Changes in Structural Steel Microstructures Following Heating and Cooling Episodes in Fires
Journal Title: Safety & Fire Technology - Year 2017, Vol 48, Issue 48
Abstract
Aim: The aim of this article is to provide a brief review of the basic hazards which might affect the potential re-use of bearing members made of structural steel following exposure to heating and cooling episodes in a fire. These hazards generally involve thermally induced and permanent changes observed in the microstructure of the steel after the fire is extinguished, usually not seen during a standard post-fire inventory aimed at assessing the technical condition of the building. Methods: The article’s structure guides the reader through the successive potential forms of changes in the microstructure of structural steel, initiated by a monotonic increase in the temperature of the material, and followed by its more or less rapid cooling. The article first discusses the effects of ferrite-grain growth, then proceeds to a description of the effects of a partial pearlite-to-austenite transformation, and finally addresses the threats created by the initiation of a bainitic and/or martensitic transformation during the cooling phase. In this context, it discusses the consequences of potential surface decarburisation and the results of the possible occurrences of graphitisation and/or spheroidisation of cementite grains. Results: It has been shown that the time-varying and uncontrolled impact on structural steel of a high fire temperature is likely to lead to the occurrence of unfavourable structural changes in this material, which usually result in a dramatic decrease in the effective ductility, coupled with a marked increase in hardness. In structural members re-used after a fire, such a set of features inevitably implies the high vulnerability of this type of steel to brittle fracture, and, consequently, carries a significant risk of the sudden and unexpected destruction of the components made of it. Conclusions: The standard post-fire inventory of member deformations in the steel-bearing structure, supplemented only by the experimental verification of such steel-strength parameters, is not sufficient to reasonably conclude that these members are suitable for re-use under load. Such an assessment must be extended at least by a detailed study of the microstructure of the material under consideration, made a posteriori, and also by tests which allow the verification of its post-fire hardness and impact strength.
Authors and Affiliations
Mariusz Maślak, Grzegorz Żwirski
Keywords
Related Articles
- EP ID EP265239
- DOI 10.12845/bitp.48.4.2017.2
- Views 114
- Downloads 0
Improvement of the Standard Technique for Determination of the Sprinkler Response Time
Objective: The most important standard indicator which is determined during the sprinkler testing is the time of their reaction. This parameter is used to determine thermal sensitivity of the sprinkler triggering element...
Jakie są granice kwalifikowanej pierwszej pomocy?
Cel: Obowiązujące zasady dotyczące udzielania pomocy poszkodowanym skłoniły autorów artykułu do postawienia tezy o konieczności rozszerzenia zakresu czynności ratowniczych wykonywanych przez ratowników, a więc osoby, któ...
Wpływ typu dyszy rozpylającej na skuteczność absorpcji obłoku amoniaku powstałego w wyniku awarii przemysłowej
Wstęp: W przypadku awarii przemysłowej amoniak ze względu na swoje właściwości oraz stopień wykorzystania stwarza poważne zagrożenie dla życia i zdrowia ludzi. Badania prowadzone w kraju i za granicą wskazują, że absorpc...
Zabezpieczenie przeciwpożarowe budynku instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych - studium przypadku
Cel: Celem artykułu jest przedstawienie cech charakterystycznych budynków zawierających instalacje termicznego przekształcania odpadów komunalnych w obszarze ochrony przeciwpożarowej oraz indywidualnych roz...
Koncepcja rozwiązań technicznych systemu powietrznego wykrywania skażeń wykorzystującego statki bezzałogowe
Cel: Celem artykułu jest przedstawienie koncepcji rozwiązań technicznych systemu rozpoznawania skażeń wykorzystujących platformy bezpilotowe. Wprowadzenie: Obecnie rozpoznawaniem skażeń w strefie skażenia najczęściej z...