Технология ремонта сварных судовых конструкций из высокопрочных сталей

СОДЕРЖАНИЕ


АННОТАЦИЯ…………………………………………………………...5
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………7
1 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОРПУСА ЛЕДОКОЛОВ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ НА ПОЯВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ И ИСХОДНЫЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛА……………….…….9
1.1 Характеристика конструкционных особенностей корпуса и эксплуатационные нагрузки, действующие на корпус судна…………...9
1.1.1 Конструкционные особенности корпуса ледокола.……………….9
1.1.2 Эксплуатационные нагрузки, действующие на корпус судна..…14
1.1.3 Материал корпуса ледокольного судна……………………….…..16
1.2 Анализ характерных дефектов корпусных конструкций, вызванных условиями эксплуатации ………………………………………………...19
1.3 Влияние условий эксплуатации прочных корпусов на свойства основного металла и сварных соединений……………………………...22
2 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА КОРПУСНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ………………………………………………………………………26
2.1 Анализ ремонтных мероприятий эксплуатационных повреждений корпуса ледокольного судна……………………………………………..26
2.1.1 Общие понятия……………………………………………………...26
2.1.2 Замена листов сварной части корпуса…………………………….21
2.1.3 Методы резки……………………………………………………….35
2.1.4 Выбор оптимального способа резки для корпусных конструкций из высокопрочных сталей………………………………………….37
2.1.5 Вварка новых листов взамен дефектных….………………………38
2.1.6 Устранение трещин………………………………………………...40
2.1.7 Ремонт сварных соединений……………………………………….42
2.1.8 Контроль сварных соединений…………………………………….42
2.1.9 Обработка сварных соединений…………………………………...45
2.1.10 Основные мероприятия по охране труда и технике безопасности......................................................................................47
2.2 Анализ основных особенностей технологии сварки высокопрочных сталей………………………………………………………………………50
2.3 Анализ технологии воздушно-дуговой строжки угольным электродом………………………………………………………………...56
2.4 Анализ влияния воздушно-дуговой строжки на основной металл корпуса ледокольных судов из высокопрочных сталей. Постановка целей и задач исследования……………………………………………...59
3 ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДА ПЛАЗМЕННОЙ СТРОЖКИ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЛОКАЛЬНОГО РЕМОНТА ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ КОРПУСА………………………………………………………………….….63
3.1 Описание технологического процесса плазменной строжки. Выбор и обоснование оборудования и материалов……………………………….63
3.1.1 Анализ процесса плазменной строжки……………………………63
3.1.2 Оборудование и материалы для исследования…………………...65
3.2 Исследование влияния плазменной строжки на основной металл……………………………………………………………………...67
3.3 Выводы по исследованию влияния плазменной строжки на основной металл……………………………………………………………………...72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………….....79
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………....8

ВВЕДЕНИЕ


Корпусные конструкции из высокопрочных сталей, в основном, присущи таким гигантам как ледоколы и подводные лодки. Это обусловлено условиями их работы и внешними факторами среды, в которой им приходится проводить большую часть времени. Бортовая обшивка ледоколов подвергается действию гидростатических нагрузок и усилий со стороны ледяного покрова. Ледовые нагрузки по своей интенсивности значительно превосходят гидростатические, поэтому бортовую обшивку в районе взаимодействия корпуса судна со льдом следует рассчитывать только на ледовые нагрузки. Эти особенности необходимо учитывать и при разработке технологического процесса ремонта, который является довольно сложным, энергоемким и дорогостоящим[26].
Еще во второй половине 50-х гг. 20-го столетия у нас в стране были разработаны ст али типа А1 с гарантированным пределом текучести 490 МПа. Из этих сталей были построены корпуса атомных ледоколов «Ленин», «Сибирь» и других, которые успешно эксплуатируются до настоящего времени. Опыт работы этих ледоколов использован при разработке корпусных сталей для судов, работающих в сложных условиях мелководья прибрежных районов Арктики, с заходами в устья сибирских рек. Были разработаны и приняты в качестве корпусных материалов мелкосидящих атомных ледоколов типа «Таймыр» стали марок АБ-1, АБ1-А и АБ-2[26]. В их состав кроме углерода (до 0,14%), кремния и марганца, использованных в качестве раскислителей, входят около 1 % хрома, 2-3 % никеля, до 0,3 % молибдена и до 1 % меди. Высокая дисперсность структурных составляющих достигается микролегированием алюминием и ванадием. Требуемый уровень механических свойств стали достигается после закалки и высокого отпуска. Обладая высокой прочностью и пластичностью, эти стали сохраняют и высокие значения работы при температурах до минус 40 - минус 60 °С, т. е. обладают повышенной холодостойкостью[26].
В настоящее время для корпусных конструкций ледоколов применяют стали АК25, АК27, АК28 с пределом текучести 520 МПа, разработанные ранее ЦНИИ КМ "Прометей" для АПЛ 1 поколения[26].
Ремонт корпуса ледокола - это сложный процесс, требующий максимально ответственного и грамотного решения поставленных задач. Подобного рода ремонт необходимо производить в кратчайшие сроки, за исключением планового ремонта. Грамотно составленный технологический процесс, с учетом все современных требований, должен описывать полную картину необходимых работ, с учетом современной техники и уже известных технологий судоремонта, руководящей документаций, и имеющихся изобретений в данной области.
В ВКР рассмотрен вопрос локального ремонта корпусных конструкций из высокопрочных сталей.
Целью данной работы является анализ существующих методов ремонта корпусных конструкций, и исследование процесса плазменной строжки как альтернативу существующей воздушно-дуговой.Для достижения поставленной цели дается характеристика основного металла. Анализируются особенности корпусных конструкций ледокольных судов из высокопрочных сталей, и влияние на него условий эксплуатации. Исследуются существующие методы локального ремонта и предлагается более современный метод - плазменная строжка. Исследуется влияния плазменной строжки на основной металлконтрольного образца, с применением современного оборудования для структурного исследования металла зоны реза в лабораторных условиях

АННОТАЦИЯ


Тема: «Технология ремонта сварных корпусных конструкций из высокопрочных сталей»
Объем -81страниц, 32 рисунок, 9 таблиц, и 32источника, из них 1 - интернет - источник.
В текст ВКР входит 3 главы, введение и заключение. Во введение раскрывается актуальность данной темы, ставится проблема, цель и задачи исследования.
В первой главе проводится анализ конструктивных особенностей корпуса ледокола, эксплуатационных нагрузок и основного металла - высокопрочная сталь АК25.Описываются характерные эксплуатационные дефекты на корпусных элементах. Проводится оценка влияния условий эксплуатации на прочный корпус ледокола.
Во второй главе анализируются особенности сварки высокопрочных сталей обшивки корпуса ледокола. Описываются основные методы ремонта эксплуатационных повреждений корпуса.Ставится вопрос об актуальности данного исследования.
В третьей главе рассматривается метод плазменной строжки, оборудование и материалы. Приводится методика проведения экспериментальной резки и исследования влияния плазменной строжки на основной металл. Обобщение полученных данных. В заключение описывается итог проделанной работы