Luokan 100 seosteräsketju: lujuus, tekniset tiedot ja turvallisuus

100-luokan seosteräsketju tarjoaa korkeimman lujuus-painosuhteen kaikista standardoiduista ylänostoketjuista, työkuormarajoituksella noin 25 % korkeampi kuin saman halkaisijan omaava Grade 80 -ketju . Tämä suorituskyky johtuu tarkasti kontrolloidusta sammutus- ja temperointilämpökäsittelystä, joka tuottaa hienorakeisen martensiittisen mikrorakenteen, jonka vähimmäismurtolujuus on 1 000 MPa (145 000 psi). Nostoinsinööreille ja takilan valvojille käytännön seuraus on suoraviivainen: 13 mm:n Grade 100 -ketju korvaa laillisesti 16 mm:n Grade 80 -ketjun nostosarjassa, mikä vähentää nostohihnan painoa noin 35 % säilyttäen samalla kapasiteetin.

Metallurginen perustus ja lämpökäsittely

"Grade 100" -merkintä viittaa ketjun minimimurtolujuuteen 1 000 N/mm² (100 kg/mm², tästä syystä Grade 100 -nimikkeistö). Pohjamateriaalina on boorikäsitelty keskihiiliseosteräs, tyypillisesti modifioitu 23MnNiMoCr54 tai vastaava DIN 17115 -standardin mukainen laatu. Boori pitoisuuksina 0,0008 % - 0,003 % lisää dramaattisesti karkaisua ilman korkean nikkeli- tai molybdeenipitoisuuden aiheuttamaa kustannusvaikutusta, mikä mahdollistaa ketjun täyden läpikarkaisun halkaisijaltaan jopa 45 mm:iin asti.

Kriittinen valmistusjakso alkaa linkin sähkövastisella puskuhitsauksella muotoilun jälkeen. Hitsaussalama trimmataan kuumaksi ja koko ketjun pituus menee jatkuvaan austenisointiuuniin, jota pidetään 880°C - 920°C (1616°F - 1688°F) . Jäähdytys seuraa välittömästi vesi-polymeeriliuoksessa, joka jäähdyttää ketjun riittävän nopeasti välttääkseen ferriitti-perliitti-nokan jatkuvan jäähdytyksen muunnoskaaviossa. Temperointi klo 400 °C - 500 °C (752 °F - 932 °F) lievittää jäännösjännitystä ja vaihtaa pienen osan murtolujuudesta iskunkestävyyteen, jolloin lopullinen kovuusalue on 30-38 HRC. Tuloksena olevan mikrorakenteen, kun sitä tutkitaan 500-kertaisella suurennuksella, tulee osoittaa täysin karkaistu martensiittimatriisi, jossa ei ole raerajakarbidiverkostoja tai hiilenpoistoa syvemmällä kuin 0,15 mm pinnasta.

Käyttökuormitusrajat ja suunnittelutekijävaatimukset

100 luokan ketju Sitä säätelee kansainvälisesti EN 818-2 -standardi ja Pohjois-Amerikassa ASTM A973/A973M ja ASME B30.9 -standardi. Kaikki kolme koodia velvoittavat a Suunnittelukerroin 4:1 yksihaaraisten ketjusilmukoiden vähimmäismurtolujuudesta yleisessä nostopalvelussa. Tämä tarkoittaa, että työkuormitusraja (WLL) on täsmälleen neljäsosa todetusta vähimmäismurtovoimasta. Suunnittelukerroin ja käyttökuormitusrajat skaalautuvat ennustettavasti standardihalkaisija-alueella 8–32 mm.

Suunnittelukerroin 4:1 koskee vain uutta ketjua, joka on ehjä. Kun Grade 100 -ketjuhihnaa käytetään kuristimen vetokoukun kokoonpanossa, WLL:n on poistettava luokitus 20 % - 25 % koska tiukka taivutussäde kuristuskohdassa tuo yhdistetyn taivutus- ja vetojännityksen, joka keskittyy linkin kruunuun. Vastaavasti korikiinnitys, jonka jalkakulmat ylittävät 60 astetta pystysuorasta, vähentää kapasiteettia, koska vaakasuuntainen voimakomponentti lisää jännitystä kummassakin jalassa. Hihnan jalkojen välinen kulma ei saa koskaan ylittää 120 astetta; 120 asteen kulmassa jokainen jalka näkee 100 % kuorman painosta, mikä kaksinkertaistaa vetotarpeen pystysuoraan nostoon verrattuna.

Arvosana 100 erottuva alemmista luokista

Luokan 100 ketjun on oltava visuaalisesti ja pysyvästi tunnistettavissa, jotta estetään vahingossa pienemmän kapasiteetin ketjun korvaaminen nimellisnostokokoonpanolla. Jokaisessa Grade 100 -linkissä on leimattu valmistajan tunnus ja numero "10" tai "100" kohokuvioitu linkin runkoon säännöllisin väliajoin, tyypillisesti joka linkki tai joka toinen lenkki, jos halkaisija on pienempi. Vertailun vuoksi 80-luokan ketjussa on merkintä "8" tai "80" ja sen minimimurtolujuus on 800 N/mm². Grade 80:n korvaaminen Grade 100:lla korkeammalle luokalle suunnitellussa hihnassa vähentää turvallista työkuormaa 20 %, mikä on marginaali, jonka yksi dynaaminen sieppauskuorma voi kuluttaa kokonaan.

Grade 100 -lenkkien fyysiset mitat eroavat Grade 80:sta nousun ja lenkin paksuuden suhteen, mikä estää Grade 80 -liitintä tai tartuntakoukkua sopimasta kunnolla Grade 100 -ketjuun, jonka nimellishalkaisija on sama. Grade 100 -lenkillä on hieman lyhyempi jako ja paksumpi poikkileikkaus kruunussa ja piipussa, mikä lisää ketjun painoa pituusyksikköä kohti noin 8–12 % verrattuna saman halkaisijan luokkaan 80 . Tämä mittojen yhteensopimattomuus on tahallinen turvaominaisuus; Jos Grade 80 -päälenkki pakotettaisiin Grade 100 -ketjuun, yhteensopimaton geometria loisi pistekosketinjännityksen nousuputken, joka voisi aiheuttaa väsymishalkeaman.

Hihnan kokoonpano ja komponenttien yhteensopivuus

Grade 100 -ketjuhihna on vain niin vahva kuin sen heikoin osa. Päälinkillä, väliliittimillä, lyhennettävillä kytkimillä ja koukuilla on oltava sama Grade 100 -luokitus ja 4:1 suunnittelutekijä. Grade 100 -ketjun sekoittaminen Grade 80 -liittimiin laskee koko kokoonpanon Grade 80 -työkuormitusrajaan. Yleisin yhteensopimattomuus tapahtuu lyhentävien kytkimien kanssa, joissa Grade 80 -ketjuun suunniteltu tarrakytkin kierretään vahingossa Grade 100 -ketjuun, koska käyttäjä olettaa yhteensopivuuden. Väärä kytkin tarttuu lenkkiin riittävästi staattisen kuormituksen alaisena, mutta pitää luistaa iskukuormituksen alaisena noin 60–75 % ketjun nimelliskapasiteetista , koska kytkimen leuan profiili ei vastaa linkin kruunusädettä.

Clevis-tyyppiset päälenkit ja liittimet Grade 100 -sovelluksiin taotaan tyypillisesti kromi-molybdeeniseoksesta ja lämpökäsitelty vastaamaan ketjun mekaanisia ominaisuuksia. Kytkentätappi pysyy paikallaan sokalla, nylonlukituselementillä varustetulla holkkiruuvilla tai hammerlok-tyylisellä pysyvällä liittimellä. Hammerlok, jossa käytetään kahta vasaralla yhteen ajettua taottua puoliskoa, tarjoaa pysyvän liitoksen, jota ei voi vahingossa purkaa ja se on vakiona yksi- ja kaksijalkaisille nostolaitteille, joiden ketjun halkaisija on enintään 32 mm.

Väsymiskäyttäytymistä ja käyttöikää koskevat näkökohdat

Grade 100 -ketjulla on rajallinen väsymisikä, joka riippuu syklin jännitysalueesta, ei lopullisesta vetolujuudesta. Testaus DIN 685-5:n mukaan osoittaa, että oikein valmistettu Grade 100 -ketju kestää 20 000 kuormitusjaksoa 1,5 kertaa työkuormitusrajaan verrattuna ilman linkin murtumaa . Tämä kestävyysraja kuitenkin olettaa, että ketju on kuormitettu aksiaalisesti suorassa linjassa ilman taivutusosia. Taivutusväsymys pyörän satulassa tai terävän kulman takana vähentää dramaattisesti epäonnistumisjaksojen määrää. Grade 100 -ketju, joka on taivutettu halkaisijaltaan alle kolme kertaa ketjun lenkin nousun yli, epäonnistuu väsyessä murto-osassa julkaistusta kestävyysrajasta, koska yhdistetty taivutusjännitys lenkin sisäosissa ylittää materiaalin myötörajan joka syklissä.

Korroosiopistekorroosio on ensisijainen väsymiskiihdytin offshore- ja laivanostuksissa. Altistuminen suolavedelle muodostaa linkin pintaan mikroskooppisia kuoppia, jotka toimivat jännityspitoisuuksina, joista alkavat väsymishalkeamat. Grade 100 -ketju, jossa on näkyvää ruosteen kuoppaa syvemmällä kuin 0,2 mm on poistettava käytöstä välittömästi riippumatta siitä, kuinka vähän mekaanista kulumista esiintyy. Sinkittyjä ja kuumasinkittyjä Grade 100 -ketjuja on saatavana, mutta niihin liittyy vetyhaurastuminen. Galvanointiprosessin hapan puhdistusvaihe voi viedä vetyä martensiittiseen mikrorakenteeseen. Päällystyksen jälkeinen vetypaisto klo 200°C (392°F) vähintään neljä tuntia on pakollinen loukkuun jääneen vedyn levittämiseksi ja viivästyneen hauraan murtuman estämiseksi.

Määräaikaistarkastusprotokollat ja hylkäyskriteerit

Sääntelystandardit, mukaan lukien OSHA 1910.184 ja eurooppalainen konedirektiivi, edellyttävät, että pätevä henkilö tarkastaa luokan 100 ketjuhihnat dokumentoidusti enintään 12 kuukauden välein, ja käyttäjä tarkastaa silmämääräisesti useammin ennen jokaista työvuoroa. Pätevän henkilön tarkastus tutkii jokaisen lenkin seuraavat hylkäyskriteerit, joista jokainen edellyttää ketjun poistamista pysyvästi käytöstä:

• Linkin kuluminen missä tahansa laakeripinnan kohdassa ylittää 10 % alkuperäisestä nimellishalkaisijasta . 13 mm:n ketjussa tämä tarkoittaa vaihtoa, kun kulunut poikkileikkaus on alle 11,7 mm.
• Minkä tahansa yksittäisen linkin venymä ylittää 5 % alkuperäisestä sävelkorkeudesta . Alunperin 39 mm:n sisäinen jakoväli saa olla enintään 41 mm.
• Mikä tahansa halkeama, kolo, kolhu tai viilto riippumatta siitä, kuinka matala. Ketjulinkit ovat loville herkkiä; näkyvään pinnan epäjatkuvuuteen oletetaan liittyvän pinnanalaisen halkeaman eturintamaa.
• Lämpövauriot, joista on osoituksena sininen värimuutos, hitsausroiskeet tai altistuminen tulelle. Grade 100 -ketjun karkaisulämpötila on 400 °C - 500 °C; tämän kynnyksen ylittävä altistuminen hehkuttaa martensiitin ja heikentää pysyvästi ketjun lujuutta.
• Yllä mainittu korroosiopiste tai mikä tahansa ketju, joka on upotettu meriveteen ilman perusteellista makean veden huuhtelua ja tarkastusta.
• Linkin vääristyminen, vääntyminen tai taipuminen tasosta enemmän kuin 10 astetta . Kierretty linkki ei pääse niveltymään kunnolla liitäntäliittimen läpi ja synnyttää epäkeskisen kuormituksen.

Rikkomaton testaus magneettisella hiukkastarkastuksella (MPI) vaaditaan vuositarkastuksessa ja se suoritetaan jokaiselle lenkkeelle sen jälkeen, kun ketju on puhdistettu paljaaksi metalliksi. MPI-ikeen on oltava suunnattu kahteen kohtisuoraan suuntaan, jotta voidaan havaita halkeamia, jotka on kohdistettu yhdensuuntaisesti ja poikittain linkin akselin kanssa. Väriaineen tunkeutumisen tarkastus, vaikka se on yksinkertaisempi suorittaa kentällä, ei korvaa sitä, koska se havaitsee vain pintaa rikkovat viat ja jättää huomiotta pinnan halkeamat, jotka voivat olla mikrometrien mittaisia ​​läpimurtamisesta.

Varastointi, käsittely ja ympäristönsuojelu

Grade 100 -ketju tulee varastoida telineeseen, joka estää kosketuksen betonilattioiden ja maaperän kosteuden kanssa. Emäksinen betoniuuttovesi yhdistettynä kondensaatioon muodostaa paikallisen korroosiosolun, joka syöttää ketjun kosketuskohtiin. Yli kuusi kuukautta säilytetyt ketjut tulee pinnoittaa haihtuvalla korroosionestoöljyllä (VCI) tai sulkea VCI-kyllästetyssä paperissa. Ennen käyttöönottoa suojapinnoite on poistettava kokonaan, koska jopa kevyt öljykalvo voi vähentää kitkaa ketjun ja sidosaineen tai koukun välillä, jolloin kuorma saattaa hiipiä tärinän vaikutuksesta.

Lämpötilarajoituksia sovelletaan. Grade 100 -ketju säilyttää täyden käyttökuormituksen rajansa asti 200°C (392°F) . 200°C ja 300°C välillä WLL on alennettava arvoon 90 % nimelliskapasiteetista . 300 °C ja 400 °C välillä pelkistys lisääntyy 75 % . Yli 400°C:n lämpötilassa ketju siirtyy karkaisualueelle ja alkaa pehmentyä pysyvästi. Yli 400°C:ssa käytössä ollut ketju on poistettava käytöstä pysyvästi, ellei se ole uudelleen lämpökäsitelty ja alkuperäisen valmistajan sertifioima uudelleen. Tämä prosessi ei ole lähes koskaan taloudellisesti perusteltua alle 20 mm:n ketjun halkaisijalla.