Vraag en antwoord

Voor een nieuw koelpakhuis moet een staalconstructie worden ontworpen. Kan ik hiervoor zonder problemen elke staalsoort gebruiken?

Ja, mits de juiste staalkwaliteit wordt gekozen, afhankelijk van de kerfslagwaarde van het materiaal.
Bij temperaturen lager dan 20 °C nemen de vloeigrens en de treksterkte niet af. In een koude omgeving gebeurt de toetsing van de sterkte en de stabiliteit van een staalconstructie dus op eenzelfde manier als bij kamertemperatuur (20 °C).
Bij een dalende temperatuur neemt echter de gevoeligheid voor brosse breuk wel toe. Brosse breuk is een fenomeen waarbij het staal plotseling breekt zonder dat er grote vervormingen optreden. De constructie ‘waarschuwt’ op deze manier niet voordat bezwijken optreedt. Daarom behoort een staalconstructie ook voldoende vervormingscapaciteit te hebben. Een belangrijk kenmerk om de gevoeligheid voor brosse breuk te bepalen is de kerfslagwaarde. Dat is de energie die nodig is om een proefstuk met een vooraf aangebrachte v-vormige kerf door middel van een plotselinge belasting tot breuk te brengen. Deze gestandaardiseerde kerfslagproef volgens Charpy wordt beschreven in NEN-EN 10045-1. De benodigde energie om het proefstaafje te breken is de kerfslagwaarde, uitgedrukt in joule. Hoe hoger deze kerfslagenergie is, des te meer vervormt het materiaal bij breuk (minder bros). De kerfslagwaarde bepaalt daarom de staalkwaliteit. Vloeigrens en de treksterkte definiëren de staalsoort.
De staalkwaliteit wordt aangegeven door letter/cijfer-combinatie achter de aanduiding van de staalsoort.
Voor de courante staalsoorten S235, S275 en S355 volgens NEN-EN 10025-2 gelden de volgende benamingen voor materiaal met een dikte van maximaal 150 mm, afhankelijk van de kerfslagwaarde bij een bepaalde temperatuur:

JR = 27 J bij 20 °C
J0 = 27 J bij 0 °C
J2 = 27 J bij -20 °C
K2 = 27 J bij -30 °C

Voor andere staalsoorten gelden soortgelijke benamingen. Zie daarvoor de andere delen van NEN-EN 10025.
Naast de temperatuur hebben ook de belastingsnelheid, het type verbinding, het statisch systeem, de mate van koudvervorming en de materiaaldikte invloed op de keuze van de staalkwaliteit. Voor het ontwerp komt het er dus op aan een staalkwaliteit te kiezen met een kerfslagwaarde die minimaal nodig is bij de voorziene omgevingstemperatuur.
De keuze voor de juiste staalkwaliteit moet worden bepaald volgens NEN 6774 of volgens NEN-EN 1993-1-10, indien van de Eurocode gebruik wordt gemaakt. Bij extreem lage temperaturen (lager dan 50 °C) wordt aanbevolen om geen courante staalsoorten te gebruiken, maar om te kiezen voor speciaal gelegeerde staalsoorten (onder meer met nikkel).

• NEN 6774
• NEN-EN 10025-2
• NEN-EN 10045-1
• NEN-EN 1993-1-10