Konepajatyön laadun vaikutus teräsrakenteen kuumasinkitykseen
Ahola, Kimmo (2008)
Ahola, Kimmo
Satakunnan ammattikorkeakoulu
2008
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-200812054286
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-200812054286
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön aiheena oli Konepajatyön vaikutus teräsrakenteen kuumasinkitykseen. Lujien teräksien käytöllä saavutetaan säästöjä materiaalikustannuksissa ja valmistuksessa. Lopputuotteiden kapasiteettia käyttötarkoituksessa saadaan joissain tapauksissa nostettua. Uusimman sukupolven lujia teräksiä käyttämällä on mahdollista muotoilla yhä lujempia ja kevyempiä rakenteita. Muovattavien ja hitsattavien rakenneterästen myötölujuusluokka on saatu nostettua jo suuruusluokkaan 1000MPa. Kuumasinkitsemällä pinnoitetuissa hitsaamalla ja kylmämuovaamalla valmistetuissa teräsrakenteissa on tapahtunut valmiiden tuotteiden vaurioitumisia halkeamalla kuumasinkitysprosessin aikana. Vaurioiden syitä ei ole pystytty täysin selvittämään. Osana tätä insinöörityötä valmistettiin Rautaruukin Optim 900 QC -teräksestä 54 kappaleen koesarja puutavaran maantiekuljetuksissa käytettäviä puutavarapankkoja, jotka pinnoitettiin kuumasinkitsemällä. Kaikki konepajatyön eri vaiheiden parametrit ja yleinen laatutaso asetettiin vastaamaan teräksenvalmistajan ja Suomen Kuumasinkitysyhdistyksen suosituksia. Prosessin vaiheita valvottiin koko ketjussa suunnittelusta valmiiden lopputuotteiden pakkaamiseen. Puutavarapankkojen valmistuksessa käytettiin laserleikkausta, kylmämuovausta särmäyspuristimilla ja robotisoitua MAG-hitsausta. PSK 2702 standardin mukaisen terästyön laatuasteeksi saavutettiin kautta koesarjan luokka 04. Rakenteissa esiintyneet terävät huiput, lovet ja virheet laserleikatuissa reunoissa poistettiin erityistoimenpiteenä mekaanisesti hiomalla. Saavutettiin ennalta asetetun vaatimustason mukaisia valmiita lopputuotteita, joiden laatutaso täytti vaatimukset. Aiemmin valmistetuissa vastaavissa tuotteissa oli tapahtunut halkeamia kuumasinkityksessä. Koesarjassa ei havaittu yhtään halkeamaa. Kerätyn kirjallisuustiedon ja kokeiden perusteella arvioitiin todennäköiseksi halkeamien aiheuttajaksi kappaleissa vallitsevien jäännösjännityksien, leikkuureunoissa olevien virheiden sekä sinkkipadan seosaineiden yhteisvaikutus, joka johtaa sulan metallin aiheuttamaan jännityskorroosioon, sulametallihaurastumiseen (liquid metal embrittlement). Riski korostuu vääränlaisen suunnittelun vuoksi ja konepajatyön laatuasteen ollessa huono. Lopputuloksena laadittiin suunnittelijoiden, konepajojen ja kuumasinkityslaitosten käyttöön lujista teräksistä valmistettavia kuumasinkittäviä teräsrakenteita koskeva ohjeisto joka kattaa koko valmistusketjun.