelõen meg lehet szüntetni a zavaró csúcsokat. Ügyelni kell arra, hogy az elõírt bevonatvastagság megmaradjon a javítás után (14. kép). Szintén megoldást jelenthet a már nagyobb felkészültséget igénylõ, gázlánggal történõ leolvasztás, amikor az óvatosan megolvasztott cseppeket fémkefével, vagy spkali segítségével, könnyen le lehet tisztítani a felületektõl. A piaci igények határozzák meg minden esetben, hogy mely felületek minõsülnek a termék funkciójából adódó lényeges felületeknek, ahol különös gondossággal kell eljárni. Salakfeltapadások eltávolítása A tûzihorganyzásra vonatkozó szabvány a felületen semmilyen formában sem engedi meg a horganyzói technológiából származó salakfeltapadásokat (15. kép).

58

15. kép: Horganyzói salak nem megengedett

A salakfeltapadásokat a tûzihorganyzóban kell kijavítani. Ugyanis a klorid-ion tartalmú és savas kémhatású salak erõsen higroszkopikus, már a légnedvesség hatására is vízzel telítõdik, sokszorosára növekszik, majd korróziós gócként károsítja a horganyfelületet. Az ilyen hibahelyek javításakor, a salak maradéktalan eltávolítása után, fémtiszta felületet kell elérni, melyet bõ tiszta vízzel le kell öblíteni, ezután száradni kell hagyni. Amennyiben a salakfeltapadás alatt a bevonat sérült vagy hiányos, akkor az MSZ EN ISO 1461:2000 szabvány 6.3 pontja szerint leírt javítási módokat lehet választani. A javítás történhet termikus cinkszórással, alkalmas cinkpordús festékkel, vagy cinkötvözetû forrasztással. Bevonathiányok megelõzése tûzihorganyzott acélszerkezetek szerelése esetén A tûzihorgany bevonattal ellátott szerkezeti elemek nagy elõnye, hogy a fémbevonat kiváló mechanikai tulajdonságokkal bír, ezáltal sikeresen alkalmazható az acélszerkezetek helyszíni szerelésekor is. Alkalmazásával szinte megszüntethetõ a szerelési sérülések okozta korróziós károk és reklamációk kockázata. Ez nyilvánvalóan azért nem jelenti azt, hogy „technológiamentes” megoldásoknál


• A horganybevonat tulajdonságaival összhangban kell megválasztani a szerelésekhez felhasznált eszközöket és módszereket. • Különösen igaz ez a nagy súlyú, nagy térfogatú, vagy nehezen mozgatható, sérülékeny acélszerkezeti elemekre. • Tûzihorganyzott acélszerkezeteket nem ajánlatos acélsodrony kötéllel, vagy lánccal átkötni élvédõk alkalmazása nélkül. Szerencsésebb a megfelelõ szilárdságú mûanyag hevederek, mûanyag kötelek alkalmazása, illetõleg olyan emelõeszköz felhasználása, mely nem sérti meg a bevonatot (16. kép). • Amennyiben olyan nagy keresztmetszetû acélszerkezeti elemeket kell emelni, melyeket éppen az emelés elõtt tûzihorganyoztak, vigyázni kell arra, hogy a mûanyag emelõeszközök a hõtõl ne károsodjanak. • Sérülés veszélyének különösen az acélelemek élei vannak kitéve, ezért élvédõk használata ajánlott. • Amennyiben a bevonat sérül, az elõírt javítási módszereket kell alkalmazni.

16. kép: Tûzihorganyzott acélszerkezetek emelése mûanyag hevederek segítségével

A bevonati hiányok javításának lehetõségei Az MSZ EN ISO 1461:2000 szabvány szabályozza a horganybevonatok hibahelyeinek nagyságát, javításának módját. A fenti elõírás szerint, a kijavítandó bevonat nélküli összes terület nem haladhatja meg a horganyzott alkatrész teljes felületének 0,5%-át. Ugyanakkor egyetlen javítandó bevonat nélküli terület mérete sem haladhatja meg a 10 cm2-t. Ha a bevonat nélküli területek ennél nagyobbak, akkor az alkatrészt újra kell horganyozni, amennyiben errõl más megállapodás nincs a felek között. A tûzihorgany bevonatok nemcsak korrózióállóak, de nagyon jó mechanikai tulajdonságokkal is rendelkeznek. E tulajdonsága miatt is egyre közkedveltebbek, mert a festési eljárásoknál igen gyakoriak a bevonati sérülések, melyeket a helyszínen kell kijavítani. A horganybevonat jó ellenálló képessége dacára, mégis elõfordulhat-

nak kisebb felületi sérülések, vagy éppen szándékos beavatkozások (utólagos hegesztés, darabolás stb.), melyek miatt megsérül a fémréteg. Az ilyen sérüléseket a szakelõírások szerint ki kell javítani, azaz a sérült helynek helyre kell állítani a korrózióvédelmi képességét. A sérülések kijavítására vonatkozóan az MSZ EN ISO: 1461: 2000 szabvány ad útmutatásokat (termikus fémszórás, festés, forrasztás), de természetesen a szerzõdõ felek is megállapodhatnak különleges javítási módokban. A szabvány ajánlása szerint a javított felületen létrehozott bevonat rétegvastagsága, legalább 30 µm-rel legyen vastagabb, mint a szabvány által a javított felületre megadott minimális horganyréteg-vastagságok, hacsak a felek egy kölcsönös megállapodásban egy más javítási módszert nem rögzítettek.

Felhasznált irodalom: MSZ EN ISO 1461: 2000 szabvány


CD-kiadvány a tûzihorganyzásról A Magyar Tûzihorganyzók Szövetsége és tagvállalatai – az iparág hazai történetében elõször – közös CD-kiadvánnyal jelentek meg 2006 elsõ negyedévében. A képekkel gazdagon illusztrált, színes, elektronikus könyv több mint száz oldalon mutatja be a tûzihorganyzással kapcsolatos legfontosabb tudnivalókat a tervezõk, gyártók, forgalmazók és felhasználók, valamint a technológia iránt érdeklõdõk számára.

A CD ROM tartalomjegyzékébõl kiindulva könnyen eljuthat az olvasó az egyes fejezetekhez, illetve a beépített kétféle keresõprogram lehetõvé teszi a keresett szavak egyszerû megtalálását, s a minél egyszerûbb kezeléshez hangos útmutató nyújt segítséget. A kiadványok térítésmentesen igényelhetõk a nemzeti szövetségnél ([email protected]) és a szövetség valamennyi tagvállalatánál.

59

www.reklamebuero.at

Michael Zauner, szoftverfejlesztô, Philipp fiával

A teljesen digitális hegesztôgépek elsô CAD* rajza * gyermekkel segített tervezés Aki a fejlesztésben is piacvezetô akar maradni, folyamatosan a tökéletesítéseken gondolkodik a munkahelyén és a szabadidejében is. Ezért a mi fejlesztôink mindig nyitottak a megújulásra. Így keletkezik néhány lefirkantott egyesbôl és nullából új, úttörô Fronius technológia ötlete: az elsô teljesen digitális hegesztôberendezés. A részegységek digitalizálása kiváló hegesztési és ívgyújtási tulajdonságokat, a tökéletes reprodukálhatóságot, összehasonlíthatatlan pontosságot és egyedülállóan könnyû kezelhetôséget tesz lehetôvé. A digitális forradalom a jövô hegesztéstechnológiáját hozza el. Használja már most! Froweld Kft., 1239 Budapest, Grassalkovich u. 255. Tel.: 287-8477, Fax: 287-8476, [email protected], www.froweld.hu

Somoskõi Gábor Kovács József Froweld Hegesztéstechnika Kft.

TIMETWIN DIGITAL A LEGNAGYOBB LEOLVASZTÁSI TELJESÍTMÉNY, A DUPLA HEGESZTÕHUZALNAK KÖSZÖNHETÕEN TIMETWIN DIGITAL TOP DEPOSITION RATE THANKS TO TWO WIRE ELECTRODES 1. BEVEZETÉS

1. INTRODUCTION

A hegesztõeljárásokkal szembeni követelmények folyamatosan fokozódnak, mind a tökéletes hegesztési minõség, mind a termelékenység, mind a költséghatékonyság szempontjából. Ez a mozgatórúgója a nagy teljesítményû hegesztõeljárások fejlesztésének, ami a nagy leolvadási teljesítményben jelentkezik. Jellemzõ ezekre hegesztõeljárásokra a több mint 8 kg/órás leolvadási teljesítmény. A nagyobb leolvadási teljesítmény eredményezhet nagyobb varratkeresztmetszetet vagy nagyobb hegesztési sebességet. Elérhetõ a nagyobb leolvadási teljesítmény nagyobb hegesztõhuzal-átmérõvel, vagy több hegesztõhuzal egyidejû alkalmazásával. A tandemeljárás, ahol két hegesztõhuzal dolgozik egyszerre, a második kategóriába tartozik és ezen cikk ezt az eljárást taglalja.

Demand is increasing steadily for welding processes that assure superlative welding quality and simultaneously boost profitability and cost-effectiveness. This is feeding the development of high-performance welding processes having an increased deposition rate. These methods are characterised by a deposition rate of more than 8 kg / h in the case of steel. Users are converting this greater deposition rate either into larger seam cross-sections or into greater welding speeds. Higher deposition rates can be achieved by enlarging the cross-sectional area of the wire or by using more than one flash-butt electrode at the same time. The tandem process, in which two electrodes weld simultaneously, falls into the second category and is the subject of this article.

2. A HEGESZTÕELJÁRÁS Kéthuzalos védõgázos fogyóelektródás hegesztésnél kétféle változat jöhet szóba: – Ikerhuzalos hegesztésnél, a két hegesztõhuzal egy közös áramátadón van keresztülvezetve, ami azt jelenti, hogy mindkét huzalnak azonos az elektromos potenciálja. – Ezzel szemben a tandemhegesztésnél mindkét hegesztõhuzal külön áramátadón van keresztülvezetve. Az áramátadók egymástól elektromosan szigeteltek. Ez teszi lehetõvé, hogy a két hegesztõhuzal különbözõ elektromos potenciállal rendelkezzen. A két változatot mutatja az 1. ábra. A Fronius TimeTwin hegesztõeljárása tandemhegesztés. A két hegesztõhuzal galvanikus elválasztása adja a lehetõséget két függetlenül szabályozott és optimalizált hegesztõív létrehozására. Mindkét hegesztési teljesítmény és a járulékos paraméterek – úgymint például az ívhosszak – külön

állíthatóak, amely eredményeként stabil hegesztõív és tökéletes cseppátmenet válik lehetõvé. További elõnyt jelent az a tény, hogy bármelyik hegesztõhuzal lehet elsõdleges vagy másodlagos is. Ez azt jelenti, hogy az elöl haladó huzal megváltoztatható. Ennek eredményeképpen mindkét hegesztési irány lehetséges, így ezzel a fordulással csökken a ciklusidõ. Ebbõl adódik, hogy csak egy

hegesztõívet kell kezelnünk, úgy, mint az egyhuzalos fogyóelektródás hegesztéseknél. A huzalok tökéletes elektromos elszigeteltsége azt is lehetõvé teszi, hogy egymástól független, két különbözõ hegesztõívtípust (rövidzáras vagy impulzus ívet) alkalmazzunk a két huzalnál. Így a következõ négy variációt kapjuk:

1. ábra: Ikerhuzalos hegesztés közös áramátadóval (balra) és tandemhegesztés (jobbra) két, egymástól elektromosan szigetelt áramátadóval


61

– Impulzusív az egyik huzalon / impulzusív a másik huzalon (leggyakoribb variáció) – Impulzusív az egyik huzalon / rövidzáras ív a másik huzalon (a maximális hegesztési sebesség és a résáthidaló képesség ötvözete) – Rövidzáras ív az egyik huzalon / impulzusív a másik huzalon (eredménye a mély beolvadás) – Rövidzáras ív az egyik huzalon / rövidzáras ív a másik huzalon (legritkább variáció) A gyakorlatban a TimeTwin csak automatizált alkalmazásokban használatos. Az elsõ a fenti variációk közül, vagyis a két impulzusív a legtöbbször használt változat. Ebben az esetben, az anyagátmenetek 180 fokos fáziseltolásban vannak. Ez azt jelenti, hogy amíg az elsõ hegesztõhuzal az alapáram fázisában van, addig a másik hegesztõhuzal pedig éppen az impulzusáram fázisában, majd fordítva. Ez a sorrend látható a 2. ábrán.

2. ábra: Tandemeljárás. Két hegesztõhuzal az impulzusívben (180°-os fáziseltolással). Alapértelmezett anyagátmenet

3. HEGESZTÕBERENDEZÉS A TimeTwin tandemhegesztéshez, két áramforrásra van szükség, mert két hegesztõívet kell fenntartani. Akárhogyan nem lehet összekapcsolni két áramforrást ennél az eljárásnál, ugyanis a berendezés minden elemét illeszteni kell. Ezek az elemek alapvetõen a hegesztõpisztoly, a huzalelõtoló mechanizmus és a vízhûtõ egység. A 3. ábra egy alapváltozatát mutatja a berendezésnek, ami lejjebb részletezve is megtalálható.

62

3. ábra: TimeTwin alapváltozat, ez az eljárás csak automatizált alkalmazásnál használható

A Fronius olyan megoldásokat dolgozott ki az egyes rendszerekre, amelyek moduláris felépítésûek. A Fronius hegesztési rendszerek igen robusztus berendezések összessége és a rendszer felépítése egyszerû és gyors.

3.a. Áramforrás A TimeTwin tandem hegesztõeljárás áramforrásául egy teljesen új, továbbfejlesztett berendezés szolgál. Összehasonlítva a korábbi áramforrással, az új sorozat (TimeTwin Digital 4000/5000) teljesen digitalizált technológián alapul. Az újítás eredményeképpen, a hegesztési eljárás digitális eszközökkel szabályozható. Egy digitális jel processzor (DSP) gondoskodik a szabályzásról. Folyamatosan mért az analóg hegesztési feszültség és a hegesztési áram. Ezeket az analóg értékeket konvertálja át egy analógdigitális konverter és továbbküldi a digitális jeleket a DSP-nek. A DSP ezen jelek alapján szabályozza a hegesztési folyamatot a kívánt / névleges paraméterek tartása érdekében. Ezek a digitális szabályzás legfontosabb elõnyei: – Az elektronikus szabályzó áramkörök nagyon kis méretûek és súlyúak, mert a teljes szabályzás egy elektromos modulban helyezkedik el (DSP). Az inverteres technológiának köszönhetõen a berendezés könnyû és kompakt. – A szabályzó egység nagyon gyors és flexibilis, amely alapvetõen meghatározó a hegesztés eredményére. Ezért például a szabad huzalhossz változását és így az ívhosszt nagyon gyorsan és rugalmasan lehet szabályozni. – A digitális szabályzást nem befolyásolhatja a hõmérséklet változása stb. A teljesen digitális szabályzás eredménye így egy kiemelkedõ, hosszú távú stabilitás és az eredmények 100% reprodukálhatósága. Ezért elengedhetetlen, hogy a két áramforrás kommunikáljon egymással. Ez szükséges ahhoz, hogy a két


hegesztõív szinkronban legyen egymással és így az anyagátmenet is szinkronban lesz. Ezt szolgálja az adatbusz, amin keresztül a két áramforrás 10 Mbit/s sebességgel tud kommunikálni egymással. A TimeTwin eljárás két áramforrása standard áramforrás, amelyek adatbusszal és a szükséges szoftverekkel vannak ellátva. Így elõnye, hogy a két áramforrás bármikor szétválasztható és így önmagában is használható egyhuzalos eljárásra. Az áramforrásokban a kopó alkatrészek is szériagyártmányok és ez lényegesen megkönnyíti az alkatrész utánpótlást. A 4. ábrán látható a TimeTwin Digital 4000 áramforrás huzalelõtoló egységgel, távszabályzóval, hegesztõpisztollyal és a pisztolytisztító állomással.

4. ábra: TimeTwin Digital 4000 komplett hegesztôberendezés

További elõnye még az alkalmazásnak az, hogy automatizált alkalmazásnál a robot egy áramforrásként tudja kezelni a két berendezést, ez számottevõen leegyszerûsíti a használatot. Egy másik fontos különbség a régi rendszer és az új között a robot interfész és az áramforrás közötti kommunikációban is megtalálható: Amíg a régi rendszerben több mint 40 párhuzamos kábel volt az áramforrás és a robot interfész között a kommunikációhoz, addig az új TimeTwin Digital 4000/5000 esetén ez LocalNet-en vagy Field bus-on keresztül történik az adatátvitel. Mind a két kommunikációs megoldás minimalizálja a költségeket és az interferenciás zavarjeleket.

3.b. Hegesztõpisztoly A tandemhegesztésnél két hegesztõhuzalt kell egyidejûleg a hegesztéshez biztosítani. Ebben az eljárásváltozatban az áramátadók elektromosan elszigeteltek egymástól, a hegesztõhuzaloknak viszont egy közös gázterelõben kell futni, ami együtt jár azzal, hogy a két huzal megosztja a közös hegesztõpisztolyt. Az 5. ábra mutatja a hegesztõpisztoly ezen részét. Jól látszik a két áramátadó közötti elektromos szigetelés. Egyik fõ sajátossága a TimeTwin hegesztõpisztolynak a hûtése, ugyanis a hõfejlõdés nagymértékû, és ezt a hõt el kell vezetni. A gázterelõ teljes hosszában és az áramátadó környéke is ennek megfelelõen vízhûtött. Két alapvetõ típusa van a TimeTwin hegesztõpisztolyoknak: A Robacta Drive Twin egy ún. „push-pull” (húzó-toló) pisztoly, ami azt jelenti, hogy a pisztolyban is van egy kétgörgõs elõtoló egység. Ennél a megoldásnál két flexibilis kábelköteg van a fõ elõtoló egység és a pisztolytest között. Ezt a pisztolyt kell alkalmazni a lágy és vékony hegesztõhuzalok (pl. AlSi5) esetében, így lehetséges a nagyon precíz huzaltovábbítás. Ezenkívül a push-pull pisztoly lehetõvé teszi az ún. „SFI” vagyis a fröcskölésmentes ívgyújtást is.

Annak köszönhetõen, hogy a másik típusú TimeTwin hegesztõpisztoly nem push-pull rendszerû, igen kedvezõen alkalmazható a nehezebben hozzáférhetõ helyeken történõ hegesztés esetén kis méretei által. A 6. ábrán a push-pull rendszerû Robacta Drive Twin és a kedvezõbb hozzáférést biztosító Robacta Twin Compact látható. A két hegesztõpisztoly mûszaki adatait az 1. táblázat foglalja össze.

3.c. Huzalelõtoló egység A tandemeljárásból adódóan a két hegesztõhuzal elõtolásához két huzalelõtoló egység szükséges. Ez szintén a konkrét alkalmazás függvényében több megoldást tesz szükségessé: – VR 1500: A VR 1500 általában a robot harmadik tengelyén kerül elhelyezésre, így relatív rövid az összekötõ tömlõ az elõtoló egység és a hegesztõpisztoly között. Az elõtoló egység súlyát így azonban a robot terhelhetõség szempontjából történõ kiválasztásánál figyelembe kell venni, ami lehet, hogy egy nagyobb robotot fog eredményezni. – VR 1530 PD: Ez a huzalelõtoló egység a hordós huzalok alkalmazása esetén ajánlatos. Ez a típus bolygómûves elõtoló egységgel rendel-

kezik, így a hordós hegesztõhuzal megfeszülésmentesen és egyenesen tud futni a pisztolyig – ami nagyon fontos különösen az automatizált hegesztéseknél. Többnyire a VR 1500 elõtoló egységet együttesen használjuk a VR 1530 PD-vel vagy a Robacta Drive Twin pisztollyal. – VR 4040: Egyedi huzaldobhoz. Az alumíniumhuzalokat gyakran 40 kgos tekercsekben hozzák forgalomba, így a cserék gyakoriságát lehet csökkenteni. Ezen huzaltekercsek nagy méretét figyelembe véve nem lehetséges a hagyományos huzalelõtoló alkalmazása. A VR 4040 egy speciális lefejtõ a huzaltekercshez, ami kompenzálja a késleltetett gyorsulásokat és lassulásokat a lefejtés közben, így biztosítja a folyamatos huzalelõtolást. Általában a VR 1500 elõtolóval együtt alkalmazzuk. – VR 7000: A VR 7000 egy zárt huzalelõtoló rendszer, amit akkor alkalmazunk, ha a robottól el szeretnénk választani az elõtoló egységet. További elõnye ennek a megoldásnak az is, hogy a huzaldob védve van a környezeti behatásoktól. A 7. ábrán a VR 1500 és a VR 1530 PD huzalelõtoló egység látható. A jobb oldali képen jól látható a bolygómûves elõtoló.

1. táblázat: A Robacta Drive Twin és Robacta Twin Compact hegesztõpisztoly mûszaki adatai

Robacta Drive Twin

Robacta Twin Compact

Súly a flexibilis összekötõ kábelköteggel

7.6 kg

5.5 kg

Huzalelõtolási sebesség

Nagyobb mint 2x 22 m/min.

Nagyobb mint 2x 30 m/min.

Hegesztõáram (100% bekapcsolási idõ)

2x 450 A

2x 450 A

Huzalátmérõ

0.8–1.6 mm

0.8–1.6 mm

5. ábra: TimeTwin tandemeljárás hegesztõpisztolyának metszete. A két áramátadó elektromosan szigetelt

6. ábra: Robacta Drive Twin és Robacta Twin Compact hegesztõpisztoly

7. ábra: VR 1500 és VR 1530 PD huzalelõtoló egységek, a másodiknál bolygómûves elõtolóval az egyenes, megfeszülésmentes huzaltovábbítás érdekében


63

4. A HEGESZTÉSI SEBESSÉG ÉS A LEOLVADÁSI TELJESÍTMÉNY A Time Twin alkalmazásával a leolvadási teljesítmény jelentõs növelését lehet elérni, összehasonlítva a hagyományos ívhegesztési eljárásokkal. Ez a nagyobb teljesítmény a felhasználó számára vagy nagyobb hegesztési sebességként, vagy nagyobb varratkeresztmetszetben jelentkezik. A legtöbb alkalmazás esetén a hegesztési sebesség növelése az elsõdleges szempont. Az elõnyök pontos meghatározása számos tényezõtõl függ, többek között az anyagminõségtõl, a lemezvastagságtól, a varrat geometriájától, a hegesztési pozíciótól stb. A 2. és a 3. táblázat a lehetséges hegesztési sebességeket és leolvadási teljesítményeket tartalmazza, különbözõ alapanyagok, varratformák és hegesztési pozíciók esetén.

Általánosságban elmondható, hogy a Time Twin eljárás hegesztési sebessége a hagyományos eljáráshoz képest 2-3-szorosára, a TIME eljáráshoz képest 2-szeresére növelhetõ. A pontos növekedés mértéke az alkalmazástól függ. A TimeTwin eljárás felsõ határa a hegesztési sebességet illetõleg 7 m/perc, a leolvadási teljesítmény esetén pedig 30 kg/óra acél esetén.

5. ALKALMAZÁSI PÉLDÁK A TimeTwin eljárás alkalmazására számos szép ipari példa született. Ezek között megtalálhatók úgy a kötõ-, a felrakó hegesztések, valamint a bronzforrasztás. A teljesség igénye nélkül az ipar számos területén találkozhatunk példákkal: – vasútijármû-gyártás – hajóépítés – autóipar – tartálygyártás – készüléképítés

– földmegmunkáló gépek és egyedi gépgyártás – távvezeték-építés A TimeTwin eljárást minden – a gyakorlatban elõforduló – hegesztõanyaggal lehet alkalmazni. A hegesztés mellett a bronzforrasztás is szóba jöhet, ahol csak a hozaganyag megolvasztása történik meg. A következõ alapanyagokra léteznek mûködõ alkalmazási példák: – alumínium és ötvözetei – ötvözetlen acél – erõsen ötvözött acélok – porbeles huzalokkal történõ hegesztés – rézbázisú ötvözetek és bronzforrasztás Ezen eljárásokhoz hagyományos védõgáz is alkalmazható, ami az eljárás rugalmasságát növeli. Van lehetõség egy huzallal is dolgozni. A 4. táblázatban foglaltuk össze a különbözõ lehetséges védõgázakat és alapanyagtípusokat.

2. táblázat: Irányértékek a hegesztési sebességre és a leolvadási teljesítményre Alapanyag: alumínium

Átlapolt kötés

Átlapolt kötés

Horizontális sarokvarrat


Lemezvastagság (mm)

2

3

6

10

Hegesztési pozíció

PA

PB

PB

PB

Huzalátmérõ

1,2

1,2

1.2

1.2

10-12 / 9-11

10-13 / 9-12

12-14 / 11-13

16-18 / 15-17

250-300

150-250

120-150

100-120

I 1 vagy I3 (Ar vagy Ar-He keverék)




Huzal-elõtolási sebesség (m/min) 1 huzal / 2 huzal Hegesztési sebesség (cm/min) Védõgáz EN 439 szerint

3. táblázat: Irányértékek a hegesztési sebességre és a leolvadási teljesítményre Alapanyag: ötvözetlen acél

Átlapolt kötés

Átlapolt kötés

Tompakötés


Vályúhelyzetû sarokvarrat

Lemezvastagság (mm)

2

3

3

10

10–20

Hegesztési pozíció

PA

PB

PA

PB

PA

Huzalátmérõ

1,0

1,2

1,2

1,2

1,2

14-16 / 12-14

9-12 / 7-10

9-12 / 7-10

12-14 / 11-13

15-18 / 14-17

250-350

150-250

150-200

100-120

60-160

Huzal-elõtolási sebesség (m/min) 1 huzal / 2 huzal Hegesztési sebesség (cm/min) Védõgáz EN 439 szerint

64

M2, He-tartalmú, M2, He-tartalmú, M2, He-tartalmú, M2, He-tartalmú, M2, He-tartalmú, vagy anélkül vagy anélkül vagy anélkül vagy anélkül vagy anélkül M21 vagy M21(1) M21 vagy M21(1) M21 vagy M21(1) M21 vagy M21(1) M21 vagy M21(1) kb. 10% CO2 kb. 10% CO2 kb. 10% CO2 kb. 10% CO2 kb. 10% CO2


4. táblázat: Védõgázak, alapanyagok és ívtípusok

Alapanyag

Védõgáz

Ötvözetlen és alacsonyan ötvözött acélok/impulzushegesztés

90% Ar / 10% CO2 ill. 82% Ar / 18% CO2

Ötvözetlen és alacsonyan ötvözött acélok/hagyományos hegesztés

95-98% Ar / 2-5% O2

Alumínium/impulzushegesztés

Ar ill. Ar / He-keverék

Rozsdamentes acélok/impulzushegesztés

97,5% Ar / 2,5% CO2

A továbbiakban két alkalmazási példát részletesen tárgyalunk

5.a. Távvezeték építése

8. ábra: Alkalmazás csõvezeték-építésnél. A távvezetéket szélsõséges hõmérsékleten hegesztették. Az elért hegesztési idõ csökkenés 12-szeres.

A Cranfiel Egyetem végzett egy költségvizsgálatot automatikus TimeTwin eljárással, extrém hosszú (3200 km), nagy átmérõjû (1800 mm) csõvezeték építésénél, a kézi cellulóz elektródás hegesztés alternatívájaként. A távvezeték Alaszka és Chicago között épült. A munkálatok nagy része Alaszkában történt, télen, szélsõséges idõjárási viszonyok között, –50 °C alatt. Az eljárásnál dupla tandemeljárást alkalmaztak, négy ívvel, amelyek egyidejûleg a csõ mindkét oldalán dolgoztak. Ezáltal a hegesztési idõt egy kötésnél 4 óráról 20 percre lehetett csökkenteni. A hegesztési sebesség ilyen növelésével a költségeket jelentõsen mérsékelni lehetett. A hegesztési paraméterek: – varratforma: V-varrat – alapanyag: X100 – hozaganyag: Mn3Ni1Mo – hegesztési sebesség: 130 cm/perc – leolvadási teljesítmény: 12 kg/h – hegesztési pozíció: PA, PB, PC, PD A 8. ábra a csõvezeték egy részét mutatja, a –20 °C-ra klimatizált védõkamrával és a dupla tandemhegesztési eljárással.

5.b. Vasútijármû-gyártás Alstom Ferroviaria, amely 2001-ig mint Fiat Ferroviaria volt ismert, egy olasz vasúti jármûgyár, és többek között az olasz nagysebességû vasút, a Bendolino gyártója. A TimeTwin eljárással a gyorsvasút padló-, oldal- és tetõszerkezetének alumínium profiljait hegesztik. Az igazi kihívás ebben az esetben a nagy hegesztési sebesség és a kis elhúzódás elérése volt. Ezen túl fontos volt az esztétikai szempont is, hiszen a varratok láthatóak. A TimeTwin berendezést egy hosszvarrat-hegesztõre szerelték, amely


65

9. ábra: Vasúti jármû tandemhegesztése. Hegesztési sebesség 250 cm/perc

hossza kb. 12 m. A hegesztendõ profil hossza 27 m, így egyszerre két munkadarab hegesztése történik. A varratkövetést érintéses szenzorokkal oldották meg. 2000 januárja és 2001 novembere között a Fronius TimeTwin berendezéssel 3000 km varratot hegesztettek meg – ez megfelel a Stockholm Róma távolságnak. Paraméterek: – varratalak: V-varrat, sarokvarrat – alapanyag: AlMgSi0.7 – hozaganyag: AlMg4.5Mn0.7 – hegesztési sebesség: 250 cm/min

66

– leolvadási teljesítmény: 7 kg/h – hegesztési pozíció: PA A 9. ábra a hegesztendõ profilokat és a hegesztést mutatja, amit egyidejûleg két TimeTwin pisztollyal hajtottak végre.

6. ÖSSZEFOGLALVA Ez a cikk a TimeTwin tandemeljárásról szól. A eljárás a hagyományos kéthuzalos eljárással szemben galvanikusan szigetelt áramátadókkal mûködik, miáltal a két huzal különbözõ módon szabályozható és vezérelhetõ. A hegesztéshez két áramforrásra van


szükség, amelyek egymással szinkronizálva vannak. Továbbá természetesen a hegesztõpisztoly, huzalelõtoló is az alkalmazásnak megfelelõ. A TimeTwin eljárás elõnyei a nagy hegesztési sebesség és leolvadási teljesítmény, az alacsony hõbevitel és a fröcskölésmentes hegesztés. Továbbá lehetséges mindkét irányban egy huzallal is hegeszteni. Ezenkívül a cikkben néhány alkalmazási példát is láthattunk, ahol a nagy leolvadási teljesítmény tökéletes varratminõséggel párosult. (x)


67

Tóth Imre mûszaki tanácsadó BP Magyarország Kft. – Ipari üzletág

ALKATRÉSZEK, RÉSZEGYSÉGEK ÁTMENETI KORRÓZIÓVÉDELME TEMPORARY PROTECTION OF PARTS AND SUBASSEMBLIES AGAINST CORROSION A korrózió képzôdése és annak eltávolítása mindenkor jelentôs költségtényezô a termelésben. Ezen költségek a CASTROL által speciális igényekre kifejlesztett korróziógátló anyagok használatával elkerülhetôk, mert a fémek felületi korróziója hosszabb idôtartamig megakadályozható.

Formation and removal of corrosion is always a considerable cost factor in production. These cost can be avoided using anticorrosive materials developed by CASTROL to meet special needs, because the surface corrosion of metals can be prevented for a long period.

Bevezetés

lehet, hogy megakadályozzuk a levegô relatív páratartalma miatti nedvesség lecsapódását az acél felületére, illetve a már lecsapódottat leszorítsuk a felületrôl, és a felületet védôfilmmel vonjuk be. A lecsapódást csak kellôen száraz levegôvel lehet megakadályozni. A már lecsapódott nedvesség viszont a vízkiszorító hatású és korróziógátló filmet is képezô Dewatering Fluids típusú korrózióvédô anyagokkal le(ki)szorítható a nedves felületrôl.

Az acélok bekövetkezett felületi korróziójának egyik elôidézôje a bennünket körülvevô környezet, a levegô nedvességtartalma. Európában, így hazánkban is, a levegô átlagos relatív nedvességtartalma sok tényezô hatására nagyon változatos. Ilyen változatosságot okoznak az évszakok, a napszakok és a meteorológiai jelenségek. Közismert, hogy májustól augusztusig, és ekkor is a déli és kora délutáni órákban, a levegô relatív nedvességtartalma alacsony 50–55% körüli érték, de éjszaka és hajnalban akár 80–90% is lehetséges. Ôszi és téli idôszakban ez az érték gyakran tartósan meghaladhatja a 90%-ot. A levegô nedvességtartalma, a magas relatív páratartalom az a mindig jelenlévô tényezô, amelyik az acélok esetében elôidézi az atmoszférikus felületi korróziót. A korrózió mértéke, terjedési sebessége (µg/cm2h) exponenciálisan felgyorsul, ha a relatív páratartalom értéke 40–45% fölött van. Amikor a környezetünk relatív páratartalma 45%-ról 70%-ra emelkedik, a korrózió terjedési sebessége közel tízszeresére növekszik. Az acélokból készült alkatrészekre, acélszerkezetekre – az éjszakai lehûlés hatására – lecsapódott párát a felületen lévô szennyezôdések megkötik, és így korrózió kialakulását eredményezik. A korrodált felület nemcsak esztétikailag kifogásolható, hanem a korrózió veszélyezteti a késôbbi jó minôségû tartós bevonatok elkészítését is (pl. festés). A legkorszerûbb bevonatok is csak akkor tudják ellátni a feladatukat, ha a felületet, amelyre felhordják, gondosan elôkészítik. A legdrágább felületi bevonat is tönkremehet, ha a felületelôkészítést elhanyagolják, mert így a bevonat alatt a korrózió veszélye továbbra is fennmarad. A gyártás, a munkavégzések az idôjárástól általában nem függetleníthetôk. A felületi korrózió kialakulását már a gyártási mûveletek közti tárolási idôszakban is meg kell akadályozni, ugyanígy a gyártás utáni raktározásnál, a nagyobb távolságra történô – esetleg tengerentúli – szállítások során is. A különbözô összetételû acélok, öntöttvasak, eltérô mértékben érzékenyek a korrózióra. A feladat mindig az, hogy az adott környezeti hatásnál – meghatározott ideig – megakadályozzuk a felületi korrózió kialakulását. Ezért a cél az

68

Korrózióvédelem az alkatrészgyártási technológiákban A forgácsolási mûveletekkel, vagy a forgácsolás nélküli alakítással folyó gyártás legtöbb esetben hûtô-kenô anyagok alkalmazásával történik, így adódik az, hogy sok esetben azok korrózióvédô hatásától várják a mûveletek közti korrózióvédelmet. A vízkeverésû hûtô-kenô anyagok – a gyártó által megadott koncentráció mellett, és a használat során, rendszeres állapotfigyelés mellett – zárt térben mindössze néhány napig adnak megfelelô korrózióvédelmet. A vízzel nem keverhetô vágóolajok esetében is hasonló a helyzet, mert ezek sem jelentenek eleve biztonságot a mûveletközi korrózió ellen. Ezek a technológiai segédanyagok tartalmaznak a nagy teljesítményû forgácsoláshoz nélkülözhetetlen különféle additíveket, ilyen pl. az aktív kén, amely viszont korróziós hatást fejt ki. A vízkeverésû ipari mosófolyadékok közül választhatók olyanok is, amelyek a száradás után a mosott felületet passziválják, átmenetileg korrózió elleni védelmet biztosítanak.

Kész alkatrészek, részegységek korrózióvédelme A korrózióvédô készítményeket is gyártó CASTROL olajtársaság anyagai között megtalálhatók a néhány hónaptól a több évig tartóan korrózió elleni védôhatást adó anyagok. Az alkatrészeket, részegységeket gyártók gyakran igényként támasztják azt is, hogy az átmeneti korrózióvédelmet biztosító filmbevonat eltávolítható, könnyen lemosható legyen, vagy éppen ne kelljen lemosni, tehát a korróziógátló elegyíthetô legyen az alkatrész beszerelése után a felületre kerülô kenôolajjal, zsírral.


Castrol Rustilo és SafeCoat korróziógátló anyagainak fôbb csoportjai 1. Vízkiszorító (Dewatering Fluids) folyadékok filmképzô adalékkal vagy anélkül: Az ebbe a csoportba tartozó készítmények legfôbb tulajdonsága, hogy a nedves, vizes acélfelületrôl a maradék vizet gyorsan leválasztják és azt a bemerítô tartály aljára leülepítik. A filmet nem képezô vízkiszorítók gyors és foltmentes száradást biztosítanak. A filmképzô adalékot tartalmazóknál a vékony hatásos korrózióvédô film csak a felület teljes megszáradásával alakul ki. 2. Oldószertartalmú korróziógátló folyadékok: Ezek 70–95%-ban illó oldószereket, 5–30%-ban védôadalékokat tartalmaznak. A védôfilm különbözô lehet a viaszostól, és a lágytól a keményig. 3. Oldószertôl mentes korróziógátló olajok, tixotrop zsírok: Ezek lehetnek ásványolajbázisú vagy szintetikus termékek, amelyek 90–95% alap olajat és 5–10% védôadalékot tartalmaznak. A védôfilm lágy olajos, illetve a tixotrop Rustilo TARP esetében zsíros. 4. Vízkeverésû korróziógátló folyadékok: Ebbe a csoportba tartozó Rustilo Aqua ill. Aquasafe koncentrátumok 70–90% alapolaj+védôadalékot, és 30–10% vizet tartalmaznak. A felhasználáshoz ajánlott emulziókoncentráció 5–30% közötti. Az alkalmazott koncentrációtól (%) függôen akár több hónap korrózióvédelmet is biztosítanak. A védôfilm a víz elpárolgása után olajosszerû. Az ezekbôl készített emulziók (olaj/víz) metastabilitása lehetôvé teszi, hogy a víz közvetlen a felhordás után a felületrôl elpárologhasson, és az olajos típusú korrózióvédô réteg kialakuljon. Ezek a termékek szobahômérsékletnél a védendô felületre bemerítéssel, vagy szórással felvihetôk. Az emulziót a használat során mozgatni kell, hogy az átalakulás garantáltan létrejöjjön.

A korróziógátló anyagok használata A Castrol által gyártott korróziógátló agyagokról, a korrózióvédelem megfelelô technológiáinak tervezéséhez, és az anyagok szakszerû alkalmazásához részletes termékismertetôk adnak útmutatást. Ahhoz, hogy a legmegfelelôbb korróziógátló anyagot lehessen kiválasztani, és a célszerûen alkalmazható használati eljárást meghatározni, szükséges ismerni az alábbiakat: • védendô felület (nedves, száraz, tisztasága) • a szükséges korrózióvédelmi idô tartama (hetek, hónapok, évek) • az alkatrész, részegység tárolási módja (beltéri, kültéri/védôtetô alatti, szabad téri) • csomagolás (csomagolatlan, csomagolt/csomagolóanyag fajtája) • szállítás körülményei (belföldi, téli/nyári idôszak, tengerentúli) • a védendô felület (anyaga, mérete, érdessége, állapota) • a korrózióvédô filmre vonatkozó igények (vastagsága mm, jellege/ zsíros, viaszos olajos száraz, fogásbiztos, színe,) • lehetséges eljárási módok a korrózióvédô anyag felvitelére (bemerítés, szórás, ecsetelés)

• film száradása (a rendelkezésre álló idô, a szárítás módja/szabad levegôs,) • védôfilm késôbbi eltávolításával kapcsolatos igények (szükséges, nem szükséges) • megvalósíthatók-e a munka- és tûzvédelmi elôírások.

Felhordási eljárások Bemerítés: oldószeralapú korrózióvédô folyadékoknál ez a leggyakrabban alkalmazott eljárás, amikor a védendô munkadarabokat egy célszerûen kialakított kádban lévô korrózióvédô folyadékba bemerítik. A bemerítés módja és idôtartalma függ a munkadarabok geometriai alakjától, és a védendô felületek érdességétôl. A bemerítôtartályt úgy kell kialakítani, hogy az alsó részén elegendôen nagy ülepedési térfogattal rendelkezzen azért, hogy a behordott víz le tudjon ülepedni. A használat során be kell tartani a nyugalmi fázisokat, mert a víz csak így tud megfelelô mértékben elszeparálódni. A leülepedett vizet idônként le kell ereszteni (1. ábra). Túl meleg alkatrészek bemerítésekor több víz fog beemulgálódni a korrózióvédô szerbe, ezáltal a vízkiszorító tulajdonság és a korrózióvédelem hatásfoka is leromlik. Ha hûtô-kenô emulziótól erôsen nedves alkatrészekkel behordják a termék által tartalmazott emulgátorokat, akkor az a vízkiszorítási hatásfok rosszabbodásához vezet. Nagy tartálytölteteknél a használatra való alkalmasság szempontjából a korrózióvédô folyadékot rendszeresen (7–14 naponként) meg kell vizsgálni. Az analízis lényegesebb módszerei: az elpárolgási maradék-teszt, amellyel a filmképzô alkotórészek határozhatók meg, és a vízkiszorítási tesztek, amelyekkel a pillanatnyi vízleválasztó képesség határozható meg (2. ábra). A használt minták összehasonlítására mindig az originál termék (laborminta) szolgál. Annak eldöntéséhez, hogy melyik szervizadalékot (filmképzô, oldószer illetve nedvesítôszer) mekkora mennyiségben kell használni, ahhoz elôzetes laborvizsgálat szükséges. Szórás és ecsetelés mûvelettel történô felvitelnél gondosan kell eljárni. Figyelni kell a felület, a folyadék, a használt eszközök megfelelô tisztaságára, továbbá különös gondossággal arra, hogy a korrózióvédô folyadék minden megvédendô helyre kielégítô mennyiségben eljusson, mert ez szükséges ahhoz, hogy az oldószer elpárolgása után, jól záró, egységes, egyenletes filmréteg képzôdjön, és az meg is maradjon a felületeken. Csak akkor lesz biztonságos a korrózió elleni védelem, ha minden egyes érdességi csúcsot beborít a film.

Hibakeresés a nem megfelelô védelem esetén Alkalmazási problémák: piszkos/rozsdás felületek, vízmegfogó geometriai felületek, kevés a bemerítési idô, nem kielégítô a száradás, rossz a tárolás. Termék problémák: vízkiszorító/víztaszító képesség hiánya, víz van a termékben, oldószer hiánya, filmképzô hiánya, nem egyenletes a film, nem a legmegfelelôbb termék lett kiválasztva, termék szavatossága.

Korrózióvédô film eltávolítása A menyiben az alkatrészek beépítéséhez, vagy más okból a korrózióvédô filmet a felületrôl el kell távolítani, akkor a film szerves oldószerrel vagy vízkeverésû lúgos mosószerrel lemosható.


69

7 5 2 1

10

víz 8 3

4

víz

9

6

3

b)

a)

1. ábra: Bemerítô tartály célszerû kialakításai

a) egyszerû kivitel

b) önürítôs kivitel

Munkavédelem és környezetvédelem A korróziógátló anyagok nagy része veszélyes anyag, tûzveszélyes, illetve egészségre káros hatású lehet. Tûzveszélyesek a szerves oldószeres anyagok, amelyek AII vagy AIII osztályba soroltak. Egészségre és az élô környezetre káros anyagokat tartalmazhatnak a szerves oldószeres és a vízkeverésû korróziógátló anyagok. Ezek az anyagok az elôírt vonatkozó óvintézkedések maradéktalan betartása esetén nem okoznak egészség- és környezetkárosodást. Minden felhasználó felelôssége és kötelessége, hogy az alkalmazott korróziógátló anyag Biztonsági adatlapjában elôírtakat maradéktalanul betartsák és betartassák.

Összefoglalás A gépek, és a munkadarabok értéke és használhatósága a Castrol Rustilo, és Castrol SafeCoat korrózióvédô anyagok használatával hosszú ideig megtartható, és a költségek optimális szintje is biztosítható.

2. ábra: Vízkeverésû korróziógátló használata bemerítô eljárással

70


BP Magyarország Kft. 2040 BUDAÖRS, Puskás Tivadar u. 11. Tel.: 06-23/505-300 Fax: 06-23/505-351

Vevôszolgálat – Ipari üzletág



TÁJÉKOZTATÁS a MAGÉSZ Magyar Acélszerkezeti Szövetségrõl Alapítva: Székhelye: Tel./Fax: E-mail: Bejegyezve: Bankszámlaszám: Adószám:

1998. szeptember 29. 1161 Budapest, Béla u. 84. 1-405 2187 [email protected] 1999. március 8. Fõvárosi Bíróságon 8429 számon 10102969-33567300-00000007 18094392-2-41

Tisztségviselõk: ELNÖKSÉG Elnök Alelnökök Elnökségi tagok

Markó Péter Csohány Antal Keresztes lászló Földi András Gopcsa Péter Dr. Papp Ferenc Papp Zoltán

KÉSZ Kft. üzletág-igazgató Pilon Technika 52 Kft. Dunaferr Rt. mûszaki fôtanácsos MSc Kft. ügyvezetõ igazgató Közgép Rt. stratégiai igazgató BME egyetemi docens Rutin Kft ügyvezetõ igazgató

Titkár

Dr. Csapó Ferenc

MAGÉSZ

Dr. Seregi György Aszman Ferenc File Miklós Kerülõ Sándor Mátyássy László

c. egyetemi docens R&M TS Hungary Kft. ügyvezetõ igazgató ALUTA elnöke Kerülõváz Kft ügyvezetõ igazgató Pont-TERV Rt. vezérigazgató

ETIKAI BIZOTTSÁG Elnök Bizottsági tagok

Cég neve, címe

Képviselõ

Telefon, fax, e-mail

CÉH Rt. 1112 Budapest, Dió u. 3-5. www.ceh.hu

Répay András vezérigazgató-helyettes

1/309-0106 1/309-0107 [email protected]

DUNAFERR Acélszerkezeti Kft. 2400 Dunaújváros-Sándorháza, 2401 Dújv. Pf. 256 www.dak.hu

Tarány Gábor ügyvezetô igazgató

25/511-612 25/285-927 [email protected]

Fémszerkezet Építõ és Szerelõ Kft. 4400 Nyíregyháza, Lomb u. 16. 4405 Nyíregyháza Pf. 3 www.femszerkezet.hu

Hegedûs Zoltán ügyvezetõ igazgató

42/461-118 42/596-728 [email protected]

Ferro-Pan'96. Kft. 2459. Rácalmás, Kossuth L. u. 1., Pf. 43 www.uti.hu/~ferropan

Szabó András ügyvezetõ igazgató

25/521-631 25/521-630 [email protected]

Fõvárosi Mérnöki Tervezõ Rt. (FÕMTERV) 1024 Budapest, Lövõház u. 37., 1276 Bp Pf. 104

Schulek János mûszaki igazgató

1/345-9555 1/345-9550 [email protected]

Ganz Acélszerkezet Rt. 1089 Budapest, Golgota u. 6., 1443. Bp. Pf. 136 www.ganz.hu

Dr. Domanovszky Sándor

1/313-0847 1/459-6300 [email protected]

72


Kerülõváz Kft. 4465 Rakamaz, Szent István út. 6.

Kerülõ Sándor ügyvezetõ igazgató

42/570-090 42/570-090 [email protected]

KÉSZ Kft. 6000 Kecskemét, Izsáki út 6. www.kesz.hu

Markó Péter üzletág-igazgató

76/515-206 76/515-380 [email protected]

Közgép Rt. 1239 Budapest, Haraszti út 44., 1734 Bp. Pf. 31 www.kozgep.hu

Gopcsa Péter stratégiai igazgató

1/286-0395 1/286-0324 [email protected]

Lindab Butler Kft. 4400 Nyíregyháza, Derkovits u. 119., 4401 Pf. 350 www.lindab-butler.com

Póta Zoltán termelési igazgató

42/501-390 42/312-029 [email protected]

MÁV Hídépítõ Kft. 1142 Budapest, Mexikói u. 71.

Újváry Zoltán ügyvezetõ igazgató

1/460-5701 1/460-5783 [email protected]

MCE Nyíregyháza Kft. 4400 Nyíregyháza, Tünde u. 10/a, Pf. 212 www.mce-ag.com

Deák László mûszaki igazgató

42/460-077/101 42/460-031 [email protected]

MEISER Ferroste Kft. 2400 Dunaújváros, Papírgyári út 13. www.ferroste.hu

Berényi László ügyvezetõ igazgató

25/283-033 25/501-870 [email protected]

MOLNÁR Rt. 2400 Dunaújváros, Papírgyári út 49. www.molnarrt.hu

Molnár Zoltán vezérigazgató

25/512-512 25/512-513 [email protected]

MSc Mérnöki Tervezõ és Tanácsadó Kft. 1143 Budapest, Hungária krt. 113., 1581 Bp. Pf. 96 www.mschu.hu

Földi András ügyvezetõ igazgató

1/252-2559 1/251-3325 [email protected]

NAGÉV Kft. 4220 Hajdúböszörmény, Kinizsi u. 7. 4221 Hajdúböszörmény Pf. 50 www.nagev.hu

Nagy Antal ügyvezetõ igazgató

52/563-104 52/563-107 [email protected]

OLAJTERV Fõvállalkozó és Tervezõ Rt. 1036 Budapest, Lajos u. 103., 1300 Bp. Pf. 111 www.olajterv.hu

Vastagh György

1/453-6416 1/240-5621 [email protected]

PILON TECHNIKA 52 Kft. 1142 Budapest. Mexikói út. 71.

Csohány Antal

1/2368-312 1/2368-320 [email protected]

PINTÉR MÛVEK 6237 Kecel Rákóczi út.173-175

Pintér József vezérigazgató

78/420-199 78/420-600

Pont-TERV Rt. 1119 Budapest, Thán K. u. 3-5. www.pontterv.hu

Mátyássy László vezérigazgató

1/203-9736 1/205-5877 [email protected]

R & M TS Hungary Kft. 1106 Budapest, Akna u. 2-4., 1475 Bp. Pf. 254 www.rum.hu

Aszman Ferenc ügyvezetõ igazgató

1/433-3700 1/433-3702 [email protected]

Rutin Kft. 7200 Dombóvár, Bajcsy Zs. u. 45. www.rutin.hu

Papp Zoltán ügyvezetõ igazgató

74/566-200 74/566-210 [email protected]

SBS Kft. 3358 Erdõtelek, Fõ út-Kalász tanya Pf. 7

Balogh László ügyvezetõ igazgató

36/496-114 36/496-860 [email protected]

SPECIÁLTERV Kft. 1031 Budapest Nimród u. 7. www.specialterv.hu

Pál Gábor ügyvezetõ igazgató

1/368-9107 1/240-5072 [email protected]


73

EGYÉNI TAGOK Antal Árpád mérnök, MTSZ elnök 2400 Dunaújváros, Gõzmalom u. 6.

T/F: 25/288-952 [email protected]

Dr. Csapó Ferenc MAGÉSZ titkár 1161 Budapest, Béla u. 84.

T/f.:1/405-2187 30/946-0018 [email protected]

Dr. Dunai László egyetemi tanár BME Hidak és Szerkezetek Tanszéke 1111 Budapest, Bertalan L. u. 2. Z ép.

70/310-2526 1/463-1784 [email protected]

Dr. Fernezelyi Sándor egyetemi tanár BME Építészmérnöki Kar Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék 1111 Budapest, Mûegyetem rkp. 3. K.III.44/6, 1521 Bp. Pf. 91

1/463-1765 1/463-1773 [email protected]

File Miklós mérnök, ALUTA elnök 1013 Budapest, Döbrentei tér 1.

1/201-0046 1/201-3840 [email protected]

Fülöp Attila egyetemi adjunktus PTE PM Mûszaki Kar Szilárdságtan és Tartószerkezetek Tanszék 7624 Pécs, Boszorkány u. 2.

72/503-650/3832 72/503-650/2801 [email protected]

Fülöp Zsoltné 2400 Dunaújváros, Mátyás kir. u. 7. 4/3.

25/583-585 25/584-327 [email protected]

Füredi Péter mérnök 1144 Budapest, Zsálya u. 53 IX/231.

1/364-1618 20/538-7790

Dr. Horváth László egyetemi docens, labor. vez. BME Hidak és szerkezetek Tanszéke 1111 Budapest, Bertalan L. u. 2. Z ép.

30/981-6770 1/463-1784 [email protected]

Prof. Dr. Iványi Miklós egyetemi tanár BME Hidak és Szerkezetek Tanszéke 1111 Budapest, Bertalan L. u. 2. Z ép. IX. em., 1521 Bp. Pf. 91

1/463-1825 1/463-1784 [email protected]

Prof. Dr. Jármai Károly egyetemi tanár, tanszékvezetõ Miskolci Egyetem, Anyagmozgatási és Logisztikai Tanszék 3515 Miskolc-Egyetemváros

46/565-111/20-28 46/563-399 [email protected]

Keresztes László mûszaki fõtanácsos Dunaferr Rt. 2400 Dunaújváros, Vasmû tér. 1-3. 2401, Dunaújváros Pf. 110.

25/582-413 25/582-374 [email protected]

Dr. Komócsin Mihály egyetemi docens Miskolci Egyetem, Mechanikai Technikai Tanszék 3515 Miskolc-Egyetemváros

46/413-042 46/505-264 [email protected]

Dr. Koppány Imre fõiskolai docens Dunaújvárosi Fõiskola, Gépészeti Intézet 2400 Dunaújváros, Táncsics M. u. 1/a Pf. 152

25/551-100 25/412-620 [email protected]

Kotormán István építõmérnök 1094 Bp. Viola u. 43. VI/5.

1/215-1711 30/350-1989 [email protected]

Krausz Balázs mérnök AG Union Kft. 5100 Jászberény, Rákóczi u. 46.

57/500-310 [email protected]

Dr. Orbán Ferenc fõiskolai tanár, tanszékvezetõ PTE, PMM Kar, Gépszerkezettan Tanszék 7624 Pécs, Rókus u. 2.

72/503-650/3736 72/503-650/3731 [email protected]

Dr. Papp Ferenc egyetemi docens BME Hidak és Szerkezetek Tanszéke 1111 Budapest, Bertalan L. u. 2. Z ép. IX. em., 1521 Budapest, Pf. 91

1/463-1813 1/463-1784 [email protected]

74


Póka Gábor építõmérnök 1213 Budapest, Cirmos sétány 15.

1/278-0878 1/420-0267 [email protected]

Somoskõi Dávid 3100 Salgótarján, Ybl Miklós u. 47.

06/20-467-6680 [email protected]

Tóth László építõmérnök 2400 Dunaújváros, Zrínyi u. 10.

T/F: 25/522-801 [email protected]

Vigh László Gergely mérnök 2400 Dunaújváros, Batsányi út 5. 1/1. Dr. Vigh Sándor fõiskolai docens Dunaújvárosi Fõiskola, Gépészeti Intézet 2401 Dunaújváros, Táncsics M. u. 1/a Pf. 152

25/551-145 25/412-620 [email protected]

Vincze Tamás mérnök 2459 Rácalmás, Gorkij u. 29.

25/508-490 30/262-7958 [email protected]

Virányi Viktor okl. építõmérnök 1085 Budapest, Kõfaragó u. 10. I/13.

20/365-7255 [email protected]

TISZTELETBELI TAGOK Dr. Farkas József em. professzor egyetemi tanár Miskolci Egyetem 3515 Miskolc-Egyetemváros

46/565-111/17-41 46/563-399 [email protected]

Dr. Seregi György c. egy. doc. 1056 Budapest, Belgrád rkp. 26. II. 6/A

T/f.:1/337-9950 30/222-8344

PÁRTOLÓ TAGOK DUNAFERR Lõrinci Hengermû Kft. 1184 Budapest, Hengersor u. 38. 1675 Budapest, Pf. 50 www.dunaferr.hu

Mladen Pejkovic ügyvezetô igazgató

1/296-2221 1/296-2201

ESAB Kft. 1117 Budapest Budafoki út. 95-97. www.esab.hu

Kristóf Csaba mûszaki vezetõ

204-4182 204-4186 [email protected]

HEMPEL Magyarországi Fióktelepe 1094 Budapest, Tûzoltó út 59. www.hempel.com

Erdei László kereskedelmi vezetô

1/411-1090 1/411-0989 [email protected]

LINDE GÁZ Magyarország Rt. 1097 Budapest, Illatos út 9-11. www.linde.hu

Dr Mohácsi Gábor akalmazástechnikai mérnök

1/347-4784 1/347-4830 [email protected]

OSTORHÁZI Kft. 2030 Érd. Duna u. 27/c

Ostorházi László ügyvezezô igazgató

23/521-100 23/521-117

ThyssenKrupp Ferroglobus Rt. 1158 Budapest, Körvasútsor 110. 1601 Budapest, Pf. 9 www.ferroglobus.hu

Szanda Erzsébet termékmenedzser (rúd-idom üzletág)

1/414-8771 1/414-6880 [email protected]

TIKKURILA Kft. 1097 Budapest, Gyáli út 27-29. www.tikkurila.hu

Gáspár Imre ügyvezezô igazgató

1/348-3042 1/348-3060 [email protected]


75

Az általunk épített csarnokokkal maximálisan igazodunk a vevôk igényeihez. Így szerkezetekkel és burkolatokkal az épület funkciójának leginkább megfelelô anyagokat alkalmazzuk. A szerkezetek készülhetnek – hidegen hajlított szelvénybôl rácsos keretszerkezettel, – melegen hengerelt oszlop, rácsos szaruzat alkalmazásával, – melegen hengerelt Európa profilokból keret vállmerevítéssel. Szerkezeteink üzemileg hegesztett, helyszínen csavarozott kapcsolatokkal készülnek. A komplett fôvállalkozási vertikum egyenletes, jó minôségben történô kivitelezés érdekében a 2002. év folyamán bevezetésre került az MSZ EN ISO 9001;2001 minôségirányítási rendszer, mely magába foglalja a tervezés, gyártás, helyszíni szerelés munkafolyamatainak szabályozását.

Elérhetôségeink: Nyíregyháza, Lomb u. 16. Postacím: 4405 Nyíregyháza, Pf: 3 Telefon/fax: (42) 596-728 E-mail: [email protected] Telefon: (42) 461-118, 465-156, 596-729

H I R D E T É S

1 oldal (A/4) színes: MAGÉSZ tagoknak 100 000 Ft+áfa, külsô cégeknek 140 000 Ft+áfa 1/2 oldal (A/5) színes: MAGÉSZ tagoknak 50 000 Ft+áfa, külsô cégeknek 70 000 Ft+áfa Azon partnereink részére, akik minden számban hirdetnek (4 db/év), 10% kedvezményt adunk. Nagy József Telefon: 06 20 9783-927 E-mail: [email protected]


76

Kiadja a Magyar Acélszerkezeti Szövetség 1161 Budapest, Béla u. 84. Tel./fax: (1) 405-2187 E-mail: [email protected] Felelôs kiadó: Markó Péter Felelôs szerkesztô: Dr. Csapó Ferenc A szerkesztô munkatársa: Nagy József ISSN: 1785-4822 Készült: TEXT Nyomdaipai Kft. Dunaújváros, Papírgyári út 49., 2401 Pf. 262 Telefon: (25) 283-019, Fax: (25) 283-129, E-mail: [email protected]


Magyar Acélszerkezeti Szövetség lapja Journal of the Hungarian Steel Association

Recommend Documents