§ 92. Способы устранения трещин

При появлении трещин в деталях машин, конструкциях корпуса или судового оборудования необходимо прежде всего установить причины их возникновения. Причина возникновения трещины и особенности конструкции определяют характер и технологию ремонта: заварка,

удаление пораженного металла, восстановление конструкции при помощи сварки, замена части конструкции в районе появления трещины, установка подкрепления, изменение конструкции детали. Причинами появления трещин могут быть концентраторы напряжений, дефекты сварных швов, проката, литья, остаточные напряжения а результате несовершенной технологии изготовления, нарушение формы конструкции, неудачный выбор материала, вибрации и другие нагружения, вызывающие переменные напряжении

Установить причину трещинообразовяния в каждом случае пути физических исследований в условиях судоремонта, как правило, сложно

11ри отсутствии явных признаков при­чины пояиления дефектов устананли- вают на основании опыта, повторяе­мости дефекта в аналогичных усло­виях,. логического анализа.

Ремонт при наличии трещин мож­но осуществлять сваркой, применени­ем специальных стяжек, постановкой накладок и гужеиов. Применяют также для заделки трещин эпоксидные составы, клен Эффективность этих способу ft различна, м тог или иной способ выбирают в конкретном случае - с. учетом высказанных соображений.

0}	!	£
1,	1 ь
			,
г.	1.	f	I-
	1 J-	ч-

Ю /?

Но с

Рис. SI7. За дм ка гщ-щни о дншпевий обшивке

Наиболее эффективным, радикальным способом является ликвидация трещин при помощи сварки. Заваривают трещины: в корпусе судна, деталях судовых устройств, трубопроводах, котлах, фундаментпых рамах, блоках - цилиндров, цилиндрах, втулках, поршнях, коленчатых валах ЛВС, корпусах, и диафрагмах турбины, гребных валах и винтах н других литых и кованых деталях.

Иногда детали и конструкции с трещинами не ремонтируют, а заменяют. Например, заменяют пальцы поршне», крейцкопфы, штоки л шатуны ДВС, диски турбин, звенья якорных цепей и другие детали. Это обусловлено в первую очередь условия и работы этих деталей, погруженностью их при эксплуатации. При ремонте же сваркой из-за остаточных напряжении может снизиться надежность деталей.

В отдельных случаях ремонт может оказаться экономически нецелесо­образным по сравнению с изготовлением новой детали. Заменяют части конструкций в районе расположения трещин обычно в том случае, если трещины появились в стальных листах и наборе корпуса судна, теплообмек- ных аппаратах, трубчатых конструкциях вследствие усталостного разруше­ния. При этом возможна и заварка трещин с установкой каких-либо подкреплений, улучшающих конструкцию.

При ремонте, связанном с ликвидацией трещин, подкрепления также следует предусматривать в местах низкой виброусгойчивости. При повторя­емости трещин подкрепление выполняют по специально разработанному про­екту

На рис. 117 а. в качестве примера показана замена участка

2. днищевой обшивки и переборки при наличии трещины /.

Иногда характер ремонта при налички грешш определяется иными соображениями. Например, на рис. 117, б показан временный ремонт обшивки, в которой имелась трещинз /. Временный ремонт заключался в за­варке трещины и постановке на нее накладного листа 3.

Участок обшивки в районе трещины в данном случае следовало бы заменить. Временный характер ремонта был обусловлен желанием сократить простой танкера из-за необходимости дегазации танка при замене ечастка обшивки в районе повреждения

На характер ремонта и выбор способа устранения трещин оказывает большое влияние материал детали или конструкции, так как стали, чугуиы. квотные металлы можно сваривать различными способами.

Общие указания по заварке трещин. Устранение трещины при по­мощи сварки включает в себя следующие общие этапы: установление протяженности и глубины трещины, подготовка под сварку, заварка трещин.

Применяют следующие приемы установления протяженности трещин: чн сальный осмотр при помощи лупы, проба керосином и маслом, травление, снятие контрольной стружки. В последнем случае узким зубилом вдоль тре­щины снимают тонкую стружку таким образом, чтобы трещина располага­лась посреди инструмента. Раздвоение отделяемой стружки свидетель­ствует о наличии трещины. Прекращение раздваивания стружки и отде­ление одинарной стружки свидетельствуют о конце трешины.

Определив концы трещины, их засверливают сверлом диаметром ti—8 мм ни меткам, ранее нанесенным керном на глубину, превышающую глубину (ллсгания трещины на 2—3 мм. При сквозных трещинах засверливают насквозь. Распространение трещины по глубине можно проверить сверле­нием отверстия диаметром до 20 мм. Трещины удаляют очень тщательно «о 1лине и глубине. Размеры вырубленного участка должны превышать длину ||>ещииы на 4—5 мм в каждую сторону.

При удалении трещин и подг отовке под сварку необходимо обеспечить: юлное удаление трещины, минимальио возможное сечение сварочной |>лиавки, закругленную форму основании канавки и ровную поверхность <ч> кромок. В процессе удаления трещины необходимо вести дефектоско­пический контроль

Выбирая способ заварки трещин, необходимо учитывать, что в силу специфических условий ликвидации трещин, выражающихся в ограниченных размерах сварочной канавки, сложности ее формы и расположения на детали, заварку трещин, как правило, выполняют ручным и иногда полуавтоматическим способом в среде защитных газов.

Как способ сварки, так и техника заварки оказывают значительное нлиииие на качество ремонта.

Сложность заварки трещин состоит в том, что выполнять сварку часто ириходится в массивных деталях (валах, баллерах, гребных винтах, рамах, станинах и т. п.) в условиях жесткого закрепления, либо в жестком контуре. Это затрудняет свободу деформации остывающего металла шва, вызывая остаточные усадочные напряжения.

Для предотвращения этого применяют ряд мер. Например, при заварке трещин в листовых конструкциях в жестком контуре концы сварочной канавки подогревают. При заварке трещин в массовых деталях проколачи­вают каждый валик наплавленного металла инструментом с закругленной ударной частью при температуре 120—158° С. Применяют местный нагрев . «арочной кананки. обеспечивающий некоторое раскрытие ее перед заваркой. Тогда при охлаждении облегчается усадка наплавленного металла.

Очень важно применять электроды, обеспечивающие высокую технологи­ческую прочность наплавленного металла, т. е способность хорошо пере­носить явления несвободной усадки при остывании без образования трещим.

При заварке сквозных трещин необходимо их подвариьзть с противо­положной стороны, предварительно подрубив корень шва. Рекомендуется трещины длиной до 200 мм заваривать напроход, длиной до 400 мм- ог

Рис. 118. Эпюра напряжений в заварен­ной грет икс

середины к концам, более 400 мм — участками длиной до 204 мм обратносту- иенчагым способом от середины к концам {при заварке трещин в листах в жестком контуре — от концов к середине).

В процессе заварки трещин необходимо тщательно очищать каждый ва­лик от шлака и брызг металла и проколачивать. Для предотвращения возникновения и снятия опасных усадочных напряжении осуществляют предварительный подогрев или термообработку.

Зиеарка трещин в замкнутом контуре. Сложность заварки трещин, расположенные в замкнутом контуре, состоит в том, что он препятствует свободному сокращению шва после заварки трещины и вследствие этого возникают напряжения в шве и околошовной зоне.

На рис. 118, а показана сквозная трещина - аб в листе, заваренная без применения каких-либо специальных приемов, на рис. 118, б— эпюры возникающих при этом продольных / и поперечных 2 напряжений. Как видно из эпюр, шов и около шовная зона испытывают двухосное напряженно растяжения от продольного и поперечного сокращения шва после с парки

В поперечном направлении наибольшие растягивающие напряжения у концов шва, а к середине они несколько понижаются. Сжимающие напря­жения в поперечном направлении, будучи также небольшими у концов шва, постепенно убывают по мере удаления от них. В продольном направлении растягивающие напряжения охватывают шов и некоторую часть около­шовной зоны, а в основном металле возникают постепенно затухающие реактивные сжимающие напряжения.

Наличие напряжений снижает механические качества шва. Металл шва становится хрупким и возможно разрушение при ударе к даже в процессе сварки.

Технологический процесс заварки трещины в замкнутом контуре предусматривает ослабление реактивного действия окружающего трещину холодного металла путем расширения трещины перед сваркой для создания вокруг нее реактивных напряжений обратного знака.