Технологии, основанные на методе создания конструктивного барьера
Локализация трещин постановкой плоских металлических накладок
Данную технологию применяют для локализации коротких трещин (от 11 до 20 мм) и отдельных средних трещин (от 21 до 50 мм), для которых отсутствует возможность выполнить засверливание устья трещины.
Физическая сущность технологии: индукционный нагрев зоны пайки с центром в устье трещины создает зону сжимающих напряжений на пути развития трещины, препятствующих ее дальнейшему развитию. Накладки усиления снижают уровень напряжений в элементе и создают конструктивный барьер, препятствующий дальнейшему распространению трещины.
Оборудование: высокочастотная установка индукционного нагрева (мощностью не мене 60 кВт), выносной плоский трех витковый индуктор с водоохлаждаемым кабелем – магнитопроводом, магнитная площадка-держатель, пирометр для контроля температуры нагрева, дизельная электростанция мощностью не менее 27 КВт, оснастка для фиксации накладок усиления.
Подготовка поверхности. Поверхность металла следует очистить механическим способом от краски, коррозии и загрязнений не менее чем на 200_мм (по радиусу) во все стороны от устья трещины.
Обезжиривание. Поверхность металла перед пайкой необходимо обезжирить: растительные жиры удаляют щелочными растворами (кальцинированной содой), минеральные масла удаляют органическими растворителями, а окалину, окислы и коррозию – травлением. В качестве органических растворителей применяют бензин, керосин, ацетон, дихлорэтан, трихлорэтан и другие углеводороды. При наличии повреждений поверхности коррозией, не удаляющихся при помощи механической очистки и обезжиривания, выполняют химическую очистку травлением. Травление стали осуществляют 10%-м раствором соляной кислоты путем непосредственного нанесения раствора (стеклянной палочкой) на металл в зоне пайки с выдержкой в пределах 5 – 7 минут. Затем место травления обильно промывают водой и нейтрализуют остаточную кислоту 1 – 2% раствором кальцинированной соды, с последующей обильной промывкой и сушкой горячим воздухом.
Материалы.
Накладки усиления – круглые металлические пластины, диаметром 50_мм, толщиной 4 мм, Ст.3сп по ГОСТ 380-2005. «Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки».
Припои и флюсы применяются в соответствии с рекомендациями пункта 6.14.
Сборка соединения под пайку.
Сборку осуществляют путем фиксации (прижатия) накладки усиления к стенке балки. Зазор меду накладкой усиления и стенкой должен быть 0,05 – 0,15_мм.
Дополнительно по периметру накладки наносят слой флюса ПВ-209 (перед нанесением порошок флюса разводят дистиллированной водой) и устанавливают кольцо из припоя ПСр-45 (проволока Ǿ 2 мм). Нанесение флюса выполняют плоской металлической палочкой.
Следует применять паяльную пасту на основе припоя ПСр-45.
Схема соединения показана на рисунке 9.1. Контроль величины зазора выполняют специальными калиброванными щупами. Прижатие накладок осуществляют при помощи специальной оснастки.
Технология выполнения работ. Луч лазерного пирометра (для контроля температуры) наводят на металл стенки рядом с накладкой. Скорость нагрева должна быть 70 – 80˚С в секунду. Температура нагрева стенки 750 ‑ 800˚С, накладки усиления 800 – 850˚С. Равномерного нагрева достигают путем плавного перемещения индуктора по периметру накладки. Выдержка при заданной температуре 40 – 60 секунд. После расплавления припоя, накладку дополнительно прижимают с усилием 15 – 20 кгс.
Режим охлаждения. При температуре выше +20˚С охлаждение осуществляют естественным путем на воздухе. При температуре ниже +20˚С или при ветреной погоде с целью предотвращения быстрого охлаждения, место пайки закрывают теплоизолирующим материалом (асбестовой тканью или др.). Внимание: пропуск обращающихся нагрузок разрешают после охлаждения зоны пайки до 100˚С, скорость пропуска поездов не ограничена.
Очистка металла. Очистку поверхности металла от потеков флюса осуществляют путем промывки горячей водой (50 – 60˚С) с одновременной механической очисткой металлической щеткой. Все потеки тщательно убирают, поверхность сушат продувкой сжатым воздухом.
Рисунок 9.1. Схема усиления плоскими накладками