S355JR、S355J0、および S355J2: 降伏強度ではなく靭性に影響する理由が適切なグレードを決定する理由

海外プロジェクトで構造用鋼を調達する人は誰でも、この指定ファミリーに遭遇したことがあります。S355JR, S355J0, S355J2。 3 つすべてが「S355」という接頭辞を共有しているため、2 つの相反する、しかし同様に間違った仮定が続く傾向があります。 1 つは、サフィックスは表面的なものであり、3 つのどれも自由に置き換えることができるということです。もう 1 つは、J2 は単に「より良いバージョン」であるため、あらゆる場所でそれを指定することで、グレードを間違えるリスクがなくなるということです。接尾辞が実際に何を証明しているのかを見ると、どちらも成り立ちません。

次に進む前に、小さいながらも重要な注意事項が 1 つあります。正しい名称は次のとおりです。S355J0、最後の文字として数字のゼロが使用されます - 。文字「O」ではありません。これは発注書や製造図面で頻繁に誤って入力される詳細なので、単独でフラグを立てる価値があります。

欧州の構造用鋼制度では、S355 の指定は 3 つのコンポーネントに分類されます。Sは構造用鋼を指します。355指定された厚さ範囲内で保証される最小降伏強さ (MPa) です。接尾辞 - JR、J0、または J2 - は 3 つのグレードが実際に分岐する場所であり、強度とは関係ありません。それは、衝撃靱性クラス: シャルピー V ノッチ試験で材料が吸収しなければならない最小エネルギー。定義された試験温度で検証されます。{0}}

わかりやすく読むと、JR は室温で十分な靭性を確認し、J0 は 0 度でも保持されることを確認し、J2 は -20 度でも保持されることを確認します。保証された低温性能の観点から、ランキングでは JR を上回る J0 を上回り、J2 を上回っています。-しかし、そのランキングは特に低温での検証済みの靭性に関するものです - すべてのプロジェクトに J2 が必要であるという意味ではありませんし、たとえ机上ではアップグレードのように見えても、エンジニアの書面による承認なしに J2 を特定の JR または J0 グレードに置き換えることができるという意味でもありません。

通常の荷重下では、構造用鋼は破損する前に降伏し、目に見えて変形することが予想されます - その延性挙動は、ほとんどの構造設計が想定し依存しているものです。しかし、特定の条件下では、- 低温、厚い部分、溶接欠陥、応力集中、動的荷重または衝撃荷重 - 鋼は代わりに次のような原因によって破損する可能性があります。脆性破壊、非常に異なる特徴を持つ破損モードです。事前に目に見える変形はほとんどまたはまったくなく、突然の発生、亀裂の伝播が一度始まると急速に広がり、- 重大な問題として - 発生時に材料の降伏強度を下回っている可能性がある公称応力が発生します。これがまさに脆性破壊が危険な理由です。差し迫った破損を示す通常の警告兆候は存在しません。

シャルピー V{0}} ノッチ テストは、このリスクをスクリーニングするために存在します。ノッチのあるサンプルを制御された温度で叩いて破壊し、その破壊中に材料が吸収するエネルギーを測定します。 S355J2 と S355JR の違いは、耐荷重能力が高いことではありません。-耐荷重能力 - は、JR が検証した温度よりも 40 度低い温度でも、鋼鉄が依然として適切なエネルギーを吸収し、脆性破壊に耐えることを文書化された証拠で証明されています。

(上記の衝撃-エネルギー-対-温度のグラフに示されているように、各グレードの曲線は前のグラフの約 20 度左にあります。- 同じ基礎となる材料の挙動が、徐々に低温になる交差点で検証されています。)

正直な答えは、どの物件について質問しているかによって異なります。

降伏強さについて、3 つのグレードはすべて同じ S355 ファミリーに属しており、特定の製品タイプと厚さの範囲内で、本質的に同じ最小降伏強度を保持します。しかし、どのサフィックスを注文するかに関係なく、購入者がよく見落とす詳細があります。S355 は、すべての厚さにわたって一律に 355 MPa であるわけではありません。保証される最低降伏強さは、準拠する製品規格の下で板厚が増加するにつれて減少します。これは、重いベース プレート、厚いガセット プレート、ロール状の重いセクションの場合に最も重要です - 名前の「355」から推測されるものではなく、実際の厚さを規格の表と照らし合わせて確認する必要があります。

低温靱性について-、J2 は本当に JR より優れたパフォーマンスを発揮します - より低温であることが確認されており、一般に寒冷地、厚いセクション、要求の厳しい溶接接続に適した選択肢です。ただし、S355J2 は、指定されたテスト条件下で -20 度までの性能のみを保証します。それ以下の温度を包括的に保証するものではなく、-20 度の定格を -35 度のサービスをカバーするかのように扱うことは、それ自体が一種の誤用です。

選択は、「どれくらい冷えるか」のような単一の変数ではなく、実際の使用条件に従う必要があります。

のために安定した室内環境軽量で簡単に荷重がかかる部材と薄いセクションを備えたプロジェクトの仕様によっては、S355JR が許可されている場合があります。のために一般的な屋外構造物、J0 と J2 の選択は、通常、サイトの最低設計温度と関係する接続の詳細に従います。のために真の寒冷地プロジェクト-、通常、J2 が出発点 - ですが、-20 度の制限は定義された境界であり、無制限の寒さの保証ではないことに留意してください。-

さらに微妙なところは、厚いプレートと重要な接続部。温暖な気候でのプロジェクトであっても、地域の気候がどれほど穏やかであっても、重い断面の厚さ、引張部材、重荷重のクレーンガーダ、長スパンのトラス、高度に拘束された溶接継手、疲労または動的荷重などの要素はそれぞれ独立して、より高い靱性クラス - を正当化することができます。 「ここは暑いからどこでも JR で大丈夫です」というのは、「安全のために必ず J2 を指定する」のと同じくらい信頼性の低い近道です。

（上の意思決定マップはこれを反映しています。気候に基づくブランチが開始点ですが、プロジェクトがどのブランチで開始されるかに関係なく、下部にあるオーバーライド条件が適用されます。）

「S355」のみを読み取り、接尾辞をスキップします。JR、J0、および J2 は同様の強度レベルにありますが、真に異なる検証済みのテスト温度を表します - は、先頭の番号の一致がこの呼称ファミリーで最も一般的な誤読であるため、これらを交換可能として扱います。

グレードは確認しますが、板厚は確認しません。必要な降伏強さを満たしている薄板は、同じグレードの厚板が同じ数を満たすことを保証するものではありません。- 厚い部分には、管理基準に基づく最低保証降伏が低くなります。これは、公称グレードから想定されるものではなく、注文された実際の厚さと照合する必要があります。

配送状態の見落とし。一般的な配送条件には次のものがあります。+AR(-丸めたまま)、+N(正規化または正規化-ロール)、および+M（熱機械圧延）。異なる出荷条件で供給された同じグレードでも、溶接および靭性において異なる挙動を示す可能性があります。- これは JR/J0/J2 接尾辞とは別の変数であり、注文時に独自の確認が必要です。

測定されたテスト結果を認定アップグレードとして扱います。S355JR の特定のバッチがたまたま -20 度で良好にテストされたとしても、その 1 つの結果が S355J2 になるわけではありません。海外の技術審査員や第三者の検査官は、管理基準、適格な試験条件、材料の完全なトレーサビリティをチェックしていますが、工場の内部記録から引き出された好ましい数字は 1 つもありません。-

より高いグレードを自由に置き換えることができると仮定します。J2 が実際に仕様よりも優れた低温性能を提供する場合でも、エンジニアやクライアントの書面による承認なしに J2 を代替すると、プロジェクトが実際に依存する設計と調達のレビュー プロセスが回避されます。-

接尾辞はこの指定ファミリーの要点であるため、工場試験証明書には、それを暗示するグレードを記載するだけでなく、実際に接尾辞を文書化する必要があります。-。海外プロジェクトの承認に使用できる証明書には、次の事項が記載されている必要があります。特定の製品規格と材料がテストされた版。空白のままにしたり仮定したりするのではなく、実際の配送条件 (+AR、+N、または +M)。厚さ-特有の降伏および引張の結果は、一般的な等級値ではなく、供給されたプレートまたはセクションの正確な厚さに関連付けられています。シャルピー V- ノッチの結果は、注文された接尾辞の認定試験温度で報告され、単純な合格/不合格のメモではなく、実際の吸収エネルギー値が表示されます。特定の証明書に至るまでの熱番号のトレーサビリティも同様に重要です。特に、サードパーティの検査官が納品されたプレート上の物理的なマークとドキュメントを相互チェックするプロジェクトでは、特に重要です。{8}} -20 度のテスト結果と実際に吸収されるエネルギーを示さずに「S355J2」と記載されている証明書は、たとえ材料自体が真に準拠しているとしても、レビューの観点から見ると、完全な記録を示す証明書と同等ではありません。

S355JR、S355J0、および S355J2 の本当の違いは、降伏強度はほぼ同じですが、材料の脆性破壊に対する耐性が実際に検証されている保証温度が異なるという一文に要約されます。 JR は、より穏やかで要求の少ない条件に適しています。 J0 は 0 度までのパフォーマンスを確認します。 J2 では気温が -20 度まで下がっていることが確認されていますが、その国はたまたま平均的に暑い気候にあるため、その変化はありません。

海外プロジェクトに適切なグレードを選択するということは、板厚、応力状態、接続および溶接の詳細、動的荷重または疲労荷重が存在するかどうかとともに、最低設計温度を考慮することを意味します。- 最も安全と思われるグレードをデフォルトで選択するわけではありません。真にプロフェッショナルな材料選択とは、利用可能な最高のクラスを反射的に指定することではありません。調達とコストを妥当な範囲内に抑えながら、安全性と承認要件を満たすグレードを見つけることが重要です。

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