SlideShare a Scribd company logo
Haustönn 2007 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Útgáfa   
 Unnið í tengslum við hönnun stammaréttivélar sem lokaverkefni í Véltæknifræði við 
Háskólann í Reykjavík | Njáll Andersen Pétursson 
RANNSÓKN:  BOGNUN STAMMA NORÐURÁLS 
 
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 2 af 32 
 
   
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 3 af 32 
 
INNIHALD 
Skilaboð frá höfundi ..................................................................................................................................... 4 
Tilgangur ............................................................................................................................................................ 5 
Framkvæmd ...................................................................................................................................................... 6 
Vettvangsferðir ............................................................................................................................................. 6 
Hitamælingar ................................................................................................................................................. 6 
Togþolsprófun ............................................................................................................................................... 8 
Niðurstöður ..................................................................................................................................................... 10 
Ástæður bognanna .................................................................................................................................... 10 
Hiti í stömmum ........................................................................................................................................... 12 
Togþol stamma ........................................................................................................................................... 13 
Niðurstöður togþolsprófunar .......................................................................................................... 14 
Útreikningar ................................................................................................................................................. 16 
Samantekt ........................................................................................................................................................ 18 
Viðaukar ............................................................................................................................................................ 20 
Viðauki A – Hiti stamma:......................................................................................................................... 20 
Viðauki B – togþol stamma .................................................................................................................... 24 
Viðauki C ‐ Staðall DIN 50125 – Undirbúningur sýnis ............................................................... 25 
Viðauki C – Niðurstöður togþolsprófunarinnar ............................................................................ 26 
Viðauki D – Heimildaskrá ....................................................................................................................... 31 
 
 
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 4 af 32 
 
SKILABOРFRÁ HÖFUNDI 
Upplýsingarnar í þessu skjali eru settar fram miðað við að lesandi hafi grunn þekkingu á 
álframleiðslu ásamt tæknilegum skilningi.  
Einnig er lesanda bent á að vinsamlegast ekki fjölfalda né áfram senda þetta skjal eða 
neinn hluta af því nema með leyfi höfundar.  
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 5 af 32 
 
TILGANGUR 
Tilgangur þessarar rannsóknar var að kanna með einhverjum hætti ástæðu bognunar 
stamma  á  göfflum  hjá  álframleiðandanum  Norðurál  og  einnig  að  skoða  hvernig  þeir 
bogna. Lengi vel hafa tilgátur verið á lofti um að stammar bogni með jöfnum radíus út 
alla  lengd  þeirra.  Hinsvegar  telur  höfundur  að  slík  bognun  sé  afar  sjaldgæf  sökum 
fyrirkomulags  þjónustukrana  og  að  í  raun  sé  algengara  að  stammar  bogni  með  einni 
ákveðinni beygju neðarlega á stammanum. Þar er vægið mest og mikill hiti sem kemur 
frá kerinu hefur einnig haft talsverð áhrif á flotmörk álsins í stömmunum. 
Myndir  hér  fyrir  neðan  skilgreinir  þau  hugtök  sem  koma  fram  í  skjalinu  varðandi 
gaffalsamsetningar. 
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 6 af 32 
 
FRAMKVÆMD 
Rannsóknin skiptist í þrjá hluta:  
• Byrjað  var  á  vettvangsferð  í  kerskála  og  skautsmiðju  Norðuráls  og  stammar 
skoðaðir.  Síðan  var  rætt  við  fjölmarga  starfsmenn  á  hvorum  stað  til  að  fá  álit 
þeirra  sem  vinna  með  gafflana  á  ástæðum  bognunar  þeirra.  Einnig  var  farið  í 
Vélsmiðju  Péturs  Auðuns  og  skoðaðir  stammar  en  hjá  þeirri  vélsmiðju  fara 
viðgerðir fram á göfflum Norðuráls. Einnig var rætt við starfsmenn vélsmiðjunar 
varðandi viðgerðir þeirra. 
• Síðan var rannsakaður hiti í stömmum á meðan þeir voru í kerjunum. Smíðuð 
var  merkistika  sem  brugðið  var  á  stamma  gaffalsins  til  að  merkja  með  jöfnu 
millibili  mælipunkta.  Hitastigsmælingar  voru  svo  teknar  með  innrauðum 
hitamæli í þessum punktum á 20 stömmum.   
• Að lokum voru tekin sýni úr stamma og þau togþolsprófuð. Sýnin voru tekin (úr 
völsunarstefnu  efnisins)  mjög  ofarlega  úr  stammanum  þar  sem  hiti  og  kraftar 
hafa ekki haft eins mikil áhrif á efnið.  
VETTVANGSFERÐIR 
Farnar voru margar ferðir í Norðurál og Vélsmiðju Péturs Auðuns til að skoða bogna 
stamma. Engin sérstakur búnaður var notaður annar en mælistokkur.  
HITAMÆLINGAR 
Þegar ákveðið var hvaða ker skildu tekin fyrir var skoðuð hæð skautanna í kerjunum og 
valin ker með sem flestum skautum sem væru orðin vel eydd (búin að vera lengi í kerinu 
eða allt að 29 daga). Þó var seinna kerið með fjórum nýjum skautum í, en það er gott til 
samanburðar.  
Til  að mælingarnar væru sem nákvæmastar var sett saman merkistika eins og sjá má á 
mynd  1.  Þessi  stika  var  notuð  til  að  merkja  upp  stammana  með  20cm  millibili  frá 
tvímálmstenginu og upp.  
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 7 af 32 
 
 
MYND 1 
Reynst getur hættulegt að bera málmstöng upp að skauti þar sem hætta er á að stytta 
leið straumsins frá tengingu skautbrúar að þeim stað sem stöng yrði rekin utan í. Þar af 
leiðandi  var  kosið  að  nota  timbur  kústskaft  og  einangrunarlímband  til  að  komast  hjá 
þessari hættu. Hinsvegar var heitgalvaniseraður 2“ nagli og ál krítarstokkur notaður en 
þar sem lengd þeirra var í lágmarki þá var ekki talin hætta á ferð.  
Til að mæla svo hitann í þessum mælipunktum var fengin að láni frá Vit innrauður 
hitamælir frá Fluke af gerðinni 63 eins og sjá má á mynd 2.  
 
MYND 2 
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 8 af 32 
 
TOGÞOLSPRÓFUN 
Til þess að  gera sér betur grein fyrir þeim kröftum sem  þarf til að beygja (eða rétta) 
stamma  þá  er  nauðsynlegt  að  vita  hvernig  efni  er  í  stammanum.  Framkvæmd  var 
togþolsprófun hjá Iðntæknistofnun Íslands þann 09. Október 2007 í boði Norðuráls þar 
sem þrjú sýni voru tekin í völsunarstefnu úr einum stamma sem fengin var að láni hjá 
Vélsmiðju Péturs Auðuns.  
Mynd 4 sýnir búnaðinn sem notaður var í togþolsprófuninni en hann er frá fyrirtækinu 
MTS og er staðsettur í húsnæði Iðntæknistofnunar Keldnaholti.  
 
MYND 3 
 
   
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 9 af 32 
 
Til ýtarlegri myndrænnar útskýringar á hitamælinga‐ og togþolsferli er mynd 3. 
 
MYND 4 
 
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 10 af 32 
 
NIÐURSTÖÐUR 
Þær  mælingar  á  bognun  stamma  sem  náðust  gáfu  til  kynna  að  útbeygja  virðist  ekki 
verða meiri en 30cm án þess að tvímálmstengið fari að láta á sjá og telst þar með ónýtt.  
Eftir  samtöl  við  fjölmarga  starfsmenn  bæði  kerskála  og  skautsmiðju  Norðuráls  ásamt 
fjölda starfsmanna Stímis kom í ljós að skoðanir manna á ástæðum bognunar stamma 
eru  fjölmargar.  Þá  var  brugðið  á  það  ráð  að  elta  kerþjónustukranana  og  fylgjast  með 
aðgerðum  þeirra.  Hér  fyrir  neðan  gefur  að  líta  þær  ástæður  fyrir  bognun  sem  samtöl 
leyddu í ljós svo og þau sem höfundur varð vitni að í eftirlitsferðum.   
ÁSTÆÐUR BOGNANNA 
• Þegar gaffalsamsetning er tekin upp með þjónustukrananum og verið er að 
flytja hana á sinn stað í kerinu vill það gerast að stjórnandinn rekur skautið 
utan í einhverjar hindranir á leiðinni. Þetta telst sem slys og stammar sem 
bogna á þennan hátt bogna á ýmsan hátt en eru afar sjaldgæfir.  
• Þegar verið er að setja gaffalsamsetninguna ofan í kerið þá kemur stundum 
fyrir  að  ekki  hefur  verið  tekið  nóg  úr  baðefninu  (gert  með  kló  á 
þjónustukrana) og því passar skautið ekki í gatið. Þegar þetta uppgötvast er 
óvanalegt  að  gaffalsamsetningin  sé  sett  niður  og  kló  þjónustukranans 
brugðið  á  baðefnið  á  nýjan  leik.  Það  telst  sem  tímasóun  og  er  í 
undantekningar tilfellum gert. En hér er í raun um þrjú tilfelli að ræða: 
o Baðefnið er of mikið í hliðum gats. Þá er skaut sett ofan í og skakað til 
hliðanna  og  með  því  er  stamminn  beygður.  Á  þennan  hátt  bognar 
hann til hliðanna en ekki fram eða aftur eins og vaninn er. Hinsvegar 
er þetta ekki mjög algeng bognun þar sem stjórnendur krananna læra 
fljótt  hversu  mikið  þeir  þurfa  að  fjarlægja  til  að  koma  nýju  skauti 
fyrir. 
o Baðefnið er of mikið framan og aftan við skaut. Þá er skautið sett ofan 
í  og  er  klemmuarmur  þjónustukranans  (sem  losar  og  herðir  uppá 
skautklemmu og fjarlægir eða kemur henni fyrir) ýtt á stammann til 
að koma honum nær skautbrúnni því hann leggst ekki nægilega vel 
upp  að  henni.  Hér  skiptir  reynsla  stjórnandans  aftur  miklu  máli  og 
reynsla hans kemur í veg fyrir þetta vandamál.   
o Hér  er  um  sama  vandamál  og  hið  fyrrnefnda  en  nú  er  talið  að 
skautklemman  sé  hert  að  þegar  stamminn  er  ekki  alveg  upp  að 
skautbrú og beygir hann þannig. Þetta er misskilningur. Með því að 
fylgjast  með  skautskiptum  í  kerjum  er  það  alveg  ljóst  að 
skautklemman  fer  ekki  á  sinn  stað  nema  að  skaut  liggi  vel  upp  að 
skautbrúnni. Enn og aftur er þetta ekki mjög algeng bognun.  
 
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 11 af 32 
 
• Þegar  verið  er  að  taka  gaffalsamsetninguna  úr  kerinu  ánþess  að  brjóta 
baðefnið  nægilega  og  toga  með  þjónustukrananum  í  stammann  lárétt.  Hér 
kemur megin ástæða bognunar á stömmum og einnig uppspretta ágreinings í 
þeim efnum. Áður hefur verið talið að stammarnir bogni með jöfnum radíus 
út  lengd  stammans  þegar  verið  er  að  fjarlægja  gaffalsamsetninguna  úr 
kerinu. Það er í raun ekki svo. Stamminn er mjög heitur neðst en fer kólnandi 
þegar ofar dregur. Þannig að þegar þjónustukraninn tekur í stamann og togar 
þá  bognar  hann  með  einni  ákveðinni  beygju  þar  sem  vægið  er  mest  og 
varminn  er  mestur.  Til  að  beygja  með  umræddum  radíus  þyrfti 
þjónustukraninn að geta klemmt stammann og beitt vægi efst á stammann 
ásamt því að toga hann út lágrétt.  Hönnun klemmu á  þjónustukrana bíður 
ekki upp á slíkt vægi. Klemman stingur pinnum í gat efst á stammanum en 
klemmir ekki með nægilegu krafti til að mynda vægi efst á stammanum.   
Þrátt  fyrir  að  líklegasta  skýringin  á  bognun  sé  sú  síðast  nefnda  þá  er  talsvert  um  að 
stamma bogni milli 40 – 50cm fyrir ofan tvímálstengið. Hinsvegar er mun auðveldara að 
koma auga á þessa stamma heldur en þá sem eru bognir við tvímálmstengið. Líklegasta 
skýringin  er  að  þeir  séu  að  bogna  þegar  verið  er  að  koma  þeim  í  kerið  og  þá  með 
einhverjum þeim hætti sem talin var upp hér að ofan.   
Einu  vill  höfundur  þó  koma  að.  Vinnureglur  hjá  álvernunum  varðandi  stjórnun 
þjónustukrananna  eru  mjög  skýrar  og  reynsla  mikil  hjá  stjórnendunum.  Allar 
ástæðurnar  nema  sú  seinasta  eru  sjaldgæfar  og  í  raun  myndu  teljast  sem  slys.  Þó  að 
megin þorri stamma bogni þegar verið er að taka þá upp úr kerjunum þá er það ekki 
endilega  stjórnandanum  að  kenna.  Það  er  t.d.  ekki  hægt  að  brjóta  baðefnið  aftan  við 
skautið og það er í raun mjög erfitt að meitla meðfram skauti þannig að það sé alveg 
laust í kerinu.  
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 12 af 32 
 
HITI Í STÖMMUM 
Niðurstöður  mælinganna  má  finna  í  töflum  1  og  2  í  viðauka  A  en  línurit  1  sýnir 
meðaltalshita yfir stamma sem hafa verið lengi í kerjunum ásamt efri og neðri mörkum 
staðalfrávika. 
 
 
LÍNURIT 1 
Um  það  bil  1200mm  frá  tvímálmstenginu  var  tengingin  við  skautbrúnna  og  sést  það 
greinilega  á  línuritinu  þar  sem  hitastigslækkunin  er  nokkuð  línulega  upp  stammann 
þangað til komið er að klemmunni. Þar fyrir ofan er hitastigið nokkuð jafnt út stammann.  
0
50
100
150
200
250
1780 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
Hitastig(°C)
Hæð frá tvímálmstengi (mm)
Meðalhiti stamma þar sem skautin eru mikið eydd
Efri mörk frávika
Meðalhiti
Neðri mörk frávika
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 13 af 32 
 
TOGÞOL STAMMA 
Teknir voru 200mm af stammanum ofan frá (þar sem gatið er) áður en teknir voru aðrir 
200mm sem sýnin voru svo unnin úr.  
Neðsta sýni á Mynd 5 sýnir hvernig sýnin voru undirbúin en það  var gert samkvæmt 
staðli DIN 50125 (Viðauki C). Næstu þrjú sýni þar fyrir ofan sýna hvernig þau líta út eftir 
prófun. 
 
MYND 5 
Á mynd 6 má svo betur sjá hvernig brotin líta út. 
 
MYND 6 
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 14 af 32 
 
Línurit 2 sýnir niðustöður togþolsprófunarinnar en í viðauka C er að finna sitt hvort 
línuritið fyrir hverja mælingu fyrir sig svo og tölulegar niðurstöður mælinganna. 
Línurnar liggja mjög nálægt hvorri annari en brotlengingin virðist talsvert breytileg en 
ástæða þess er að sýnin brotnuðu utan lengdarmælisins og því ekki marktækt.  
 
 
LÍNURIT 2 
NIÐURSTÖÐUR TOGÞOLSPRÓFUNAR 
Meðaltal flotmarka: 50,3 MPa 
Meðaltal togþols: 127 MPa 
Fjaðurstuðull efnis: 44.572 MPa 
Meðaltal brotlenginar: 15,8 % (illmarktækt sökum staðsetningar brota) 
 
   
 
 
Línu
99,5
í  þe
kluk
 
urit  3  (feng
5% hreins á
eim  hita.  Alm
kkustundir. 
gið  að  láni 
ls breytast m
mennt  er  ta
Því fylgjum 
S
úr  bókinni 
miðað við hi
alað  um  að 
við 102h lín
Síða 15 af 3
„Metallugi 
itastig ásam
skaut  séu 
nunni.  
LÍNURIT 3
2 
for  ingeniø
mt áhrifum la
um  29  daga
ører“)  sýnir 
angvarandi 
a  í  kerjunum
Njáll Ande
VT‐7 
hvernig  to
viðveru efn
m  sem  eru 
 
ersen Péturs
Haustönn 2
ogþol 
isins 
696 
sson 
2007 
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 16 af 32 
 
Með því að bera saman meðalhitastigið úr línuriti 1 og togþolið í línuriti 3 ásamt því að 
leiðrétta  fyrir  eiginleika  efnisins  út  frá  togþolsprófuninni  fáum  við  línurit  4.  Það  er 
nálgun  á  togþol  í  efninu  í  stömmunum  miðað  við  hitastigið  í  því  eftir  viðveru  þess  í 
hitanum í 102 klukkustundir. 
 
 
LÍNURIT 4 
Við sjáum að togþol efnisins lækkar umtalsvert eftir því sem neðar dregur. Togþolið 
endar í  u.þ.b. 69% af upphaflegu togþoli efnisins (127 MPa). Línurit 7 í viðauka B sýnir 
togþolið miðað við hæð frá tvímálmstengi en þau gildi eru á sömu stöðum og 
hitastigsmælingarnar. Tafla 3 í viðauka A sýnir mjög ýtarlega meðalhita mældan í 
stömmum ásamt staðalfráviki og tilsvarandi togþoli. 
ÚTREIKNINGAR 
Það vægi sem þarf til þess að beygja stamma á varanlegan hátt má reikna á eftirfarandi 
hátt: 
Gert  er  ráð  fyrir  að  flotmörk  efnisins  breytist  jafnt  á  við  togþol  efnisins  miðað  við 
hitastig. 
Vægi = Flotmörk * Áslægt mótstöðuvægi 
Í  okkar  tilfelli  eru  flotmörkin  breytileg  miðað  við  staðsetningu  á  stammanum.  Þetta 
þýðir  að  vægið  sem  þarf  til  að  valda  varanlegri  formbreytingu  minnkar  eftir  því  sem 
neðar dregur. Þ.e.a.s. vægið sem þarf til að beygja efnið neðst er minni en vægið sem þarf 
til að beygja efnið efst. Áslæga mótstöðuvægið er fasti fyrir efnið. 
Kraftur = Vægi / Lengd 
85
90
95
100
105
110
115
56 56 53 57 73 86 111 138 157 186
Togþol (MPa)
Hitastig (°C)
Togþol m.v. meðalhita í stamma eftir 102 klst
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 17 af 32 
 
Hér sjáum við að krafturinn sem þarf til að mynda ákveðna vægið minnkar línulega eftir 
því sem armurinn lengist.  
Greinilegt  er að ekki er  vægið bara  mest neðst  og að efnið  nær  flotmörkum þar fyrst 
heldur eru flotmörkin minnst neðst sem stuðlar enn frekar að því að stamminn bognar 
neðst. Eins og áður hefur komið fram þá geta þjónustukranarnir ekki beitt vægi á enda 
stammans heldur beita eingöngu krafti sem undirstrikar ofangreindar fullyrðingar. 
Mjög algengt er að sjá stamma bogna u.þ.b. 30cm út að ofan. Við getum reiknað hversu 
ofarlega beygjan nær svona: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Greinilegt er að þrátt fyrir svo mikla niðurbeygju stammans þá nær beygjan ekki nema 
frekar stutt áleiðis upp stammann eða um 8cm eins og sést á útreikningunum hér að 
ofan. Þessir útreikningar miðast við að álið sé við stofuhita og flotmörk þess séu óáreitt 
af langvarandi viðveru í hita kerjana.  
 
 
 
 
 
 
   
Niðurbeygja í enda stamma.
Fjaðurstuðull álsins.
Tregðuvægi álsins.
Áslægt mótstöðuvægi álsins.
Lengd stamma frá tvímálmstengi að neðri brún
auga.
Flotmörk efnisins við stofuhita.
Sá kraftur sem þarf til að beygja enda stamma
út um 30cm.
Hveru ofarlega beygja nær. Þ.e.a.s. hversu
ofarlega á stammanum efnið fer upp í
flotmörk.
δa 0.3m=
E 44572MPa:=
IX1 4.219 10
5−
× m
4
=
WX1 5.625 10
4−
× m
3
=
L1 1.705m=
σy 50.3MPa=
Fa
δa 3⋅ E⋅ IX1⋅
L1
3
:= Fa 341.4kN=
La
σy WX1⋅
Fa
:= La 82.9mm=
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 18 af 32 
 
SAMANTEKT 
Hinar  mestu  bognanir  sem  höfundur  hefur  fundið  án  þess  að  sjá  skemmdir  á 
tvímálmstengi voru u.þ.b. 30cm (efst á stamma). Úttreikningar sýndu að 30cm útbeygja 
á stamma þegar um stofuhita er að ræða veldur beygju sem nær ekki nema 8cm upp 
stammann.  
Einnig  hefur  verið  sýnt  fram  á  að  langvarandi  viðvera  efnisins  í  hita  kerjanna  hefur 
talsverð áhrif á togþol og þar af leiðandi flotmörk efnisins sem enn frekar stuðlar að því 
að stammi bogni frekar neðarlega.   
Þrátt fyrir það þá er eitthvað af stömmum að bogna u.þ.b. 40 – 50cm frá tvímálstenginu. 
Þessi tilfelli eiga rætur sínar líklegast að rekja til mikilla  átaka þegar verið er að setja 
skautið í kerið.  
Flotmörk og togþol efnisins er ekki nægilega nálægt þeim uppgefnu tölum eða línuritum 
fyrir 99,5% hreint ál sem höfundur komst yfir til að fullyrða að efnið sé í raun svo hreint. 
Því  er  gert  ráð  fyrir  að  eiginleikar  efnis  stammana  breytist  í  hlutfalli  við  breytingar 
samkvæmt línuriti 3. 
Erfitt er að segja að hér hafi verið sannað að bróðurpartur þeirra  bognu stamma hafi 
bognað þegar verið var að taka þá úr kerjunum eftir sína 29 daga. Togþol efnisins hefur 
lækkað um ca. 31% frá upphaflegu gildi neðst, þar sem hitinn er mestur, því er óhætt að 
fullyrða að stammarnir séu orðnir viðkvæmari fyrir áreyti þegar komið er að 
skautskiptum.  Sömuleiðis þegar fylgst er með skautskiptum þá er bersýnilega sett mikið 
álag á stammana við þessa athöfn. 
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 19 af 32 
 
   
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 20 af 32 
 
VIÐAUKAR 
Hér gefur að líta hin ýmsu gögn sem tengjast þessari rannsókn. 
VIÐAUKI A – HITI STAMMA: 
Tafla 1 sýnir hitastigið (gefið upp í °C) í stömmum í keri 12, skála A, í uppgefinni fjarlægð 
frá tvímálmstenginu (gefið upp í mm).  Hér má sjá að hæð skauta m.v. skautbrúnna var 
álíka hjá þeim öllum.  
Ker 12 skáli A
mm
nr
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1780 53 56 59 54 55 52 63 60 58 42
1600 58 52 59 49 55 46 62 61 59 50
1400 40 50 52 50 50 50 56 57 53 42
1200 46 58 61 60 53 57 64 59 58 56
1000 60 69 76 74 66 65 81 76 72 60
800 72 72 87 81 78 75 85 90 79 93
600 82 94 102 94 102 103 109 117 100 138
400 115 115 122 122 127 130 142 137 137 167
200 135 140 142 134 152 129 168 158 163 195
0 179 170 165 159 179 178 194 179 182 220
TAFLA 1 (ÞYKKA LÍNAN SÝNIR STAÐSETNINGU SKAUTKLEMMU)  
 
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 21 af 32 
 
Línurit 5 sýnir niðurstöðurnar úr töflu 1.  
 
LÍNURIT 5 
0
50
100
150
200
250
1780 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
Hitastig(°C)
Hæð frá tvímálmstengi (mm)
Hiti stamma í keri 12 skála A
Stammi 1
Stammi 2
Stammi 3
Stammi 4
Stammi 5
Stammi 6
Stammi 7
Stammi 8
Stammi 9
Stammi 10
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 22 af 32 
 
Tafla 2 sýnir hitastigið (gefið upp í °C) í stömmum í keri 23, skála B, í uppgefinni fjarlægð 
frá tvímálmstenginu (gefið upp í mm).  Hér sést hvernig 4 ný skaut sitja ofar í 
skautbrúnni.  
 
Ker 23 Skáli B Ný skaut
mm
nr
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1780 53 52 58 60 56 70 48 45 49 43
1600 50 46 59 63 57 67 46 45 47 43
1400 54 50 51 56 64 72 40 45 40 43
1200 54 54 57 56 54 65 45 50 44 47
1000 68 69 74 82 84 93 52 57 53 49
800 83 82 85 97 103 113 47 55 68 62
600 108 99 124 132 133 139 77 88 75 69
400 139 143 146 153 153 160 86 105 95 90
200 164 152 172 155 165 184 110 129 135 107
0 196 190 193 190 198 210 128 155 170 150
TAFLA 2 (ÞYKKA LÍNAN SÝNIR STAÐSETNINGU SKAUTKLEMMU) 
   
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 23 af 32 
 
Línurit 6 sýnir niðurstöðurnar úr töflu 2.  
 
LÍNURIT 6 
 
Tafla 3 sýnir meðalhita mældan í stömmum ásamt staðalfráviki og tilsvarandi togþoli. 
Miðað við stuttan tíma við hitan Miðað við 102
klst við hitan
Meðaltal Staðalfrávik
Neðri
mörk
Efri
mörk Togþol
Efri
mörk Neðri mörk Togþol
Efri
mörk
Neðri
mörk
°C °C °C °C MPa MPa MPa MPa MPa MPa
56,3 6,0 50,3 62,3 118,8 120,0 107,6 110,2 111,3 109,2
55,8 6,3 49,5 62,1 118,9 120,2 107,7 110,3 111,4 109,2
52,9 7,6 45,4 60,5 119,5 121,0 108,0 110,8 112,1 109,5
57,0 4,5 52,5 61,5 118,7 119,6 107,8 110,1 110,9 109,3
73,1 8,9 64,1 82,0 115,5 117,3 103,7 107,3 108,9 105,8
85,9 11,2 74,7 97,1 113,0 115,2 100,7 105,1 107,0 103,2
111,0 17,4 93,6 128,4 108,0 111,4 94,5 100,8 103,8 97,7
138,0 15,6 122,4 153,6 102,6 105,7 89,5 96,1 98,8 93,4
156,8 18,3 138,4 175,1 98,9 102,5 85,3 92,8 96,0 89,7
186,4 15,9 170,5 202,2 93,0 96,2 79,9 87,7 90,4 84,9
 
TAFLA 3 
0
50
100
150
200
250
1780 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
Hitastig(°C)
Hæð frá tvímálmstengi (mm)
Hiti stamma í keri 23 Skála B
Stammi 1
Stammi 2
Stammi 3
Stammi 4
Stammi 5
Stammi 6
Stammi 7
Stammi 8
Stammi 9
Stammi 10
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 24 af 32 
 
VIÐAUKI B – TOGÞOL STAMMA 
Í línuriti 7 gefur að líta togþol m.v. hæð frá samsetningu en það er bersýnilega alveg eins 
og línurit 3 þar sem hitastigsmælingarnar eru gerðar í sömu punktum og hæðin er gefin 
upp í. 
 
LÍNURIT 7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   
85
90
95
100
105
110
115
1780 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
Togþol (MPa)
Hæð frá samsetningu (mm)
Togþol eftir lengd stamma eftir 102 klst
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 25 af 32 
 
Viðauki C ‐ Staðall DIN 50125 – Undirbúningur sýnis 
 
 
 
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 26 af 32 
 
VIÐAUKI C – NIÐURSTÖÐUR TOGÞOLSPRÓFUNARINNAR 
   
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 27 af 32 
 
 
 
 
   
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 28 af 32 
 
Línurit 8 sýnir togþolsprófun á sýni 1. 
 
 
LÍNURIT 8 
 
   
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 29 af 32 
 
Línurit 9 sýnir togþolsprófun á sýni 2. 
 
 
LÍNURIT 9 
 
   
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 30 af 32 
 
Línurit 10 sýnir togþolsprófun á sýni 3. 
 
 
LÍNURIT 10 
 
   
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 31 af 32 
 
VIÐAUKI D – HEIMILDASKRÁ 
Conrad Vogel, Celia Juhl, Ernst Maahn, Metallugi for ingeniører, 9. Útgáfa, Polyteknisk 
Forlag, Danmörk 2001. 
James M. Gere, Mechanics of Materials, 5. Útgáfa, Brooks/Cole, BNA 2001. 
Dietmar Falk, Peter Krauser, Günther Tiedt, Töflubók  fyrir málm­ og véltækni, 7. Útgáfa, 
Iðnú bókaútgáfa, Reykjavík 2003. 
www.matweb.com 
   
    Njáll Andersen Pétursson 
    VT‐7 Haustönn 2007 
Síða 32 af 32 
 
 

More Related Content

Featured

How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
Albert Qian
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Kurio // The Social Media Age(ncy)
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Search Engine Journal
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
SpeakerHub
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
Tessa Mero
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Lily Ray
 
How to have difficult conversations
How to have difficult conversations How to have difficult conversations
How to have difficult conversations
Rajiv Jayarajah, MAppComm, ACC
 
Introduction to Data Science
Introduction to Data ScienceIntroduction to Data Science
Introduction to Data Science
Christy Abraham Joy
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best Practices
Vit Horky
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project management
MindGenius
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
RachelPearson36
 
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Applitools
 
12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work
GetSmarter
 
ChatGPT webinar slides
ChatGPT webinar slidesChatGPT webinar slides
ChatGPT webinar slides
Alireza Esmikhani
 
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike RoutesMore than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
Project for Public Spaces & National Center for Biking and Walking
 
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
DevGAMM Conference
 
Barbie - Brand Strategy Presentation
Barbie - Brand Strategy PresentationBarbie - Brand Strategy Presentation
Barbie - Brand Strategy Presentation
Erica Santiago
 
Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them well
Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them wellGood Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them well
Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them well
Saba Software
 
Introduction to C Programming Language
Introduction to C Programming LanguageIntroduction to C Programming Language
Introduction to C Programming Language
Simplilearn
 

Featured (20)

How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
 
How to have difficult conversations
How to have difficult conversations How to have difficult conversations
How to have difficult conversations
 
Introduction to Data Science
Introduction to Data ScienceIntroduction to Data Science
Introduction to Data Science
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best Practices
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project management
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
 
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
 
12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work
 
ChatGPT webinar slides
ChatGPT webinar slidesChatGPT webinar slides
ChatGPT webinar slides
 
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike RoutesMore than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
 
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
 
Barbie - Brand Strategy Presentation
Barbie - Brand Strategy PresentationBarbie - Brand Strategy Presentation
Barbie - Brand Strategy Presentation
 
Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them well
Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them wellGood Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them well
Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them well
 
Introduction to C Programming Language
Introduction to C Programming LanguageIntroduction to C Programming Language
Introduction to C Programming Language
 

Bognun stamma

  • 2.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 2 af 32       
  • 3.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 3 af 32    INNIHALD  Skilaboð frá höfundi ..................................................................................................................................... 4  Tilgangur ............................................................................................................................................................ 5  Framkvæmd ...................................................................................................................................................... 6  Vettvangsferðir ............................................................................................................................................. 6  Hitamælingar ................................................................................................................................................. 6  Togþolsprófun ............................................................................................................................................... 8  Niðurstöður ..................................................................................................................................................... 10  Ástæður bognanna .................................................................................................................................... 10  Hiti í stömmum ........................................................................................................................................... 12  Togþol stamma ........................................................................................................................................... 13  Niðurstöður togþolsprófunar .......................................................................................................... 14  Útreikningar ................................................................................................................................................. 16  Samantekt ........................................................................................................................................................ 18  Viðaukar ............................................................................................................................................................ 20  Viðauki A – Hiti stamma:......................................................................................................................... 20  Viðauki B – togþol stamma .................................................................................................................... 24  Viðauki C ‐ Staðall DIN 50125 – Undirbúningur sýnis ............................................................... 25  Viðauki C – Niðurstöður togþolsprófunarinnar ............................................................................ 26  Viðauki D – Heimildaskrá ....................................................................................................................... 31     
  • 4.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 4 af 32    SKILABOРFRÁ HÖFUNDI  Upplýsingarnar í þessu skjali eru settar fram miðað við að lesandi hafi grunn þekkingu á  álframleiðslu ásamt tæknilegum skilningi.   Einnig er lesanda bent á að vinsamlegast ekki fjölfalda né áfram senda þetta skjal eða  neinn hluta af því nema með leyfi höfundar.  
  • 5.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 5 af 32    TILGANGUR  Tilgangur þessarar rannsóknar var að kanna með einhverjum hætti ástæðu bognunar  stamma  á  göfflum  hjá  álframleiðandanum  Norðurál  og  einnig  að  skoða  hvernig  þeir  bogna. Lengi vel hafa tilgátur verið á lofti um að stammar bogni með jöfnum radíus út  alla  lengd  þeirra.  Hinsvegar  telur  höfundur  að  slík  bognun  sé  afar  sjaldgæf  sökum  fyrirkomulags  þjónustukrana  og  að  í  raun  sé  algengara  að  stammar  bogni  með  einni  ákveðinni beygju neðarlega á stammanum. Þar er vægið mest og mikill hiti sem kemur  frá kerinu hefur einnig haft talsverð áhrif á flotmörk álsins í stömmunum.  Myndir  hér  fyrir  neðan  skilgreinir  þau  hugtök  sem  koma  fram  í  skjalinu  varðandi  gaffalsamsetningar. 
  • 6.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 6 af 32    FRAMKVÆMD  Rannsóknin skiptist í þrjá hluta:   • Byrjað  var  á  vettvangsferð  í  kerskála  og  skautsmiðju  Norðuráls  og  stammar  skoðaðir.  Síðan  var  rætt  við  fjölmarga  starfsmenn  á  hvorum  stað  til  að  fá  álit  þeirra  sem  vinna  með  gafflana  á  ástæðum  bognunar  þeirra.  Einnig  var  farið  í  Vélsmiðju  Péturs  Auðuns  og  skoðaðir  stammar  en  hjá  þeirri  vélsmiðju  fara  viðgerðir fram á göfflum Norðuráls. Einnig var rætt við starfsmenn vélsmiðjunar  varðandi viðgerðir þeirra.  • Síðan var rannsakaður hiti í stömmum á meðan þeir voru í kerjunum. Smíðuð  var  merkistika  sem  brugðið  var  á  stamma  gaffalsins  til  að  merkja  með  jöfnu  millibili  mælipunkta.  Hitastigsmælingar  voru  svo  teknar  með  innrauðum  hitamæli í þessum punktum á 20 stömmum.    • Að lokum voru tekin sýni úr stamma og þau togþolsprófuð. Sýnin voru tekin (úr  völsunarstefnu  efnisins)  mjög  ofarlega  úr  stammanum  þar  sem  hiti  og  kraftar  hafa ekki haft eins mikil áhrif á efnið.   VETTVANGSFERÐIR  Farnar voru margar ferðir í Norðurál og Vélsmiðju Péturs Auðuns til að skoða bogna  stamma. Engin sérstakur búnaður var notaður annar en mælistokkur.   HITAMÆLINGAR  Þegar ákveðið var hvaða ker skildu tekin fyrir var skoðuð hæð skautanna í kerjunum og  valin ker með sem flestum skautum sem væru orðin vel eydd (búin að vera lengi í kerinu  eða allt að 29 daga). Þó var seinna kerið með fjórum nýjum skautum í, en það er gott til  samanburðar.   Til  að mælingarnar væru sem nákvæmastar var sett saman merkistika eins og sjá má á  mynd  1.  Þessi  stika  var  notuð  til  að  merkja  upp  stammana  með  20cm  millibili  frá  tvímálmstenginu og upp.  
  • 7.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 7 af 32      MYND 1  Reynst getur hættulegt að bera málmstöng upp að skauti þar sem hætta er á að stytta  leið straumsins frá tengingu skautbrúar að þeim stað sem stöng yrði rekin utan í. Þar af  leiðandi  var  kosið  að  nota  timbur  kústskaft  og  einangrunarlímband  til  að  komast  hjá  þessari hættu. Hinsvegar var heitgalvaniseraður 2“ nagli og ál krítarstokkur notaður en  þar sem lengd þeirra var í lágmarki þá var ekki talin hætta á ferð.   Til að mæla svo hitann í þessum mælipunktum var fengin að láni frá Vit innrauður  hitamælir frá Fluke af gerðinni 63 eins og sjá má á mynd 2.     MYND 2 
  • 8.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 8 af 32    TOGÞOLSPRÓFUN  Til þess að  gera sér betur grein fyrir þeim kröftum sem  þarf til að beygja (eða rétta)  stamma  þá  er  nauðsynlegt  að  vita  hvernig  efni  er  í  stammanum.  Framkvæmd  var  togþolsprófun hjá Iðntæknistofnun Íslands þann 09. Október 2007 í boði Norðuráls þar  sem þrjú sýni voru tekin í völsunarstefnu úr einum stamma sem fengin var að láni hjá  Vélsmiðju Péturs Auðuns.   Mynd 4 sýnir búnaðinn sem notaður var í togþolsprófuninni en hann er frá fyrirtækinu  MTS og er staðsettur í húsnæði Iðntæknistofnunar Keldnaholti.     MYND 3       
  • 9.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 9 af 32    Til ýtarlegri myndrænnar útskýringar á hitamælinga‐ og togþolsferli er mynd 3.    MYND 4   
  • 10.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 10 af 32    NIÐURSTÖÐUR  Þær  mælingar  á  bognun  stamma  sem  náðust  gáfu  til  kynna  að  útbeygja  virðist  ekki  verða meiri en 30cm án þess að tvímálmstengið fari að láta á sjá og telst þar með ónýtt.   Eftir  samtöl  við  fjölmarga  starfsmenn  bæði  kerskála  og  skautsmiðju  Norðuráls  ásamt  fjölda starfsmanna Stímis kom í ljós að skoðanir manna á ástæðum bognunar stamma  eru  fjölmargar.  Þá  var  brugðið  á  það  ráð  að  elta  kerþjónustukranana  og  fylgjast  með  aðgerðum  þeirra.  Hér  fyrir  neðan  gefur  að  líta  þær  ástæður  fyrir  bognun  sem  samtöl  leyddu í ljós svo og þau sem höfundur varð vitni að í eftirlitsferðum.    ÁSTÆÐUR BOGNANNA  • Þegar gaffalsamsetning er tekin upp með þjónustukrananum og verið er að  flytja hana á sinn stað í kerinu vill það gerast að stjórnandinn rekur skautið  utan í einhverjar hindranir á leiðinni. Þetta telst sem slys og stammar sem  bogna á þennan hátt bogna á ýmsan hátt en eru afar sjaldgæfir.   • Þegar verið er að setja gaffalsamsetninguna ofan í kerið þá kemur stundum  fyrir  að  ekki  hefur  verið  tekið  nóg  úr  baðefninu  (gert  með  kló  á  þjónustukrana) og því passar skautið ekki í gatið. Þegar þetta uppgötvast er  óvanalegt  að  gaffalsamsetningin  sé  sett  niður  og  kló  þjónustukranans  brugðið  á  baðefnið  á  nýjan  leik.  Það  telst  sem  tímasóun  og  er  í  undantekningar tilfellum gert. En hér er í raun um þrjú tilfelli að ræða:  o Baðefnið er of mikið í hliðum gats. Þá er skaut sett ofan í og skakað til  hliðanna  og  með  því  er  stamminn  beygður.  Á  þennan  hátt  bognar  hann til hliðanna en ekki fram eða aftur eins og vaninn er. Hinsvegar  er þetta ekki mjög algeng bognun þar sem stjórnendur krananna læra  fljótt  hversu  mikið  þeir  þurfa  að  fjarlægja  til  að  koma  nýju  skauti  fyrir.  o Baðefnið er of mikið framan og aftan við skaut. Þá er skautið sett ofan  í  og  er  klemmuarmur  þjónustukranans  (sem  losar  og  herðir  uppá  skautklemmu og fjarlægir eða kemur henni fyrir) ýtt á stammann til  að koma honum nær skautbrúnni því hann leggst ekki nægilega vel  upp  að  henni.  Hér  skiptir  reynsla  stjórnandans  aftur  miklu  máli  og  reynsla hans kemur í veg fyrir þetta vandamál.    o Hér  er  um  sama  vandamál  og  hið  fyrrnefnda  en  nú  er  talið  að  skautklemman  sé  hert  að  þegar  stamminn  er  ekki  alveg  upp  að  skautbrú og beygir hann þannig. Þetta er misskilningur. Með því að  fylgjast  með  skautskiptum  í  kerjum  er  það  alveg  ljóst  að  skautklemman  fer  ekki  á  sinn  stað  nema  að  skaut  liggi  vel  upp  að  skautbrúnni. Enn og aftur er þetta ekki mjög algeng bognun.    
  • 11.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 11 af 32    • Þegar  verið  er  að  taka  gaffalsamsetninguna  úr  kerinu  ánþess  að  brjóta  baðefnið  nægilega  og  toga  með  þjónustukrananum  í  stammann  lárétt.  Hér  kemur megin ástæða bognunar á stömmum og einnig uppspretta ágreinings í  þeim efnum. Áður hefur verið talið að stammarnir bogni með jöfnum radíus  út  lengd  stammans  þegar  verið  er  að  fjarlægja  gaffalsamsetninguna  úr  kerinu. Það er í raun ekki svo. Stamminn er mjög heitur neðst en fer kólnandi  þegar ofar dregur. Þannig að þegar þjónustukraninn tekur í stamann og togar  þá  bognar  hann  með  einni  ákveðinni  beygju  þar  sem  vægið  er  mest  og  varminn  er  mestur.  Til  að  beygja  með  umræddum  radíus  þyrfti  þjónustukraninn að geta klemmt stammann og beitt vægi efst á stammann  ásamt því að toga hann út lágrétt.  Hönnun klemmu á  þjónustukrana bíður  ekki upp á slíkt vægi. Klemman stingur pinnum í gat efst á stammanum en  klemmir ekki með nægilegu krafti til að mynda vægi efst á stammanum.    Þrátt  fyrir  að  líklegasta  skýringin  á  bognun  sé  sú  síðast  nefnda  þá  er  talsvert  um  að  stamma bogni milli 40 – 50cm fyrir ofan tvímálstengið. Hinsvegar er mun auðveldara að  koma auga á þessa stamma heldur en þá sem eru bognir við tvímálmstengið. Líklegasta  skýringin  er  að  þeir  séu  að  bogna  þegar  verið  er  að  koma  þeim  í  kerið  og  þá  með  einhverjum þeim hætti sem talin var upp hér að ofan.    Einu  vill  höfundur  þó  koma  að.  Vinnureglur  hjá  álvernunum  varðandi  stjórnun  þjónustukrananna  eru  mjög  skýrar  og  reynsla  mikil  hjá  stjórnendunum.  Allar  ástæðurnar  nema  sú  seinasta  eru  sjaldgæfar  og  í  raun  myndu  teljast  sem  slys.  Þó  að  megin þorri stamma bogni þegar verið er að taka þá upp úr kerjunum þá er það ekki  endilega  stjórnandanum  að  kenna.  Það  er  t.d.  ekki  hægt  að  brjóta  baðefnið  aftan  við  skautið og það er í raun mjög erfitt að meitla meðfram skauti þannig að það sé alveg  laust í kerinu.  
  • 12.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 12 af 32    HITI Í STÖMMUM  Niðurstöður  mælinganna  má  finna  í  töflum  1  og  2  í  viðauka  A  en  línurit  1  sýnir  meðaltalshita yfir stamma sem hafa verið lengi í kerjunum ásamt efri og neðri mörkum  staðalfrávika.      LÍNURIT 1  Um  það  bil  1200mm  frá  tvímálmstenginu  var  tengingin  við  skautbrúnna  og  sést  það  greinilega  á  línuritinu  þar  sem  hitastigslækkunin  er  nokkuð  línulega  upp  stammann  þangað til komið er að klemmunni. Þar fyrir ofan er hitastigið nokkuð jafnt út stammann.   0 50 100 150 200 250 1780 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Hitastig(°C) Hæð frá tvímálmstengi (mm) Meðalhiti stamma þar sem skautin eru mikið eydd Efri mörk frávika Meðalhiti Neðri mörk frávika
  • 13.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 13 af 32    TOGÞOL STAMMA  Teknir voru 200mm af stammanum ofan frá (þar sem gatið er) áður en teknir voru aðrir  200mm sem sýnin voru svo unnin úr.   Neðsta sýni á Mynd 5 sýnir hvernig sýnin voru undirbúin en það  var gert samkvæmt  staðli DIN 50125 (Viðauki C). Næstu þrjú sýni þar fyrir ofan sýna hvernig þau líta út eftir  prófun.    MYND 5  Á mynd 6 má svo betur sjá hvernig brotin líta út.    MYND 6 
  • 14.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 14 af 32    Línurit 2 sýnir niðustöður togþolsprófunarinnar en í viðauka C er að finna sitt hvort  línuritið fyrir hverja mælingu fyrir sig svo og tölulegar niðurstöður mælinganna.  Línurnar liggja mjög nálægt hvorri annari en brotlengingin virðist talsvert breytileg en  ástæða þess er að sýnin brotnuðu utan lengdarmælisins og því ekki marktækt.       LÍNURIT 2  NIÐURSTÖÐUR TOGÞOLSPRÓFUNAR  Meðaltal flotmarka: 50,3 MPa  Meðaltal togþols: 127 MPa  Fjaðurstuðull efnis: 44.572 MPa  Meðaltal brotlenginar: 15,8 % (illmarktækt sökum staðsetningar brota)       
  • 15.     Línu 99,5 í  þe kluk   urit  3  (feng 5% hreins á eim  hita.  Alm kkustundir.  gið  að  láni  ls breytast m mennt  er  ta Því fylgjum  S úr  bókinni  miðað við hi alað  um  að  við 102h lín Síða 15 af 3 „Metallugi  itastig ásam skaut  séu  nunni.   LÍNURIT 3 2  for  ingeniø mt áhrifum la um  29  daga ører“)  sýnir  angvarandi  a  í  kerjunum Njáll Ande VT‐7  hvernig  to viðveru efn m  sem  eru    ersen Péturs Haustönn 2 ogþol  isins  696  sson  2007 
  • 16.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 16 af 32    Með því að bera saman meðalhitastigið úr línuriti 1 og togþolið í línuriti 3 ásamt því að  leiðrétta  fyrir  eiginleika  efnisins  út  frá  togþolsprófuninni  fáum  við  línurit  4.  Það  er  nálgun  á  togþol  í  efninu  í  stömmunum  miðað  við  hitastigið  í  því  eftir  viðveru  þess  í  hitanum í 102 klukkustundir.      LÍNURIT 4  Við sjáum að togþol efnisins lækkar umtalsvert eftir því sem neðar dregur. Togþolið  endar í  u.þ.b. 69% af upphaflegu togþoli efnisins (127 MPa). Línurit 7 í viðauka B sýnir  togþolið miðað við hæð frá tvímálmstengi en þau gildi eru á sömu stöðum og  hitastigsmælingarnar. Tafla 3 í viðauka A sýnir mjög ýtarlega meðalhita mældan í  stömmum ásamt staðalfráviki og tilsvarandi togþoli.  ÚTREIKNINGAR  Það vægi sem þarf til þess að beygja stamma á varanlegan hátt má reikna á eftirfarandi  hátt:  Gert  er  ráð  fyrir  að  flotmörk  efnisins  breytist  jafnt  á  við  togþol  efnisins  miðað  við  hitastig.  Vægi = Flotmörk * Áslægt mótstöðuvægi  Í  okkar  tilfelli  eru  flotmörkin  breytileg  miðað  við  staðsetningu  á  stammanum.  Þetta  þýðir  að  vægið  sem  þarf  til  að  valda  varanlegri  formbreytingu  minnkar  eftir  því  sem  neðar dregur. Þ.e.a.s. vægið sem þarf til að beygja efnið neðst er minni en vægið sem þarf  til að beygja efnið efst. Áslæga mótstöðuvægið er fasti fyrir efnið.  Kraftur = Vægi / Lengd  85 90 95 100 105 110 115 56 56 53 57 73 86 111 138 157 186 Togþol (MPa) Hitastig (°C) Togþol m.v. meðalhita í stamma eftir 102 klst
  • 17.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 17 af 32    Hér sjáum við að krafturinn sem þarf til að mynda ákveðna vægið minnkar línulega eftir  því sem armurinn lengist.   Greinilegt  er að ekki er  vægið bara  mest neðst  og að efnið  nær  flotmörkum þar fyrst  heldur eru flotmörkin minnst neðst sem stuðlar enn frekar að því að stamminn bognar  neðst. Eins og áður hefur komið fram þá geta þjónustukranarnir ekki beitt vægi á enda  stammans heldur beita eingöngu krafti sem undirstrikar ofangreindar fullyrðingar.  Mjög algengt er að sjá stamma bogna u.þ.b. 30cm út að ofan. Við getum reiknað hversu  ofarlega beygjan nær svona:                  Greinilegt er að þrátt fyrir svo mikla niðurbeygju stammans þá nær beygjan ekki nema  frekar stutt áleiðis upp stammann eða um 8cm eins og sést á útreikningunum hér að  ofan. Þessir útreikningar miðast við að álið sé við stofuhita og flotmörk þess séu óáreitt  af langvarandi viðveru í hita kerjana.                   Niðurbeygja í enda stamma. Fjaðurstuðull álsins. Tregðuvægi álsins. Áslægt mótstöðuvægi álsins. Lengd stamma frá tvímálmstengi að neðri brún auga. Flotmörk efnisins við stofuhita. Sá kraftur sem þarf til að beygja enda stamma út um 30cm. Hveru ofarlega beygja nær. Þ.e.a.s. hversu ofarlega á stammanum efnið fer upp í flotmörk. δa 0.3m= E 44572MPa:= IX1 4.219 10 5− × m 4 = WX1 5.625 10 4− × m 3 = L1 1.705m= σy 50.3MPa= Fa δa 3⋅ E⋅ IX1⋅ L1 3 := Fa 341.4kN= La σy WX1⋅ Fa := La 82.9mm=
  • 18.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 18 af 32    SAMANTEKT  Hinar  mestu  bognanir  sem  höfundur  hefur  fundið  án  þess  að  sjá  skemmdir  á  tvímálmstengi voru u.þ.b. 30cm (efst á stamma). Úttreikningar sýndu að 30cm útbeygja  á stamma þegar um stofuhita er að ræða veldur beygju sem nær ekki nema 8cm upp  stammann.   Einnig  hefur  verið  sýnt  fram  á  að  langvarandi  viðvera  efnisins  í  hita  kerjanna  hefur  talsverð áhrif á togþol og þar af leiðandi flotmörk efnisins sem enn frekar stuðlar að því  að stammi bogni frekar neðarlega.    Þrátt fyrir það þá er eitthvað af stömmum að bogna u.þ.b. 40 – 50cm frá tvímálstenginu.  Þessi tilfelli eiga rætur sínar líklegast að rekja til mikilla  átaka þegar verið er að setja  skautið í kerið.   Flotmörk og togþol efnisins er ekki nægilega nálægt þeim uppgefnu tölum eða línuritum  fyrir 99,5% hreint ál sem höfundur komst yfir til að fullyrða að efnið sé í raun svo hreint.  Því  er  gert  ráð  fyrir  að  eiginleikar  efnis  stammana  breytist  í  hlutfalli  við  breytingar  samkvæmt línuriti 3.  Erfitt er að segja að hér hafi verið sannað að bróðurpartur þeirra  bognu stamma hafi  bognað þegar verið var að taka þá úr kerjunum eftir sína 29 daga. Togþol efnisins hefur  lækkað um ca. 31% frá upphaflegu gildi neðst, þar sem hitinn er mestur, því er óhætt að  fullyrða að stammarnir séu orðnir viðkvæmari fyrir áreyti þegar komið er að  skautskiptum.  Sömuleiðis þegar fylgst er með skautskiptum þá er bersýnilega sett mikið  álag á stammana við þessa athöfn. 
  • 19.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 19 af 32       
  • 20.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 20 af 32    VIÐAUKAR  Hér gefur að líta hin ýmsu gögn sem tengjast þessari rannsókn.  VIÐAUKI A – HITI STAMMA:  Tafla 1 sýnir hitastigið (gefið upp í °C) í stömmum í keri 12, skála A, í uppgefinni fjarlægð  frá tvímálmstenginu (gefið upp í mm).  Hér má sjá að hæð skauta m.v. skautbrúnna var  álíka hjá þeim öllum.   Ker 12 skáli A mm nr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1780 53 56 59 54 55 52 63 60 58 42 1600 58 52 59 49 55 46 62 61 59 50 1400 40 50 52 50 50 50 56 57 53 42 1200 46 58 61 60 53 57 64 59 58 56 1000 60 69 76 74 66 65 81 76 72 60 800 72 72 87 81 78 75 85 90 79 93 600 82 94 102 94 102 103 109 117 100 138 400 115 115 122 122 127 130 142 137 137 167 200 135 140 142 134 152 129 168 158 163 195 0 179 170 165 159 179 178 194 179 182 220 TAFLA 1 (ÞYKKA LÍNAN SÝNIR STAÐSETNINGU SKAUTKLEMMU)    
  • 21.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 21 af 32    Línurit 5 sýnir niðurstöðurnar úr töflu 1.     LÍNURIT 5  0 50 100 150 200 250 1780 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Hitastig(°C) Hæð frá tvímálmstengi (mm) Hiti stamma í keri 12 skála A Stammi 1 Stammi 2 Stammi 3 Stammi 4 Stammi 5 Stammi 6 Stammi 7 Stammi 8 Stammi 9 Stammi 10
  • 22.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 22 af 32    Tafla 2 sýnir hitastigið (gefið upp í °C) í stömmum í keri 23, skála B, í uppgefinni fjarlægð  frá tvímálmstenginu (gefið upp í mm).  Hér sést hvernig 4 ný skaut sitja ofar í  skautbrúnni.     Ker 23 Skáli B Ný skaut mm nr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1780 53 52 58 60 56 70 48 45 49 43 1600 50 46 59 63 57 67 46 45 47 43 1400 54 50 51 56 64 72 40 45 40 43 1200 54 54 57 56 54 65 45 50 44 47 1000 68 69 74 82 84 93 52 57 53 49 800 83 82 85 97 103 113 47 55 68 62 600 108 99 124 132 133 139 77 88 75 69 400 139 143 146 153 153 160 86 105 95 90 200 164 152 172 155 165 184 110 129 135 107 0 196 190 193 190 198 210 128 155 170 150 TAFLA 2 (ÞYKKA LÍNAN SÝNIR STAÐSETNINGU SKAUTKLEMMU)     
  • 23.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 23 af 32    Línurit 6 sýnir niðurstöðurnar úr töflu 2.     LÍNURIT 6    Tafla 3 sýnir meðalhita mældan í stömmum ásamt staðalfráviki og tilsvarandi togþoli.  Miðað við stuttan tíma við hitan Miðað við 102 klst við hitan Meðaltal Staðalfrávik Neðri mörk Efri mörk Togþol Efri mörk Neðri mörk Togþol Efri mörk Neðri mörk °C °C °C °C MPa MPa MPa MPa MPa MPa 56,3 6,0 50,3 62,3 118,8 120,0 107,6 110,2 111,3 109,2 55,8 6,3 49,5 62,1 118,9 120,2 107,7 110,3 111,4 109,2 52,9 7,6 45,4 60,5 119,5 121,0 108,0 110,8 112,1 109,5 57,0 4,5 52,5 61,5 118,7 119,6 107,8 110,1 110,9 109,3 73,1 8,9 64,1 82,0 115,5 117,3 103,7 107,3 108,9 105,8 85,9 11,2 74,7 97,1 113,0 115,2 100,7 105,1 107,0 103,2 111,0 17,4 93,6 128,4 108,0 111,4 94,5 100,8 103,8 97,7 138,0 15,6 122,4 153,6 102,6 105,7 89,5 96,1 98,8 93,4 156,8 18,3 138,4 175,1 98,9 102,5 85,3 92,8 96,0 89,7 186,4 15,9 170,5 202,2 93,0 96,2 79,9 87,7 90,4 84,9   TAFLA 3  0 50 100 150 200 250 1780 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Hitastig(°C) Hæð frá tvímálmstengi (mm) Hiti stamma í keri 23 Skála B Stammi 1 Stammi 2 Stammi 3 Stammi 4 Stammi 5 Stammi 6 Stammi 7 Stammi 8 Stammi 9 Stammi 10
  • 24.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 24 af 32    VIÐAUKI B – TOGÞOL STAMMA  Í línuriti 7 gefur að líta togþol m.v. hæð frá samsetningu en það er bersýnilega alveg eins  og línurit 3 þar sem hitastigsmælingarnar eru gerðar í sömu punktum og hæðin er gefin  upp í.    LÍNURIT 7                            85 90 95 100 105 110 115 1780 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Togþol (MPa) Hæð frá samsetningu (mm) Togþol eftir lengd stamma eftir 102 klst
  • 25.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 25 af 32    Viðauki C ‐ Staðall DIN 50125 – Undirbúningur sýnis       
  • 26.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 26 af 32    VIÐAUKI C – NIÐURSTÖÐUR TOGÞOLSPRÓFUNARINNAR     
  • 27.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 27 af 32             
  • 28.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 28 af 32    Línurit 8 sýnir togþolsprófun á sýni 1.      LÍNURIT 8       
  • 29.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 29 af 32    Línurit 9 sýnir togþolsprófun á sýni 2.      LÍNURIT 9       
  • 30.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 30 af 32    Línurit 10 sýnir togþolsprófun á sýni 3.      LÍNURIT 10       
  • 31.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 31 af 32    VIÐAUKI D – HEIMILDASKRÁ  Conrad Vogel, Celia Juhl, Ernst Maahn, Metallugi for ingeniører, 9. Útgáfa, Polyteknisk  Forlag, Danmörk 2001.  James M. Gere, Mechanics of Materials, 5. Útgáfa, Brooks/Cole, BNA 2001.  Dietmar Falk, Peter Krauser, Günther Tiedt, Töflubók  fyrir málm­ og véltækni, 7. Útgáfa,  Iðnú bókaútgáfa, Reykjavík 2003.  www.matweb.com     
  • 32.     Njáll Andersen Pétursson      VT‐7 Haustönn 2007  Síða 32 af 32