@book{c78fa1eef050449bbc9474dd1d598f53,
title = "Energian s{\"a}{\"a}st{\"o} lujien ter{\"a}sten hitsauksen esikuumennuksessa",
abstract = "Lujien rakenneter{\"a}sten k{\"a}ytt{\"o} hitsatuissa rakenteissa on selv{\"a}sti kasvanut viime vuosikymmenin{\"a} l{\"a}ntisten teollisuusmaiden ohella my{\"o}s Suomessa. Lujat rakenneter{\"a}kset tarjoavat usein kilpailukykyisen vaihtoehdon matalalujuuksiseen ter{\"a}kseen verrattuna erityisesti vaativissa k{\"a}ytt{\"o}sovelluksissa. Yleisin ongelma lujien rakenneter{\"a}sten hitsauksessa on vedyn aiheuttama kylm{\"a}halkeilu, jonka eliminoimiseksi esikuumennuksen k{\"a}ytt{\"o} on tehokkaimpia keinoja. Esikuumennus on kuitenkin hitsaavassa valmistuksessa merkitt{\"a}v{\"a} kustannustekij{\"a}, mm. energia-, laite-, ty{\"o}- ja l{\"a}pimenoaikakustannuksina Tutkimuksen tavoitteena oli selvitt{\"a}{\"a} mahdollisuudet v{\"a}henty{\"a} lujien ter{\"a}sten esikuumennustarvetta ja esikuumennuksen energiankulutusta k{\"a}ytt{\"a}m{\"a}ll{\"a} konventionaalisten lujien rakenneter{\"a}sten asemesta moderneja, aiempaa paremmin hitsattavia termomekaanisesti valssattuja TMEP-ter{\"a}ksi{\"a}. Hankkeessa tukeuduttiin sek{\"a} kirjallisuudessa esitettyihin tutkimustuloksiin ett{\"a} laboratoriakokeisiin. Koeohjelmaan sis{\"a}ltyi ter{\"a}ksen kylm{\"a}halkeiluherkkyytt{\"a} ja esikuumennuksen energiankulutusta mittaavia kokeita. Kytkem{\"a}ll{\"a} kylm{\"a}halkeilukokeiden ilmoittama esikuumennusl{\"a}mp{\"o}tilan aleneminen TMEP-ter{\"a}ksill{\"a} vastaavaan muutokseen esikuumennuksen energiankulutuksessa m{\"a}{\"a}ritettiin s{\"a}{\"a}st{\"o} energiankulutuksessa ja -kustannuksissa yht{\"a} hirsimetri{\"a} kohden sek{\"a} vastaava s{\"a}{\"a}st{\"o}potentiaali valtakunnallisella tasolla. Todettiin, ett{\"a} esikuumennustarvetta lujien rakenneter{\"a}sten hitsauksessa voidaan merkitt{\"a}v{\"a}sti v{\"a}hent{\"a}{\"a} ottamalla k{\"a}ytt{\"o}{\"o}n uudentyyppisi{\"a} tehostetusti vesij{\"a}{\"a}hdytettyj{\"a} AeE HT-50- ja suorasammutettuja DQ-T HT-80-lujuusluokan TMEP-ter{\"a}ksi{\"a} konventionaalisten normalisoitujen ja nuorrutettujen ter{\"a}sten asemesta. Esikuumennuksen kaikkia kustannustekij{\"o}it{\"a} voidaan n{\"a}in alentaa hitsattavan rakenteen valmistuksessa. Tehokkaimmin kokonaisenergiankulutusta v{\"a}hensiv{\"a}t esikuumennusl{\"a}mp{\"o}tilan alentaminen, ainepaksuuden pienent{\"a}rninen, l{\"a}mp{\"o}h{\"a}vi{\"o}iden eliminoiminen esikuumennuksen aikana sek{\"a} hitsausenergian kohottamisen tuoma lis{\"a}l{\"a}mp{\"o}vaikutus. Markoissa mitaten suorat energiakustannukset ja -kustannuss{\"a}{\"a}st{\"o}t j{\"a}iv{\"a}t varsin vaatimattomiksi. Syyn{\"a} t{\"a}h{\"a}n on ennen kaikkea energian halpa hinta Suomessa suhteessa korkeisiin ty{\"o}voima- ja l{\"a}pimenoaikakustannuksiin. Suorien energiakustannusten osuus onkin yleens{\"a} vain n. 5 % esikuumennuksen kokonaiskustannuksista valmistuksessa lopun 90...95 %:n muodostuessa ty{\"o}-, laite-ja l{\"a}pimenoaikakustannuksista. Mik{\"a}li s{\"a}{\"a}st{\"o}vaikutuksia lasketaan esikuumennuksen kokonaiskustannuksista koko tuotantoprosessissa, ovatkin saavutettavat s{\"a}{\"a}st{\"o}t yleens{\"a} suoria energias{\"a}{\"a}st{\"o}j{\"a} kertaluokkaa suuremmat. Tuntuvia lis{\"a}s{\"a}{\"a}st{\"o}j{\"a} kytkeytyy my{\"o}s mahdollisuuteen hy{\"o}dynt{\"a}{\"a} ter{\"a}ksen lis{\"a}{\"a}ntynyt lujuus entist{\"a} ohuempina ainepaksuuksina. Hitsauksen esikuumennuksen energians{\"a}{\"a}st{\"o}kysymykset korostuvat tulevaisuudessa, mik{\"a}li lujien ter{\"a}sten k{\"a}ytt{\"o}volyymi kasvaa edellisten vuosien tapaan n. 15 %:n vuosivauhtia ja mik{\"a}li energian reaalihinta kohoaa er{\"a}{\"a}n{\"a} yleiseurooppalaisen ymp{\"a}rist{\"o}politiikan instrumenttina. Ty{\"o}n tavoitteena haettuja suoria energians{\"a}{\"a}st{\"o}j{\"a} lujien ter{\"a}sten hitsauksen esikuumennuksessa pystyttiin osoittamaan vain rajoitetusti. Sen sijaan pyrkimys energians{\"a}{\"a}st{\"o}{\"o}n hitsauksen esikuumennuksessa johti t{\"a}ss{\"a} tutkimuksessa sellaisten huomattavien kustannuss{\"a}{\"a}st{\"o}mahdollisuuksien (sek{\"a} v{\"a}lillisten ett{\"a} v{\"a}litt{\"o}mien) l{\"o}ytymiseen, jotka edelleen voidaan hy{\"o}dynt{\"a}{\"a} mm. energian k{\"a}yt{\"o}n tehokkuuden lis{\"a}{\"a}ntymisen{\"a} koko tuotantoprosessissa.",
keywords = "high strength steels, structural steels, welding, welded joints, cold cracking, heating, weldability, thermomechanical treatment, metal rolling, energy saving, energy consumption, cost analysis, costs, expenses, operating costs",
author = "Pekka Nevasmaa and Risto Karppi",
year = "1991",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-4001-8",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "1268",
address = "Finland",
}
