Главная


Оcновы сварки судовых конструкций




Листать книгу
Листать
Страницы: 1 ... 20 ... 60 ... 100 ... 140 ... 180 ... 220 ... 260 ... 279
259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279


скачать книгу Оcновы сварки судовых конструкций




Прочность при переменных нагрузках зависит, главным образом, от числа циклов нагружения, амплитуды изменения напряжений, формы и размеров испытуемых образцов, их материала, состояния поверхнос­ти, вида нагружения (изгиб, кручение), свойств среды, в которой про­изводятся испытания (воздух, вода и т. п.).
...
На рис. 20.11, а показана диаграмма прочности металла в зависи­мости от числа циклов нагружения Лг. Максимальное напряжение, при котором материал не разрушается при достаточно большом числе цик­лов нагружения, называется пределом выносливости или усталости. При испытаниях стальных образцов предел выносливости определяют при базовом числе циклов (2-106...107). Если образец испытывают при мень­шем числе нагружений, то значение разрушающих напряжений назы­вают пределом ограниченной выносливости. На рис. 20.11, б изображе­на диаграмма прочности металла в зависимости от числа циклов нагружения, построенная в полулогарифмических координатах. Число циклов в логарифмическом масштабе отложено по оси абсцисс, а зна­чение разрушающих напряжений - по оси ординат. Опытами подтвер­ждено, что зависимость о = /(Л^) при построении в этих координатах может быть изображена двумя отрезками прямой (см. рис. 20.11, б)
...
Предел выносливости зависит в значительной степени от харак­теристики цикла. Цикл - совокупность всех значений напряжений за время одного периода нагружения.
...
По этому отношению для заданного цикла /'определяют tga. Точка Р определяет значение предела выносливости при заданном цикле нагру-жения.
...
Отношение предела выносливости и предела текучести при испы­таниях стандартных гладких образцов из низкоуглеродистых сталей на
...
розия возникает при контакте металлов с электропроводящей жидко­стью - электролитом (кислотами, щелочами, водными растворами; агрес­сивной средой является и морская вода).
...
Как правило, коррозионные процессы являются электрохими­ческими, именно по этому механизму корродируют основной металл и сварные соединения судов. Электрохимическая коррозия - сложный процесс, сопровождаемый развитием окислительно-восстановительных ионных реакций на поверхностях соприкосновения металла с электро­литом. Развитие этих реакций обусловливает появление электрических токов. Здесь уместна аналогия с гальваническим элементом, представ­ляющим собой систему из двух разнородных электрических проводни­ков (электродов), погруженных в электролит. Гальванический элемент преобразует химическую энергию в электрическую.
...
Следует заметить, что любая поверхность металла с вкраплениями при­месей представляет собой совокупность электродов, замкнутых между со­бой через основной металл. Локальные токи и коррозия не возникают, пока металл остается сухим. При погружении металла в воду или водные раство­ры локальные электроды начинают функционировать, что сопровождается превращением металла в продукты коррозии.
...
2. Термогальванический элемент - система двух одинаковых элек­тродов, но имеющих разную температуру, контактирующих с электролитом одинакового состава. Эти элементы возникают в теплообменниках, паровых котлах, погруженных нагревателях и аналогичном оборудовании.
...
Для любого гальванического элемента процесс коррозии харак­теризуется двумя процессами - анодным и катодным. Начальный по­тенциал анода - отрицательный, катода - положительный.
...
Реакция (20.17) - это реакция окисления в химическом смысле. Кор­розия металлов протекает именно на аноде: в электролит поступают по­ложительно заряженные гидратированные ионы металла.
...
Рис. 20.19. Схема коррозионного процесса корпуса судна в морской воде (стрелками показано направление движения ионов и электронов): / - металл корпуса:
...
С этой целью для ручной электродуговой сварки наружных слоев (швов, проходов) обшивки корпуса, а также для подварки прокорроди-ровавших швов корпуса (при ремонтных работах) из сталей ВСтЗсп, 09Г2, 10ХСНД, 12Г2СНД и др. следует рекомендовать электроды ма­рок Э-138/45Н и Э-138/50Н. Они обеспечивают следующий состав на­плавленного металла: С <0,11%, Б* = (0,15...0,35)%, Мп = (0,35...0,65)%, № = (0,7...1,1)%-
...
При механизированной сварке аналогичных сталей под флюсами ОСЦ-45, АН-348А и подобных им необходимый уровень электродного потенциала металла шва достигается применением сварочной прово­локи марки Св-08ГН.
...
Процесс сварки сопровождается развитием в металле сварных соеди­нений необратимых объемных изменений, в результате которых в конст­рукциях возникают остаточные деформации и напряжения. Являясь соб­ственными напряжениями, т. е. уравновешенными в любых сечениях сварной конструкции, они имеют специфический уровень и распределе­ние (см. подразд. 17.2).
...
На основании многочисленных экспериментальных и теоретиче­ских исследований сложились следующие представления о распреде­лении остаточных продольных напряжений о( в стыковых однопроход­ных соединениях, выполненных электродуговой сваркой. В перлитных и аустенитных сталях, а также в титановых сплавах, структурные пре­вращения в которых либо вовсе не происходят, либо завершаются при высоких температурах, когда металл находится в разупрочненном со­стоянии, характер распределения остаточных напряжений одинаков. Максимальные растягивающие напряжения действуют в шве и около­шовных зонах: в низкоуглеродистых и аустенитных сталях аг
...
Структурные превращения, происходящие в металлах при темпе­ратурах значительно меньших, чем температура разупрочнения металла, когда ал* 0, оказывают влияние на величину и распределение продоль­ных остаточных напряжений о . Чем ниже температура структурных пре­вращений (появление неравновесных мартенситоподобных структур), тем меньше в зоне превращений растягивающие напряжения о у. При низких температурах превращений (ниже 300 °С) возникают сжимаю­щие напряжения . На рис. 20.23, а показано типичное распределение на­пряжений в среднелегированной стали (высокопрочные стали). Вне зоны сжимающих напряжений действуют растягивающие напряжения (пики напряжений), по величине равные (0,6...0,9)о . В легированных ста­лях, сваренных аустенитным присадочным металлом (рис. 20.23, б), в шве напряжения ох растягивающие и равные о. аустенита, в околошовных зо­нах в пределах зон, где произошли структурные превращения, а г сжима­ющие. По краям зоны пластических деформаций напряжения ог растя­гивающие, равные по величине (0,6...0,9)а основного металла.
...
жения. Вопрос о влиянии только остаточных сварочных напряжений на прочность и долговечность сварных соединений и конструкций не всегда однозначен, так как процесс сварки сопровождается не только возникновением остаточных напряжений, но и возможным существен­ным изменением структуры и свойств металла в сварном соединении, кроме того, сам шов, как правило, является концентратором напряже­ний. Оценить влияние всех факторов в совокупности на прочность и работоспособность сварных соединений и конструкций можно толь­ко в результате экспериментальных исследований. Однако некоторые моменты о влиянии остаточных сварочных напряжений на работо­способность конструкций достаточно изучены и подтверждены экс­периментами.
...
Влияние остаточных сварочных напряжений на прочность сварных соединений при статическом нагружении
...
ными as (точка В зоне ]ъ напряжения при нагружении будут воз­растать быстрее (по линии оь-Л
...
Эпюра продольных напряжений в результате взаимодействия (сум­мирования) остаточных сварочных напряжений и напряжений от внеш­него нагружения представлена на рис. 20.24, г.
...
При снятии внешнего нагружения весь образец, включая зону /4, будет разгружаться упруго. Поэтому процесс снятия напряжений бу­дет характеризоваться линиями оА'-оА"
...
Как следует из диаграммы, процесс приложения внешнего на­гружения, вызвавший пластические деформации растяжения в зоне (А, после снятия нагружения приводит к уменьшению остаточных напря­жений до величин ол" в зоне ]А и об" в зоне /й. На рис. 20.24, б, в показано изменение деформаций и напряжений в зонах /4 и /б для рассматривае­мого случая, а на рис. 20.24, д - эпюра продольных напряжений после снятия нагружения.
...
Для полного снятия напряжений величина пластической дефор­мации растяжения в активной зоне составляет для малоуглеродистых и низколегированных сталей 0,12...0,15%, что соответствует деформа­ции о\. Это примерно на порядок меньше пластических деформаций удлинения, возникающих в результате сварочного нагрева при охлаж­дении (схГ*« 1% ). Запас же пластичности при линейном напряженном состоянии у низколегированных сталей не менее 20%. Следовательно, как процесс сварки, так и последующее нагружение внешней нагрузкой приводят к незначительному уменьшению пластичности металла в рай­оне сварного соединения. Поэтому остаточные сварочные напряжения практически не оказывают влияния на прочность сварных соединений при статическом нагружении, если металл сохраняет способность к пла­стическому деформированию.
...
Однако, как указывалось в подразд. 20.3, способность к пласти­ческому деформированию металла снижается при работе в условиях низких температур и объемного напряженного состояния, вызываемо­го концентраторами напряжений. В этих условиях возникает опасность хрупкого разрушения, и роль сварочных напряжений может быть весь­ма значительной.
...
Следует подчеркнуть роль остаточных сварочных напряжений в кон­струкциях, не подвергаемых значительным статическим нагружениям в процессе эксплуатации:
...
зоне сварных соединений, то значительная часть энергии сосре­доточена там. Начавшееся по каким-либо причинам разрушение в дальнейшем поддерживается энергией остаточных напряжений. Трещина может распространяться на значительную длину, сде­лав невозможным последующий ремонт сварной конструкции. Энергия остаточных напряжений усиливает динамику процесса разрушения, увеличивает скорость движения трещин и способ­ствует переходу от вязкого разрушения к хрупкому.
...
Положительное влияние сжимающих напряжений на работо­способность сварных соединений и конструкций при переменном на­гружении подтверждается опытом эксплуатации реальных конструк­ций: сжимающие напряжения повышают, а растягивающие напряжения понижают усталостную прочность.
...
Влияние сварочных напряжений на прочность сварных соединений при переменном нагружении
...
облучения вызывает ожоги глаз и кожи, оно подобно интен­сивному солнечному освещению. Реальной опасностью является облучение рентгеновскими лучами при работе на электронно-лучевых установках с ускоряющим напря­жением более 20 кВ и лучом лазера (даже отраженные лазерные лучи могут вызывать тяжелые ожоги и необратимое поражение глаз).
...
Для предотвращения поражения глаз при дуговой сварке открытой дугой необходимо применение специальных защитных стекол в свароч­ных щитках и шлемах, применение защитных переносных щитков и штор, работа в специальных кабинах.
...
3. Отравление вредными газами и аэрозолями, выделяющимися при сварке. Для обеспечения этих норм в сварочном производстве предусмотрен целый ряд мер. К ним относятся установка обще­обменной вентиляции в цехе по принятым нормам, наличие на стационарных рабочих местах местных отсосов, применение ин­дивидуальных средств защиты при работе в закрытых помеще­ниях. Последние в настоящее время находят все большее при­менение (подача свежего воздуха под маску-шлем и т. д.). Специально сконструированные с применением современных материалов индивидуальные средства защиты могут надежно оградить сварщика от вредных паров и аэрозолей. При большом объеме сварочных работ в закрытых помещениях (от­секах) и применении в качестве защитных газов углекислоты (пли ар­гона), учитывая, что эти газы тяжелее воздуха и могут скапливаться на полу помещения, постепенно поднимаясь, вытеснять воздух из поме­щения, шланг местного отсоса следует располагать обязательно в ниж­ней точке помещения, в котором производятся сварочные работы.
...
При использовании баллонов со сжатыми газами недопустимо хра­нить вместе с кислородом баллоны с горючими газами, устанавливать их вблизи нагревательных приборов; следует хранить баллоны в верти-
...
Все рассмотренные способы сварки при своем использовании тре­буют соблюдения комплекса правил техники безопасности и охраны труда, которые должны отражаться в соответствующей технической документации и строго соблюдаться при проведении сварочных работ.
...
1. Поражение электрическим током при прикосновении к токо-ведущим частям электрической цепи. При сварке плавлением используются источники тока с напряжением холостого хода £/хх = 45...80 В при постоянном токе, 1гхх = 55...75 В при пере­менном токе, [/хх = 180...200 В при плазменной резке. Электрическое поражение человека возникает при прохождении через организм тока силой более 0,05 А.
...
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ СВАРОЧНЫХ РАБОТ
...
кальном положении, избегать резких толчков при транспортировке. При замерзании влаги в редукторах баллонов с СО, отогревать газ только с применением специального электроподогревателя; категорически зап­рещается отогревать любые баллоны со сжатыми газами открытым пла­менем, что чревато неизбежным взрывом баллона.
...
Емкости, ранее заполненные горючими веществами, должны быть тщательно очищены от их остатков (трехкратная промывка 10%-ным раствором щелочей) с последующей продувкой сжатым воздухом.
...
Следует тщательно изучить и неукоснительно соблюдать соответ­ствующие инструкции по технике безопасности, имеющиеся на каждом предприятии.
...




Азотирование и карбонитрирование
Оcновы сварки судовых конструкций
Материаловедение
Російсько-український словник зварювальної термінології. Українсько-російський словник зварювальної термінології.
Металловедение для сварщиков (сварка сталей)