Çelik Yapılarda Kritik Sıcaklık ve Yangın Yalıtımının Önemi
Çelik yapıların yüksek sıcaklıklardaki dayanıklılığı iyi bilinir ve belgelenmiştir. 500°C üzerindeki sıcaklıklarda, sıcak haddelenmiş yapısal çelik, normal sıcaklıktaki yük taşıma kapasitesinin önemli bir kısmını kaybeder.
Çelik çerçeve yapılar, çelik elemanların maksimum gerilimlerinin, oda sıcaklığındaki maksimum kapasitelerinin %60'ı ile sınırlı kalacak şekilde tasarlanabilir. Bu ek %40 yedeklik, yangın gibi anormal durumlarda yapıya ekstra güç sağlar. Elemanın boyutuna, şekline ve yönelimine bağlı olarak, bu ek kapasite 550°C'lik bir çöküş sıcaklığına karşılık gelebilir. Bu durumda, 550°C üzerinde yapısal çelik eleman, üstlendiği yapıyı destekleyecek yeterli güce sahip olmaz. Bu, sınırlayıcı veya kritik sıcaklıktır.
Çelik %60'tan fazla kullanılırsa, sınırlayıcı sıcaklık azalır. %60'tan az kullanılırsa, sınırlayıcı sıcaklık artar.
İntümesan Yangına Dayanıklı Boya Yangına Nasıl Tepki Verir?
Yukarıda belirtildiği üzere, yapısal çelik çökmeden önce 550°C sınırlayıcı sıcaklık söz konusu ise, intümesan yangına dayanıklı boya, yangın başladıktan hemen sonra korumaya başlar. Bu, kaplamanın kimyasal tepkimesi ile bağlantılıdır ve boyadan yalıtıcı bir bariyere dönüşümü gösterir. Kömürümsü bariyer oluştuğunda, çelik çekirdekte ısının birikmesini daha yavaş bir oranda yavaşlatmaya başlar. Kaplamanın kalınlığına bağlı olarak, sınırlayıcı sıcaklığa ulaşılması için gereken zaman uzar.
Daha Yüksek Sıcaklıkta Kaplama Kalınlığının Neden Daha Az Olması Gerekiyor?
Bu, mutlak bir değer olmamakla birlikte, 350°C sınırlayıcı sıcaklıkta, 750°C'ye kıyasla aynı çelik parçasını 60 dakika korumak için yaklaşık 6 kat daha fazla intümesan kaplama gerekebilir. Kaplama aynı kalırken koruma ihtiyacı değişkenlik gösterir.
Eplusb olarak sunduğumuz her intümesan kaplamasında, doğru değerlendirilmiş koruma gereksinimlerini belirten tablolar bulunmaktadır. Bu tablolar her zaman yukarıda belirtilen 6 kat faktörünü göstermeyebilir çünkü performans her zaman lineer olmayabilir.
Kritik Sıcaklık Neden Çelik Korunmasında Önemlidir?
Kritik sıcaklığın önemini anlamak için, çelik çok yüksek oranda kullanıldığında, yani neredeyse kapasitesinin sınırına kadar zorlandığında, başarısızlık sıcaklığının 350°C olabileceğini düşünmelisiniz. Yüksek sıcaklıklara karşı ekstra güç direnci yok denecek kadar azdır.
Bir yapı tasarlanırken ve prensipler kullanılırken, çelik yapıların gerçek sınırlayıcı veya kritik sıcaklıkları belirlenir. Çelik kullanımı biliniyorsa, bu hesaplanabilir. Bilinmiyorsa, ülke inşaat kodundaki varsayılan sınırlayıcı sıcaklık kullanılmalıdır.
Sadece eğitimli ve yetkin bir kişi, örneğin bir yapı veya yangın mühendisi, çelik boyutları, uzunluğu, mukavemeti, yüklemesi ve yönelimi gibi faktörlere dayanarak yapısal çeliğin sınırlayıcı sıcaklığını belirleyebilir.
650°C ve üzeri bir sınırlayıcı sıcaklık için koruma kalınlıkları kullanılırken, gerçek çelik kullanımı veya yüklenmesi anlaşılmadan yapılan korumalar, yapısal çelik çerçeveyi gerekli seviyede korumayabilir. Yangın koruması gereken seviyede yapılmamış olur.