Klasa stali określa przede wszystkim jej właściwości mechaniczne, a gatunek opisuje także skład chemiczny i cechy technologiczne, takie jak spawalność. Oznaczenia S235, A-IIIN czy 8.8 nie należą do jednego systemu, dlatego ich interpretację trzeba zawsze odnieść do rodzaju wyrobu. To techniczny „dowód osobisty” materiału, który pozwala sprawdzić zgodność stali z projektem.
Klasa a gatunek stali – jaka jest różnica?
Klasa stali odpowiada na pytanie, jak materiał zachowuje się pod obciążeniem. W konstrukcjach stalowych najczęściej wiąże się ją z minimalną granicą plastyczności, oznaczaną jako Re lub Rp0,2 i wyrażaną w MPa. Po przekroczeniu tej wartości stal zaczyna odkształcać się trwale.
Gatunek stali opisuje materiał dokładniej. Uwzględnia skład chemiczny, sposób wytwarzania, stan dostawy, udarność oraz właściwości technologiczne, na przykład możliwość spawania lub formowania. Dlatego dwa wyroby o podobnej wytrzymałości mogą mieć różne wymagania dotyczące obróbki i zastosowania.
W dokumentacji technicznej trzeba więc sprawdzać nie tylko samą liczbę, lecz pełne oznaczenie, normę wyrobu i dokument kontroli, na przykład świadectwo odbioru materiału.
Stal konstrukcyjna – jak czytać symbole Sxxx?
W oznaczeniu S235 litera „S” oznacza stal konstrukcyjną. Liczba wskazuje minimalną granicę plastyczności w MPa, przyjmowaną dla określonego zakresu grubości wyrobu. W uproszczeniu S235 oznacza co najmniej 235 MPa, a S355 co najmniej 355 MPa, jednak dokładna wartość zależy między innymi od grubości elementu i wymagań konkretnej normy.
Litery na końcu symbolu doprecyzowują właściwości materiału. W oznaczeniu S355J2 symbol „J2” odnosi się do wymaganej udarności w temperaturze ujemnej. Udarność określa odporność materiału na kruche pękanie podczas obciążenia udarowego.
Najczęściej spotykane części oznaczenia mają następujące znaczenie:
- S – stal konstrukcyjna
- 235, 275, 355 – minimalna granica plastyczności w MPa, zależna od warunków normowych
- JR, J0, J2 – poziom udarności wymagany odpowiednio w temperaturze +20°C, 0°C i -20°C
- N, M, Q – sposób uzyskania właściwości lub stan dostawy, na przykład normalizowanie, walcowanie termomechaniczne albo obróbka cieplna
- W lub WP – stal trudno rdzewiejąca, przy czym WP oznacza odmianę z podwyższoną zawartością fosforu
Przykładowo S355J2+N oznacza stal konstrukcyjną o minimalnej granicy plastyczności wskazanej liczbą 355, z wymaganiami udarności J2 i stanem dostawy +N. Sam zapis S355 nie zawiera jeszcze wszystkich informacji potrzebnych do oceny przydatności materiału.
| Symbol | Znaczenie | Zastosowanie informacji |
|---|---|---|
| JR | Udarność 27 J przy +20°C | Konstrukcje pracujące w temperaturach dodatnich |
| J0 | Udarność 27 J przy 0°C | Elementy narażone na pracę w temperaturze około 0°C |
| J2 | Udarność 27 J przy -20°C | Konstrukcje pracujące w niższych temperaturach |
| N | Stan normalizowany lub normalizująco walcowany | Elementy, dla których wymagane są określone właściwości struktury i dostawy |
| M | Walcowanie termomechaniczne | Stale drobnoziarniste o podwyższonych właściwościach |
| Q | Stan po obróbce cieplnej | Stale o wysokiej wytrzymałości |
Stal zbrojeniowa – klasy A-0, A-I, A-II, A-III i A-IIIN
W przypadku prętów zbrojeniowych tradycyjny zapis klasy wygląda inaczej niż przy stali konstrukcyjnej. Oznaczenia A-0 do A-IIIN odnoszą się do właściwości mechanicznych i przeznaczenia prętów. Nie należy utożsamiać ich bezpośrednio z symbolami S235 lub S355.
Pręty gładkie stosuje się zwykle w zbrojeniu pomocniczym, na przykład do strzemion, przewiązek i zbrojenia montażowego. Pręty żebrowane zapewniają lepszą przyczepność do betonu i są używane jako zbrojenie nośne. Współczesne projekty często posługują się także oznaczeniem według norm europejskich, takim jak B500B lub B500SP, oraz klasą ciągliwości A, B albo C.
| Klasa | Typ pręta | Główne zastosowanie |
|---|---|---|
| A-0 | Gładki | Zbrojenie pomocnicze, montażowe i elementy drugorzędne |
| A-I | Gładki | Strzemiona, przewiązki i wybrane zastosowania nośne określone w projekcie |
| A-II | Żebrowany | Zbrojenie nośne elementów żelbetowych |
| A-III | Żebrowany | Główne zbrojenie konstrukcji, także przy obciążeniach zmiennych zgodnie z projektem |
| A-IIIN | Żebrowany | Wysokowytrzymałe zbrojenie nośne konstrukcji żelbetowych |
Gatunek konkretnego pręta może być zapisany osobno. Przykładem jest B500SP. Litera B wskazuje stal przeznaczoną do zbrojenia betonu, liczba 500 odnosi się do charakterystycznej granicy plastyczności w MPa, a pozostałe symbole opisują cechy technologiczne i ciągliwość. Taki gatunek może być zaliczany do klasy A-IIIN, ale sama klasa nie zastępuje pełnego oznaczenia wyrobu.
S235 i S355 oraz śruby 8.8 i 10.9
S235 i S355 to oznaczenia stali konstrukcyjnej. Potoczne określenia „miękka” i „twarda” są skrótami myślowymi. S235 ma niższą granicę plastyczności i często łatwiej poddaje się obróbce, natomiast S355 może pozwolić na zaprojektowanie lżejszego elementu przy zachowaniu wymaganej nośności. Nie oznacza to jednak, że S355 zawsze będzie lepszym wyborem.
Oznaczenia 8.8 i 10.9 dotyczą klas własności mechanicznych elementów złącznych, takich jak śruby, a nie gatunków stali konstrukcyjnej. W klasie 8.8 pierwsza liczba wskazuje orientacyjną wytrzymałość na rozciąganie 800 MPa, a druga oznacza relację granicy plastyczności do tej wartości. Dla klasy 10.9 są to odpowiednio około 1000 MPa i 900 MPa.
| Parametr | S235 | S355 | 8.8 | 10.9 |
|---|---|---|---|---|
| Rodzaj oznaczenia | Stal konstrukcyjna | Stal konstrukcyjna | Klasa śruby | Klasa śruby |
| Główna informacja | Re od 235 MPa w warunkach normowych | Re od 355 MPa w warunkach normowych | Rm około 800 MPa, Re około 640 MPa | Rm około 1000 MPa, Re około 900 MPa |
| Typowe użycie | Elementy o umiarkowanych wymaganiach nośności | Elementy silniej obciążone lub wymagające ograniczenia masy | Połączenia konstrukcyjne o standardowych wymaganiach | Połączenia wymagające wyższej nośności |
Nie wolno samodzielnie zamieniać S355 na S235 ani zastępować śrub 8.8 śrubami 10.9 bez sprawdzenia całego połączenia. Zmiana wpływa nie tylko na nośność materiału, ale także na przekroje, spawalność, odkształcenia, docisk, moment dokręcania i sposób pracy konstrukcji.
Numer materiałowy 1.xxxx – jak go odczytywać?
Numer materiałowy jest dodatkowym, bardziej jednoznacznym identyfikatorem gatunku. System opisany w PN-EN 10027-2 wykorzystuje zapis zaczynający się od „1.”. Kolejne cyfry wskazują grupę materiału i konkretny gatunek.
Numer nie jest skrótem wszystkich właściwości mechanicznych, dlatego należy odczytywać go razem z nazwą gatunku, normą wyrobu i stanem dostawy. Ułatwia jednak pracę z dokumentacją, zestawieniami materiałowymi i systemami zakupowymi, ponieważ jest mniej zależny od nazw stosowanych w różnych krajach.
- Sprawdź, czy zapis ma postać numeru materiałowego, na przykład 1.0577.
- Porównaj numer z nazwą gatunku podaną w dokumentacji, na przykład S355J2.
- Zweryfikuj normę wyrobu oraz ewentualny stan dostawy, taki jak +N.
- Porównaj kompletne oznaczenie z projektem i dokumentem kontroli dostarczonej partii.
Co sprawdzić przed zastosowaniem stali?
Odczytanie symbolu jest dopiero początkiem weryfikacji. Na budowie trzeba porównać oznaczenie na etykiecie, dokument dostawy, atest lub świadectwo odbioru oraz wymagania projektu. Szczególnej uwagi wymagają pręty zbrojeniowe, ponieważ podobny wygląd powierzchni nie potwierdza klasy ani ciągliwości.
Każda zmiana gatunku lub klasy stali względem projektu wymaga zgody projektanta konstrukcji. Dotyczy to także materiału o wyższej wytrzymałości. Projektant musi ocenić, czy zmiana nie wpływa na obliczenia, połączenia, spawanie, zakotwienie prętów, ugięcia i wymagania dotyczące odporności ogniowej lub trwałości.
W przypadku niejasności w oznaczeniu, atestach albo zgodności dostawy z projektem wstrzymaj zastosowanie materiału i skonsultuj sprawę z projektantem konstrukcji lub dostawcą. Nie zastępuj stali samodzielnie na podstawie samej liczby w symbolu.
