Pokudin_-_Tekhnologia_sudoremonta_-_2007

КВ. Объясняется это тем, что нагретый до нескольких соген градусов КВ проседает на подплавленных опорах и прогибается вниз. Если не предпринять необходимых мер, то при остывании произойдет термофиксация изгиба и он уже не исчезнет даже при полном остывании. Рамовые шейки приобретают биение, вновь устанавливаемые вкладыши будут форсированно повреждаться, а сам КВ может со временем разрушиться. Поэтому если двигатель останавливают из-за нагрева его подшипников, необходимо немедленно приступить к проворачиванию КВ и прокачке масла, пока температуры не снизятся, а уже затем приступить к осмотрам подшипников, что и предусмотрено в соответствующих разделах ПТЭ дизелей. В связи со сложностью правки КВ при остаточном изгибе их часто бракуют.

1.10.Повреждения под действием низких температур

Убольшинства конструкционных металлов по мере снижения температуры происходит плавное снижение вязко-пластических свойств, а на определенном рубеже температуры происходит скачкообразное их падение, как показано на примере изменения ударной вязкости Ку на рисунке 1.26.

Температуру, соответствующую этому падению, называют Порогом Холодовой

хрупкости (ПХХ). Каквидим у углеродистой стали он находится около нулевой температуры иотодвинуть его в зонуотрицательных температур можно за счет легирования, что и осуществляется для материалов судов ледового плавания

(09Г2, 10ХСНД и др.). Такие металлы как А1, Си, Ti практически не имеют ПХХ, что позволяет их использовать в холодильных установках, авиации, космических

аппаратах.

41

Для трубопроводов из углеродистой стали особую опасность представляет их размораживание. При снижении температуры в область отрицательных значений диаметр труб уменьшается, а объем замерзающей воды наоборот увеличивается. Два этих встречных процесса ведут к росту разрывных напряжений в стенках труб и к их разрыву, т.к. охрупченный металл не способен к пластическим деформациям. Поэтому в зимних условиях эксплуатации и ремонта судов соответствующие водяные системы должны быть надежно осушены. Трубы из красной меди, алюминия можно не осушать.

Существование ПХХ так же следует учитывать при проведении ремонтных работ, связанных с ударами, гибкой, сваркой в холодных условиях.

С учетом этого Регистр разрешает проводить сварку при любой температуре воздуха при условии, что сварочные материалы имеют положительный результат испытаний при -25°С. В иных случаях при проведении сварки требуется подогрев кромок до +20°С полосой 75 мм по обе стороны от шва для сталей, указанных в табл.1.3.

Сварка трубопроводов из низколегированных сталей в системах, работающих при t > 350°С возможна только при положительных температурах.

Аналогичные условия необходимо соблюдать при производстве гибочных или правильных работ даже в небольших объемах.

42

1.11. Повреждения от коррозии

Ввиду огромных масс металлов, используемых в судовых конструкциях, коррозия является главным видом повреждений корпуса, трубопроводов, теплообменных аппаратов, судовых устройств с большими объемами ремонта по их устранению. Поэтому на всех стадиях жизненного цикла судна — проектировании, постройке, ремонте, эксплуатации — используется целый комплекс мер по защите от неё. Выбор наиболее эффективных средств зависит от вида коррозии, характерного для конкретного элемента конструкции или механизма. Наиболее часто на судах встречаются следующие виды коррозии.

Электрохимическая коррозия (ЭХК). Этот вид коррозии возникает в токопроводящих средах (электролитах), к которым относятся водяные растворы солей, в том числе и морская вода. Прохождение тока происходит между участками детали или конструкции с разными уровнями потенциалов относительно водорода. Образуется электрическая цепь, в которой изнашиваемым элементом является анод (+), с которого окисляемые продукты растворяясь уходят в электролит, а защищенным элементом оказывается катод (-). Скорость коррозии зависит от разности потенциалов, солености воды, наличия силовых напряжений, стойкости металла к окислению (прочности его окислов). Разность потенциалов возникает при химической и структурной неоднородности даже в пределах одного элемента, но особенно высока при соседстве разнородных метаплов.

Наиболее уязвимыми местами корпуса судна являются: носовая оконечность и пояс переменной ватерлинии, сварные швы, оголенные от краски участки, прилегающие к гребным винтам и донно-забортной арматуре зоны.

Скорость коррозии здесь достигает 0,2-0,4 мм в год, а при язвенном характере доходит до 1-3 мм в год.

Внутри корпуса судна потенциально уязвимыми являются застойные зоны у переборок, льяла, поперечные кницы у палуб, выгородки санитарных помещений. Не менее уязвимыми являются трубопроводы судовых систем забортной воды.

44

4. Катодная защита корпуса судна, когда в автономной электричес цепи корпус является катодом, а в качестве анодов используют электроды из титана, покрытого платиной. Разность потенциалов поддерживается автоматически для обеспечения защитного эффекта и исключения ускоренного износа электродов (при повышении солености воды).

В некоторых элементах конструкций встречаются и особые виды ЭХК.

Щелевая коррозия, возникающая в узких зазорах соединения деталей, где попадающая вода испаряется с увеличением концентрации солей. Наиболее часто она проявляется в резьбовых и вальцовочных соединениях, подвесках труб.

В резьбовых соединениях коррозия сильно затрудняет отдачу гаек из-за высокого коэффициента трения и распирающего характера окислов, объем которых в 12 раз превышает объем 'самого металла. Для защиты резьб используют консервационные смазки, особые гайки, имеющие вставки из пластика, создающего уплотнение.

В подвесках труб следует использовать защитные грунты, уплотняющие прокладки, не впитывающие влагу. (Отсутствие грунтов на стыках деталей корпуса автомобиля приводит к тому, что уже через 2-3 года через эмаль проступает коррозия).

Межкристаллитная (щелочная) коррозия тоже образуется в узких зазорах посадок с натягом. Встречается в зазорах вальцовочных соединений трубок котла с коллекторами. Упаривание воды ведет к повышению концентрации NaOH, провоцирующего ЭХК по границам зерен напряженного элемента. Даже при сравнительно небольшой глубине проникновения этот вид коррозии снижает прочность тонких стенок труб и вызывает появление трещин.

Препятствует этому виду повреждения качественная (плотная) вальцовка.

Ографичивание серого чугуна. Имеющиеся в структуре пластинки графита в местах выхода на поверхность впитывают воду и способствуют ЭХК внутри чугуна. Являясь катодами, они вызывают распираюшщую коррозии железа и способствуют продвижению воды вглубь от поверхности.

45

В результате происходит разрушение структуры на отдельные блоки как раз по зонам залегания графита (рис.1.28). Прочность чугуна падает, а поверхностные

слои во влажном состоянии легко снимаются ручными инструментами, причем снимаемая масса имеет прет графита. Создается такое впечатление, что откудато увеличилось его содержание в чугуне. На самом деле его не стало больше - просто он выходит на поверхность в местах разрушения связей. Ографичивание встречается в чугунных корпусах насосов, корпусах клапанов судовых систем.

У латуней наблюдается обесцинкование, а у бронз обезалюминивание с образованием пористой структуры и значительным снижением прочности. Такие зоны легко обнаружить по красноватому оттенку находящейся на поверхности меди. Причиной этого явления чаще всего является неоднородность химического состава, образовавшаяся при литье, или проведении ремонта с применением сварки и наплавки.

Коррозионное растрескивание. Оно представляет собою хрупкое разрушение металлов при совместном действии растягивающих напряжений и коррозионной среды. В таких условиях увеличивается скорость коррозии с ее распространением по ослабленным, но активным зонам - границам зерен, вызывая разрушение их связей. С нарастанием процесса трещины начинают проходить и через сами зерна. В результате образуются макротрещины и разрушение деталей. Наиболее часто такое разрушение наступает в деталях, имеющих высокий уровень остаточных напряжений растяжения:

46

•в зонах наклепа, особенно после гибки, правки;

•после выполнения сварки, особенно при нарушениях технологии, низкой квалификации исполнителей;

•после проведения местной термообработки, неравномерного нагрева при разборках и посадках в соединениях с натягом.

Коррозионное растрескивание предупреждается следующими способами:

-при проведении правки, сварочных работ стремятся к минимальным остаточным напряжениям за счет выбора рациональной технологии выполнения работ. Опасны прижоги, набрызгивание металла;

-исключением большого перепада температур в соседних зонах при проведении нагревов. Для латуней уже при перепаде в 80°С термические напряжения могут достигать пределов текучести и обусловить появление растягивающих напряжений при охлаждении. В связи с этим нагрев ступиц гребных винтов концентрированными источниками (газовыми горелками) не допускается;

-проведением термической обработки (общей или местной) для снятия остаточных напряжений.

Несоблюдение указанных условий может привести к тому, что детали будут разрушаться в морской воде даже без нагрузки.

Ванадиевая коррозия. Она характерна для клапанов ДВС при наличии ванадия в топливе. При ее возникновении скорость износа уплотнительных поверхностей газовыпускных клапанов становится катастрофической. Механизм разрушения имеет следующую природу.

На поверхности сталей присутствуют окисные пленки, защищающие их от дальнейшего окисления. Температуры плавления этих защитных пленок сопоставимы с температурой оплавления самого металла. Проходящие потоки выпускных газов при нормальной работе клапанной пары имеют температуры значительно более низкие и не способны разрушать окисные защитные пленки. При наличии в потоках газов соединений ванадия V2O5 происходит их

47

взаимодействие с окислами железа с образованием легкоплавких эвтектик, переходящих в жидкое состояние при температуре около 700°С. В таких условиях окисные пленки удаляются и коррозия незащищенных поверхностей резко прогрессирует.

Помимо наличия ванадия в топливе инициирующим фактором является также некачественное сгорание топлива, повышающее температуру уходящих газов.

1.12. Повреждения от подвижек

Термином «подвижка» (ПД) обозначают микроперемещения на контактных поверхностях (стыках) неподвижных соединений. Они носят колебательный характер относительно фиксированного положения. Следствием перемещений является износ контактных поверхностей, а провоцируются они переменным циклическим нагружением, вибрацией. Признаками начала подвижки являются трещины краски в зоне стыка, выделение в разъеме темнокоричневой или черной металлической пыли (говорят «стык дышит»). Наиболее часто ПД встречается в подшипниковых узлах, опорах двигателей на фундаменты, стыках цилиндровых блоков с остовом, фланцевых соединениях валопроводов. Неизбежный в этих случаях износ стыков приводит к изменению напряжений, появлению дополнительных деформаций.

ПД вкладышей в головках шатунов, рамовых постелях влечет ослабление натяга в их посадке и повышает вероятность проворачивания с нарушением подачи смазки. Обнаруживается по следам сдвига на спинках вкладышей.

ПД в опорах на фундамент приводит к частым ослаблениям креплений фундаментных болтов и даже их обрывам, в нарастании изгиба КВ (его раскепов) до опасных значений из-за деформации фундаментной рамы.

ПД стыков блока с остовом вызывает повышение вибрации, появление трещин, поломок распределительных валов. Так на двигателях Брянского машиностроительного завода в 70-х годах было зафиксировано по этой причине 18 случаев поломок распределительных валов.

смятыми.

2.Четкое соблюдение указаний по затягу резьбовых крепежных элементов и регулярный контроль за их состоянием в эксплуатации. Ослабление креплений не только усиливает ПД и износ, но и повышает вероятность обрыва болтов. (Так на двигателе MAN 8KZ70/120 т/х «Академик Рыкачев» были оборваны 7 фундаментных болтов одновременно).

3.Если износы достигают такого уровня, что при отдаче болтов и анкерных связей обнаруживаются зазоры на стыках, то необходимо произвести компенсацию износов прокладками или полимерными составами для предотвращения обрывов креплений и для устранения неизбежных деформаций от затяга гаек. Практика проведения таких компенсаций подтвердила их высокую эффективность.

1.13.Обрывы болтов и связей

Болты и связи проектируются с рабочими напряжениями на уровне 0,25- 0,8 от предела текучести и поэтому случаи их разрыва от перегрузок с достижением предела прочности крайне редки. Подтверждением перегрузки является образование шейки утонения в зоне разрыва как показано на рис. 1.13. В основном приходится сталкиваться с хрупким разрушением (рис. 14) при напряжениях ниже ат с характерным видом места разрыва (рис. 1.9). Такое возможно только при усталостном разрушении, которое может быть вызвано целым рядом причин.

невозможно, зато его хорошо можно наблюдать после контрольной затяжки, или на оборванном болте, по наличию неравномерного блестящего следа на опорной поверхности головки (рис.1.31). Причинами перекосов обычно бывают