Файл: Бронский, А. И. Основы выбора конструкций корпуса судна.pdf

основе четкого анализа количественно измеряемых

закономер ­

ностей.

Одно из главных направлений технического прогресса в корпу-

состроении — сохранение и повышение надежности

корпусных кон­

струкций. Н а д е ж н о с т ь корпуса непосредственно связана

с техноло­

гией и организацией производства. В теоретических

исследованиях

рых не

учитывается р я д

дополнительных

факторов,

связанных

с технологией

выполнения

работ,

особенностями производства на

разных

этапах

постройки

корпуса

(наличие

остаточных

сварочных

вать не

только требования П р а в и л классификационных

обществ,

которые,

как принято считать,

гарантируют надежность

корпусов,

но и технологию производства,

а т а к ж е особенности постройки и

ремонта.

ного появления

микродефектов не

совпадают с

зонами

макрокон­

центрации напряжений .

Причины появления опасной концентрации напряжений можно

условно

разделить на

к о н с т р у к т и в н ы е ,

связанные

с

оформле ­

нием корпуса

(вырезы

в деталях,

соединения деталей

обшивки и

набора,

нарушение непрерывности

связей и

т. п.), и т е х н о л о г и ­

ч е с к и е ,

вызванные особенностями

выполнения

операций

изготов­

ления деталей,

сборки

и сварки узлов, секций и

корпуса

в целом.

Л ю б о й технологический процесс

изготовления

деталей

приводит

тами, особенно

при

ручной

резке. Эти

дефекты

очень

опасны

в

районе

выхода

на

кромку

стыкового

сварного

шва.

Поэтому

в

П р а в и л а х классификационных обществ

(в частности, в П р а в и л а х

Регистра

С С С Р )

предусмотрена зачистка и скругление

кромок

детали по

р а з м е р а м и

конфигурации несколько отличаются

от но­

минальных, заданных в проекте. Все неточности делятся на

общие

(габаритные размеры,

профиль гнутой или штампованной

детали)

и местные

(отклонение

от теоретических размеров и формы в от­

детали, что особенно существенно в случае обработки

кромок под

с в а р к у ) .

Отклонения

размеров и конфигурации деталей от номиналь­

ных, а т а к ж е

дефекты кромок приводят при сборке

конструкции

узлов и секций. Помимо этого появляются

еще и неточности

при

выполнении сборочных операций

(разметке,

установке,

прижатии,

фиксации деталей, производстве

различных

замеров и

д р . ) . В

ре­

ному

снижению предельной и усталостной прочности конструкций

(см.

§ 3 ) .

стройки

судов. Оно позволило резко

сократить трудоемкость работ,

особенно

т я ж е л ы х ручных, и существенно ускорило

сроки по­

стройки

судов. Однако необходимо

учитывать, что

применение

никновения и способы выявления

по данным работы

[9] приведены

в табл . 10.

Сравнение

усталостной

долговечности

образцов

основного

ме­

т а л л а и сварных

образцов,

выполненных из углеродистых и низко­

легированных

сталей, показывает,

что

предел усталости сварных

образцов при

одинаковом

числе циклов

нагружения

уменьшается

примерно на 20% за счет

структурной

и

механической

неоднород­

ности материала

в районе

шва и

зоны

термического

влияния

[8].

проваров, трещин в металле

шва снижение

усталостной прочности

сварных швов может быть еще значительнее

(на

50—60% и более

[13], [96]). Экспериментально

установлено т а к ж е ,

что усталостная

тически

полном отсутствии дефектов шва уменьшается на 30—

40% по

сравнению с усталостной прочностью

образцов основного

металла

за счет геометрической концентрации

напряжений в зоне

случаев зачистка поверхностей

стыковых

швов

нецелесообразна,

тем

более, что т а к а я

операция

трудоемка

и выполняется в основ­

ном

пневматическим

инструментом, применять

который

в - целях

улучшения условий труда следует лишь

в исключительных

слу­

чаях.

Неточности и дефекты изготовления, сборки и сварки

конструк­

ций

далеко не всегда

являются

признаком

брака . Часто

они

нахо-

Таблица 10

Особенности

и дефекты сварных

соединений

Х а р а к т е р особенностей

Причины

возникновения

Способы

выявления

и дефектов

Сварные

конструкции

Остаточные

сварочные

Неравномерность тер­

Внешний

осмотр

напряжения

и деформа­

мического

воздействия

с применением

изме­

ции

процесса

сварки

на

рительного

инстру­

разные элементы и ча­

мента

сти конструкции

Сварные

соединения

Различия

в

структуре,

Неравномерность тер­

Металлографические

химическом

составе

и ме­

мического

воздействия

исследования;

испыта­

ханических

характери­

в зоне сварки

ния

на

растяжение,

стиках

основного

метал­

изгиб,

ударную

вяз­

ла, металла шва и около­

кость,

усталостную

шовной

зоны

прочность

и

т.

д.;

коррозионные

испыта­

ния;

определение

хи­

мического

состава

Неравномерность

физи­

Случайные изменения

То

же

ко-механических п хими­

параметров

процесса

ческих

характеристик

сварки

соединения

Дефекты

структуры

Ошибки

при

выборе

Внешний

осмотр,

шва

(неметаллические

режима

сварки;

нали­

просвечивание,

уль­

шлаковые включения,

га­

чие

загрязнений кро­

тразвуковая дефекто­

зовые

поры,

трещины

и

мок; влажность кромок,

скопия,

металлогра­

прочие нарушения сплош­

электродов,

флюса;

фические

исследова­

ности

и

однородности

неправильный

выбор

ния

шва)

сварочных

материалов

Дефекты геометрии шва

Ошибки

при

выборе

Внешний

осмотр,

(отклонение

катета шва

режима

сварки,

пре­

металлографические

от проектного, концевые

рывистость

процесса

исследования

кратеры и непровары)

(сварка прерывистых и

точечных

швов,

смена

электродов,

выполне­

ние

замеров и т.

п.)