Витражные изделия в технике "Тиффани" являются прекрасным украшением квартиры. Можно ли их сделать самому? Да, конечно! узнать подробности >>
Камин - украшение загородного дома, печь-каменка - основа русской бани. Можно ли их построить самому? Что для этого нужно? Читаем! узнать подробности >>
Хотите превратить свой дачный участок в неповторимый уголок отдыха? Тогда воспользуйтесь нашими советами! узнать подробности >>
Если вам знакомо такое понятие, как стяжка, то вы наверняка разбираетесь и в том, что такое сухая бетонная смесь, ибо эти два понятия традиционно идут в одной строительной упряжке. Не будем замалчивать о недостатках... прочитать полностью >>
Неправильно рассчитанная нами стратегия поиска радиатора отопления может привести только к одному: разочарованию. Радиатор в итоге будет выбран далеко не тот, что нам требуется, и он не преминет доказать нам не раз на практике то, что мы – довольно никчемные теоретики. прочитать полностью >>
Малярные кисти могут быть различной формы, имеют разный тип щетины и изготовлены из разнообразного материала. Различия кистей по форме и остальным параметрам далеко не случайны. Каждый тип кистей предназначается для проведения определенного типа малярных работ... прочитать полностью >>
Каждый вид обоев, по сути, приверженец и защитник своего особого стиля. Кожаные обои – сторонник стилистики, которую иначе, как настенный престиж и шик, не назовешь. Недаром у истоков «моделирования» кожаных обоев стоят не кто иные, как всем известные, пусть даже понаслышке, несгибаемые крестоносцы. прочитать полностью >>
Облицовка кафельной плиткой – самый практичный и удобный способ оформления интерьера ванных комнат, а также рабочих поверхностей кухонь. Современный дизайн кафельной плитки позволяет выбрать свой стиль: классический или кантри, хай-тек или под старину... прочитать полностью >>
Лаки всякие нужны, лаки всякие важны. Но основное правило выбора лака забывать не следует: сначала тщательно знакомимся с характеристиками данного лака, а затем уже приступаем непосредственно к лакированию... прочитать полностью >>
Керамическая плитка не просто модный декоративный материал - это долговечность красоты в сочетании с гигиеничностью многих помещений, например, кухни, прихожей, коридора, ванной комнаты, холла... прочитать полностью >>
Разрушения сварных судовых конструкций и их анализ
Положительный опыт эксплуатации огромного количества различных сварных конструкций в самых разнообразных условиях подтвердил надежность сварки, но известны и отдельные случаи аварий сварных сооружений. Иногда аварии происходили при действии значительных внешних нагрузок, но в ряде случаев таких нагрузок не было и аварии происходили на первый взгляд самопроизвольно, без воздействия каких-либо ясно выраженных внешних причин.
Так например, в 1938 г. при понижении температуры воздуха полностью разрушился сварной мост (пролетом 74,5 м) через канал Альберта у г. Хассельта в Бельгии (транспорта или людей на мосту в момент аварии не было). Трещины в сварных узлах пролетных строений ряда мостов были отмечены в первые годы применения сварки в Германии и других странах. Известно несколько случаев разрушений сварных резервуаров различного назначения, в особенности в зимнее время и построенных в северных широтах. Характерным для всех этих случаев был хрупкий вид разрушений, т. е. отсутствие пластической деформации, и большая скорость прохождения трещин.
Особенно широкую известность получили многочисленные случаи разрушений на американских стандартных сварных судах «Либерти» (водоизмещением около 14000 т), строившихся во время второй мировой войны. Из 4063 сварных судов, построенных в США к 1945 г., 23 - разломились полностью, а 1045 - получили серьезные повреждения связей, после чего требовался немедленный ремонт.
Важно отметить, что все трещины на этих судах шли не по швам, а по целым листам. Имели также место случаи разрушения больших американских сварных танкеров и появления серьезных трещин в корпусах ряда других сварных судов более поздней постройки.
В настоящее время, после обстоятельного изучения условий и причин аварий и учета полученных результатов при постройке новых судов, уже нет случаев разрушений корпусов сварных судов. Однако и сейчас еще бывают случаи появления отдельных трещин (в особенности при большой толщине свариваемых листов). В то же время большое число сложнейших сварных сооружений разнообразного назначения успешно эксплуатируется на протяжении многих лет. В качестве примеров таких сооружений можно назвать многие сварные мосты, такие как мост имени Лейтенанта Шмидта в Ленинграде (построен в 1935 г.), сварные корпуса больших судов, включая корпус атомного ледокола «Ленин», каркасы высотных зданий, шлюзы гидростанций и т. д. и т. п.
Каковы же причины неудач, выразившихся в разрушении отдельных сварных конструкций?
Выше уже говорилось о том, что сварные конструкции обладают рядом особенностей, и в первую очередь - повышенной жесткостью и монолитностью, которые должны учитываться при проектировании и изготовлении конструкций.
От неравномерного охлаждения и нагрева в жестких и монолитных узлах возникают дополнительные напряжения, могущие привести даже к появлению трещин. Такие трещины появлялись, например, при неправильной эксплуатации некоторых сварных судов на Севере.
Так, одно судно было поставлено для зимовки в затон, а когда река обмелела, днище судна оказалось на некоторой части длины опертым на грунт. Оконечность судна свешивалась, и в палубе возникли растягивающие напряжения. Вследствие резкого понижения температуры наружного воздуха в палубе и в бортах возникли дополнительные растягивающие напряжения (так как днище продолжало оставаться в воде, температура которой была значительно выше). В клепаной конструкции эти высокие местные напряжения могли бы перераспределиться благодаря некоторой податливости заклепочных швов по стыкам и пазам листов. В жесткой сварной конструкции такое перераспределение и сглаживание напряжений невозможны. Поэтому было достаточно небольшой внешней причины, чтобы произошел разрыв листов. Такой дополнительной внешней причиной в данном случае явился надрез от некачественно заваренного шва по верхней кромке ширстрека, где и возникла трещина. В дальнейшем трещина перешла на целый лист и распространилась на некоторую его длину.
Обстоятельства усугублялись еще и тем, что материал, примененный в данной конструкции (как и во многих других подобных случаях, включая и суда «Либерти»), был склонен к переходу в хрупкое состояние. Как известно, хрупкость и вязкость - это не природные свойства материала, а лишь его состояния. В зависимости от условий выплавки, химического состава, наличия загрязнений и структуры сталь может иметь большую или меньшую склонность к переходу в хрупкое состояние. Переходу стали в хрупкое состояние способствует понижение температуры, а также наличие объемных или плоских напряжений, о которых говорилось выше.
На упоминавшихся ранее сварных судах, потерпевших аварии, хрупкое состояние материала корпуса наступало в интервале температур порядка от-10 до +5° С. Возникающие трещины или разрыв распространялись по такой хрупкой стали, как по стеклу. Опыт показал, что для сварных конструкций необходимо использовать только стали, имеющие низкий температурный порог хрупкости. К ним относятся стали так называемой успокоенной плавки, имеющие температурный интервал хрупкости порядка -40° С и ниже. В частности, таким требованиям удовлетворяет судостроительная сталь Ст. 4С, поставляемая по ГОСТ 5521-50. Но этим требованиям не удовлетворяли стали, применявшиеся в корпусах судов «Либерти».
Местные концентраторы напряжений, возникающие в конструкциях по различным причинам, создают участки с объемным или плоским напряженным состоянием и также служат одной из причин хрупких разрушений.
В сварных корпусах судов, особенно в первые годы широкого применения сварки, встречались концентраторы напряжений, вызванные конструктивными недостатками. Проектировщики допустили на судах «Либерти» прямоугольные вырезы в напряженных частях корпуса, резкие обрывы связей, притыкания связей под прямым углом и т. д.
Другим видом концентраторов напряжений являются различные производственные (видимые) дефекты: незаваренные участки швов (особенно в концах); надрезы, оставленные от газовой резки; разностенность притыкающихся элементов и т. д. На судах «Либерти» было обнаружено большое число подобных производственных дефектов.
К опасным концентраторам напряжений в сварных конструкциях относятся дефекты металла зоны сварных швов, в которых при неблагоприятных условиях могут возникать горячие или холодные трещины, упоминавшиеся выше. Появление трещин в швах связано с «технологической прочностью» зоны шва в момент его формирования или остывания. Обеспечение технологической прочности шва является одним из средств создания надежных сварных конструкций.
Возникновение трещин в основном металле вне зоны швов может начаться на тех участках конструкций, в которых происходит концентрация деформаций под действием напряжений (сварочных или от внешней нагрузки). Концентрация деформаций происходит в участках между жесткими элементами.
Очевидно что обстоятельства и причины хрупких разрушений сварных конструкций весьма разнообразны; к числу их относятся:
- понижение температуры ниже критической для данного материала и конструкции;
- сложное напряженное состояние от внешних сил и сварочных напряжений;
- надрезы или участки с резко стесненной деформацией (которые приводят также к возникновению объемных напряжений);
- большая динамичность в приложении нагрузки.
Трудно ожидать, что все перечисленные неблагоприятные факторы будут действовать одновременно, но если такое совпадение произойдет, то может наступить разрушение конструкции. Для предотвращения разрушений необходимы весьма тщательное конструктивное выполнение и всесторонняя проверка готовой сварной конструкции до ее сдачи в эксплуатацию.
Популярные статьи
Выбор умывальника для квартиры
Один из важных элементов интерьера ванной комнаты является умывальник. Выбирая его, следует обращать внимание не только на цвет, форму и общую эстетическую привлекательность, но и на практические характеристики, касающиеся монтажа, удобства в пользовании, и доступности в обслуживании. Остановимся на практических характеристиках... прочитать полностью >>
Выбираем деревоалюминиевые окна
Дерево - великолепный материал для окон, но дереву необходима защита, ведь само себя оно защитить не сможет, - в отличие от алюминия. Напротив, алюминий не способен аккумулировать жизненно важное тепло «охраняемой» им территории, почему и хорош лишь с точки зрения банальной лоджии или зимнего сада. прочитать полностью >>
Стеклоблоки - элитный материал
Декоративный стеклоблок внешне нередко мало отличим от самого хрусталя, и вы вряд ли ошибетесь, избрав столь художественно продуманный стройматериал дизайнерски просчитанной деталью внутреннего интерьера. Появились целые коллекции художественно окрашенного стеклоблока, и не только однотонные... прочитать полностью >>
Потолок - украшение дома
Недостатки потолка практически невозможно скрыть, ведь там нет мебели и ковров. Существует огромное количество видов отделки потолка, которые способны удовлетворить не только требования наиболее щепетильного клиента, но и внести определенную изюминку в интерьер Вашей квартиры... прочитать полностью >>
В настоящее время в качестве альтернативы стандартным окнам строительные компании предлагают так называемые евроокна. Деревянные евроокна намного лучше стандартных по своим качествам и отличаются от пластиковых окон определенными особенностями. прочитать полностью >>
У краски несколько характеристик. Недостаточно определить только цвет – за ним по цепочке следует глянцево-матовая вариация и возможный блеск краски. Разные пигменты способны по-разному воздействовать на краску... прочитать полностью >>
Эта мастика настолько удачно работает над такими проблемными местами, как оконные проемы с наслоившейся на них монтажной пеной, что ранее популярный силикон уже давно уступил полиуретановой мастике первое место в рейтинге герметиков. прочитать полностью >>
Подвесной потолок – это система, состоящая из металлического каркаса, который прикреплен к перекрытию, а к нему крепятся уже готовые модульные элементы, создающие плоскость потолка. Приведем ряд преимуществ данной потолочной конструкции. прочитать полностью >>
Одним из самых популярных среди мастеров инструментов является электролобзик. Ценится он за свою универсальность и простоту в эксплуатации. Электролобзик предназначается для выполнения фигурной, продольной и поперечной резки разного материала. прочитать полностью >>
Во времена постоянного отключения горячей воды именно водонагреватель стал самым востребованным и незаменимым бытовым прибором. Сегодня производители выпускают множество моделей водонагревателей... прочитать полностью >>
Как правильно выполнить монтаж электропроводки? Как подключить кондиционер? Какие выбрать провода? Узнайте об этом! узнать подробности >>
Хотите сделать перепланировку квартиры? Не знаете, какие документы для этого нужны и где их оформить? Мы расскажем Вам об этом! узнать подробности >>
У Вас есть дача или загородный дом? Или Вы еще выбираете, какой дом лучше? Тогда несколько полезных советов для Вас! узнать подробности >>
