S355J0H en S355J2H kort vergeleken
S355J0H en S355J2H zijn Europese staalsoorten voor constructieve holle profielen, waaronder ronde stalen buizen, vierkante kokerprofielen en rechthoekige kokerprofielen. Beide behoren tot de sterkteklasse S355 en hebben binnen dezelfde productnorm en dikteklasse in beginsel dezelfde eisen aan de vloeigrens en treksterkte.
Het belangrijkste verschil tussen S355J0H en S355J2H is de temperatuur waarbij de kerfslagtaaiheid wordt gegarandeerd. S355J0H moet een minimale kerfslagenergie van 27 joule behalen bij 0 °C. Voor S355J2H geldt dezelfde minimale kerfslagenergie bij -20 °C.
S355J2H heeft daarmee een gegarandeerde slagtaaiheid bij een lagere temperatuur. Deze kwaliteit kan worden voorgeschreven voor stalen buisconstructies die aan lage temperaturen, dynamische belastingen of een verhoogd risico op brosse breuk worden blootgesteld.
| Eigenschap | S355J0H | S355J2H |
|---|---|---|
| Materiaalgroep | Constructiestaal | Constructiestaal |
| Sterkteklasse | S355 | S355 |
| Minimale kerfslagenergie | 27 J | 27 J |
| Temperatuur kerfslagproef | 0 °C | -20 °C |
| Productaanduiding | Hol profiel | Hol profiel |
| Belangrijkste verschil | Taaiheid gespecificeerd bij 0 °C | Taaiheid gespecificeerd bij -20 °C |
| Veelvoorkomende normen | EN 10210 en EN 10219 | EN 10210 en EN 10219 |
Wat betekent S355J0H?
De aanduiding S355J0H bestaat uit meerdere onderdelen. Elk onderdeel geeft informatie over de materiaalkwaliteit, de kerfslagprestatie en de beoogde productvorm.
- S staat voor structural steel, oftewel constructiestaal.
- 355 verwijst naar een minimale vloeigrens van 355 N/mm² voor de dikteklasse waarvoor deze waarde volgens de productnorm geldt.
- J0 betekent dat het staal een minimale kerfslagenergie van 27 joule moet behalen bij 0 °C.
- H staat voor hollow section, oftewel een constructief hol profiel.
De letter H geeft aan dat de staalsoort bestemd is voor holle constructieprofielen, zoals een ronde constructiebuis, vierkante koker of rechthoekig kokerprofiel.
Het getal 355 betekent niet dat iedere buis, ongeacht de wanddikte, exact dezelfde minimale vloeigrens heeft. Bij grotere wanddiktes kunnen volgens de betreffende productnorm lagere minimumwaarden gelden. Voor een constructieberekening moeten daarom altijd de norm, wanddikte, leveringsconditie en certificaatgegevens worden gecontroleerd.
Wat betekent S355J2H?
Bij S355J2H hebben de S, het getal 355 en de H dezelfde betekenis als bij S355J0H. Het onderscheid zit in de toevoeging J2.
J2 betekent dat het materiaal een minimale kerfslagenergie van 27 joule moet behalen bij een beproevingstemperatuur van -20 °C. Daarmee wordt de kerfslagtaaiheid bij een lagere temperatuur aangetoond dan bij J0.
S355J2H kan worden toegepast wanneer een constructieve stalen buis bij koude omstandigheden voldoende taai moet blijven. Dit kan relevant zijn bij buitenconstructies, infrastructuur, bruggen, waterbouwkundige constructies en funderingsprojecten.
S355J2H is echter niet automatisch sterker dan S355J0H. Beide staalsoorten behoren tot de S355-sterkteklasse. Het verschil betreft vooral de gegarandeerde breuktaaiheid bij lage temperatuur, niet een hogere nominale vloeigrens.
Wat betekenen J0 en J2 bij staal?
De aanduidingen J0 en J2 zijn taaiheidsklassen. Ze geven aan bij welke temperatuur een minimale Charpy-V-kerfslagenergie van 27 joule moet worden gehaald.
- JR: minimaal 27 joule bij +20 °C;
- J0: minimaal 27 joule bij 0 °C;
- J2: minimaal 27 joule bij -20 °C.
Een staalsoort met J2 heeft dus een kerfslagprestatie die bij een lagere temperatuur is gegarandeerd dan een vergelijkbare kwaliteit met J0 of JR. Dit betekent niet dat J0-staal onder 0 °C direct onbruikbaar wordt. De aanduiding geeft aan bij welke temperatuur de voorgeschreven kerfslagwaarde volgens de productnorm is aangetoond.
De keuze tussen JR, J0 en J2 hangt samen met de laagste staaltemperatuur, materiaaldikte, spanningssituatie, lasdetails, constructievorm en gevolgen van een eventuele breuk.
Wat is kerfslagtaaiheid?
Kerfslagtaaiheid is het vermogen van staal om bij een plotselinge belasting energie op te nemen voordat het breekt. Deze materiaaleigenschap wordt doorgaans bepaald met een Charpy-V-kerfslagproef.
Bij deze beproevingsmethode wordt een genormaliseerd proefstuk met een V-vormige kerf op een vastgestelde temperatuur gebracht. Vervolgens slaat een slingerhamer het proefstuk door. De energie die het materiaal tijdens de breuk opneemt, wordt gemeten in joule.
De kerf veroorzaakt bewust een plaatselijke spanningsconcentratie. In een staalconstructie kunnen vergelijkbare spanningspieken ontstaan bij onder meer:
- lasovergangen;
- gaten en uitsparingen;
- scherpe profielovergangen;
- aangebrachte hulpstukken;
- materiaaldefecten;
- lokale beschadigingen.
Bij dalende temperaturen kan constructiestaal minder taai worden. Daardoor kan de gevoeligheid voor brosse breuk toenemen. Een brosse breuk kan zich snel voortplanten en optreden zonder grote zichtbare plastische vervorming vooraf.
Waarom is de temperatuur van de kerfslagproef belangrijk?
De aanduidingen J0 en J2 geven aan bij welke temperatuur een minimale kerfslagenergie van 27 joule is gespecificeerd. Het verschil van 20 °C zegt daarmee iets over de aangetoonde taaiheid van het staal onder koudere omstandigheden.
Dit betekent niet dat S355J0H bij een temperatuur onder 0 °C onmiddellijk bros wordt of niet meer mag worden toegepast. Evenmin betekent S355J2H dat een constructie zonder verdere beoordeling automatisch geschikt is voor iedere omgeving met temperaturen tot -20 °C.
De vereiste materiaalkwaliteit hangt onder meer af van:
- de laagste ontwerpmatige staaltemperatuur;
- de nominale wand- of materiaaldikte;
- de aard en hoogte van de spanningen;
- de aanwezigheid en uitvoering van lasverbindingen;
- de detaillering en geometrie van de constructie;
- dynamische, stoot- of vermoeiingsbelastingen;
- de gevolgen van een eventuele breuk;
- de geldende ontwerp-, product- en uitvoeringsnormen.
De temperatuurklasse is daarmee één onderdeel van de materiaalkeuze. De benodigde taaiheidsklasse moet worden bepaald op basis van de volledige gebruiks-, belastings- en uitvoeringssituatie.
Is S355J2H sterker dan S355J0H?
S355J2H is niet sterker dan S355J0H in de gebruikelijke betekenis van vloeigrens of treksterkte. Beide staalsoorten behoren tot dezelfde nominale sterkteklasse S355.
Het verschil tussen S355J0H en S355J2H betreft de gegarandeerde kerfslagprestatie:
- S355J0H: minimaal 27 joule bij 0 °C;
- S355J2H: minimaal 27 joule bij -20 °C.
Een keuze voor S355J2H verhoogt op zichzelf niet het draagvermogen, de buigweerstand of de knikcapaciteit van een stalen buis. Deze constructieve eigenschappen worden vooral bepaald door de vloeigrens, buitendiameter, wanddikte, doorsnede, effectieve lengte en belastingssituatie.
Ook de corrosiebestendigheid wordt niet door J0 of J2 bepaald. Daarvoor zijn onder meer de gebruiksomgeving, corrosietoeslag, coating, thermische verzinking en het onderhoud van belang.
Wat is het verschil tussen sterkte, hardheid en taaiheid?
Bij staalsoorten worden sterkte, hardheid en taaiheid soms met elkaar verward. Het zijn echter verschillende materiaaleigenschappen.
Sterkte geeft aan hoeveel mechanische spanning het materiaal kan weerstaan. Belangrijke waarden zijn de vloeigrens en treksterkte.
Hardheid beschrijft de weerstand van het staal tegen plaatselijke vervorming, slijtage of indrukking.
Taaiheid geeft aan hoeveel energie het staal kan opnemen voordat breuk optreedt. De kerfslagproef is een methode om de slagtaaiheid bij een specifieke temperatuur te bepalen.
S355J0H en S355J2H hebben een vergelijkbare nominale sterkte, maar een andere gegarandeerde taaiheidstemperatuur. J2 betekent dus niet harder of sterker, maar dat de kerfslagtaaiheid bij een lagere temperatuur is gespecificeerd.
Welke normen gelden voor S355J0H en S355J2H?
S355J0H en S355J2H worden gebruikt voor constructieve holle profielen volgens Europese productnormen. De belangrijkste normen zijn EN 10210 en EN 10219.
EN 10210
EN 10210 beschrijft de technische leveringsvoorwaarden voor warmvervaardigde constructieve holle profielen van ongelegeerd en fijnkorrelig constructiestaal.
EN 10219
EN 10219 heeft betrekking op koudvervaardigde gelaste constructieve holle profielen. Hieronder vallen onder meer ronde buizen, vierkante kokers en rechthoekige kokerprofielen.
Een ronde constructiebuis wordt internationaal ook aangeduid als een circular hollow section of CHS. Vierkante en rechthoekige holle profielen worden aangeduid als square hollow section (SHS) en rectangular hollow section (RHS).
Een volledige materiaalaanduiding kan er bijvoorbeeld als volgt uitzien:
Stalen buis Ø 610,0 × 8,00 mm – S355J2H volgens EN 10219
Deze omschrijving vermeldt de buitendiameter, wanddikte, staalsoort en productnorm. Voor een volledige technische beoordeling zijn daarnaast de productiewijze, maattoleranties, leveringsconditie, lasnaad, lengte en materiaalcertificering van belang.
Wat is het verschil tussen EN 10210 en EN 10219?
EN 10210 en EN 10219 hebben beide betrekking op constructieve holle profielen, maar verschillen onder meer in de productiewijze. EN 10210 geldt voor warmvervaardigde holle profielen, terwijl EN 10219 betrekking heeft op koudvervaardigde gelaste holle profielen.
De productiemethode kan invloed hebben op eigenschappen en ontwerpgegevens, zoals:
- maattoleranties;
- hoekradius bij kokerprofielen;
- restspanningen;
- doorsnedeklasse;
- constructieve rekenwaarden;
- leveringsconditie.
Een S355J2H-profiel volgens EN 10210 is daarom niet uitsluitend op basis van dezelfde staalnaam volledig gelijkwaardig aan een S355J2H-profiel volgens EN 10219. De materiaalkwaliteit kan gelijk zijn, maar de productnorm en productiewijze verschillen.
Welke staalsoort is geschikt voor buitengebruik?
Voor buitenconstructies kan zowel S355J0H als S355J2H geschikt zijn. De keuze hangt niet alleen af van het feit dat een constructie buiten staat, maar vooral van de laagste verwachte staaltemperatuur en de constructieve omstandigheden.
S355J2H kan worden voorgeschreven wanneer een gegarandeerde kerfslagtaaiheid bij -20 °C noodzakelijk is. Dit kan relevant zijn bij constructies in koude omgevingen, zwaar belaste lasconstructies of onderdelen waarbij de gevolgen van brosse breuk groot zijn.
De juiste taaiheidsklasse wordt bepaald aan de hand van de geldende ontwerpregels voor materiaalkeuze en breukveiligheid. Daarbij spelen onder meer de wanddikte, het spanningsniveau, de detaillering, gebruikstemperatuur en relevante delen van Eurocode 3 een rol.
Welke kwaliteit wordt gebruikt voor funderingsbuizen?
Zowel S355J0H als S355J2H kan worden gebruikt voor funderingsbuizen, buispalen, heibuizen en constructieve stalen palen. De materiaalkwaliteit moet altijd aansluiten op de constructieberekening, projectspecificatie en uitvoeringsmethode.
S355J2H wordt regelmatig gekozen voor stalen funderingsbuizen wanneer aanvullende eisen gelden voor de taaiheid bij lage temperatuur. Dit kan relevant zijn bij zware funderingen, brugpijlers, kademuren, waterbouwkundige constructies en infrastructurele projecten.
De geschiktheid van een buispaal wordt echter niet alleen door de staalsoort bepaald. Ook de volgende eigenschappen en omstandigheden zijn belangrijk:
- buitendiameter en wanddikte;
- paallengte en vrije kniklengte;
- druk-, trek- en buigbelasting;
- grondopbouw en draagkracht;
- corrosiebelasting en corrosietoeslag;
- lasverbindingen en aangebrachte hulpstukken;
- wijze van heien, trillen of boren.
Tijdens het heien of intrillen van een stalen buis kunnen hoge dynamische spanningen optreden. De gekozen materiaalkwaliteit moet daarom geschikt zijn voor zowel de uitvoeringsfase als de uiteindelijke gebruiksfase.
Wanneer kiest u S355J0H en wanneer S355J2H?
S355J0H kan geschikt zijn wanneer een minimale kerfslagenergie van 27 joule bij 0 °C voldoende is. S355J2H wordt gekozen wanneer dezelfde minimale kerfslagenergie bij -20 °C moet zijn gegarandeerd.
De keuze tussen S355J0H en S355J2H hangt onder meer af van:
- de laagste ontwerptemperatuur en verwachte staaltemperatuur;
- de nominale wand- of materiaaldikte;
- de aard en hoogte van de constructieve belasting;
- de aanwezigheid en uitvoering van lasverbindingen;
- dynamische, cyclische of stootbelastingen;
- de gevoeligheid van de constructie voor brosse breuk;
- de voorgeschreven product-, ontwerp- en uitvoeringsnormen.
Alleen de gemiddelde buitentemperatuur is onvoldoende om de juiste staalsoort te bepalen. De volledige combinatie van temperatuur, materiaaldikte, spanningen, detaillering en gevolgklasse moet worden beoordeeld.
Hoe controleert u of een buis S355J0H of S355J2H is?
De geleverde staalsoort moet worden gecontroleerd aan de hand van de productmarkering, bestelgegevens en het bijbehorende inspectiedocument. Voor constructieve stalen buizen wordt vaak een 3.1-inspectiecertificaat volgens EN 10204 verlangd.
Op een materiaalcertificaat kunnen onder meer de volgende gegevens staan:
- de staalsoort S355J0H of S355J2H;
- de productnorm, zoals EN 10210 of EN 10219;
- de afmetingen van de buis;
- het charge- of heatnummer;
- de chemische samenstelling;
- de vloeigrens en treksterkte;
- de rek na breuk;
- de kerfslagenergie;
- de temperatuur van de kerfslagproef.
De markering op de buis of bundel moet herleidbaar zijn tot het juiste certificaat. Alleen de vermelding S355 is onvoldoende om vast te stellen of het materiaal aan de J0- of J2-eisen voldoet.
Bij dunwandige buizen kan niet altijd een standaard Charpy-proefstuk uit het materiaal worden genomen. De toepasselijke productnorm bepaalt wanneer een kerfslagproef vereist is, welk proefstukformaat wordt gebruikt en hoe de resultaten moeten worden beoordeeld.
Het kernverschil tussen S355J0H en S355J2H
S355J0H en S355J2H zijn beide constructieve S355-staalsoorten voor holle profielen. Ze hebben binnen dezelfde productnorm en dikteklasse een vergelijkbare nominale sterkte, maar verschillen in de temperatuur waarbij de kerfslagtaaiheid wordt gegarandeerd.
S355J0H is gespecificeerd op minimaal 27 joule bij 0 °C, terwijl S355J2H minimaal 27 joule bij -20 °C moet behalen.
Advies over S355J0H en S355J2H voor uw toepassing
Twijfelt u welke staalsoort past bij uw constructie, fundering of projectvoorwaarden? Solines denkt mee over de juiste buiskwaliteit, productnorm en beschikbare afmetingen.
