Описаны методы правки и рихтовки вмятин корпуса судна. Правка в холодном состоянии. Правка в нагретом состоянии.
Вмятина — остаточный прогиб обшивки, настила палуб или второго дна вместе с балками набора, характеризующийся наибольшей величиной стрелки прогиба, длиной и шириной (рис. 2).
Вмятины являются следствием столкновения корпуса с подводным предметами, навалов при швартовках и шлюзовании, ударов грейферов о настил двойного дна и других причин, возникающих при эксплуатации судна. Они характерны для судов внутреннего плавания, корпуса которых представляют собой легкие конструкции с относительно малыми толщинами обшивки и жесткостью набора.
Рис. 2. Вмятина на обшивке корпуса судна.
Размеры деформаций элементов корпуса бывают различными, могут распространяться на значительные участки обшивки и иметь большие стрелки прогиба, изломы и надрывы. Устранить подобные деформации можно вырезкой и заменой их на новые. Вопрос о замене решается исходя из экономической целесообразности, сопоставления затрат на правку с затратами на изготовление заменяемых элементов из нового материала.
Способы правки корпуса:
1) правка в холодном состоянии;
2) правка в нагретом состоянии;
3) правка совместным действием местных нагревов и поперечного сосредоточенного усилия (термосиловой способ).
В цехе вырезанные из корпуса деформированные участки при отделенном от обшивки наборе можно править:
— на вальцах или под прессом – отдельные листы;
— растяжением, обратным выгибом, на профилегибочных станках или вальцах – профильный металл;
— прокаткой – сварные листовые конструкции.
Наиболее распространены горячие способы правки: термический, не сопровождающийся механическим воздействием; и термический способ при одновременном механическом воздействии.
При первом способе возникают новые остаточные деформации за счет подсадки металла на небольших по размеру вмятинах. При нагреве деформированного участка увеличивается объем металла. Противодействие холодного металла расширению вызывает в нагретом металле напряжения сжатия. Когда эти напряжения достигают предела текучести, происходит пластическая деформация металла – подсадка. По мере охлаждения нагретого участка в нем возникают напряжения растяжения, приводящие к распрямлению деформированного участка обшивки. Для создания более резкого перепада температур по периметру нагретого участка применяют воздушное или водяное охлаждение.
Второй способ предусматривает нагрев как больших площадей, так и ма-лых участков. Механические усилия создают ударами кувалды, с помощью домкратов, приварных упоров и т.д.
Для правки корпусных конструкций, имеющих относительно небольшие участки деформаций, применяют различные виды местных нагревов: пятна-ми, полосами, наплавкой валиков и др.
Правку нагревом пятен деформированного участка обшивки выполняют с помощью газовой горелки по схеме (рис.3). Температура пятна должна быть достаточно высокой, чтобы вызвать подсадку металла, но при этом она не должна приводить к перегреву металла, сопровождаемого ростом зерна. Данному требованию удовлетворяет температура около 8000С, определяемая по вишнево-красному цвету.
Размеры пятна должны быть такими, чтобы обеспечивалась устойчивость нагретой зоны. Диаметр пятна в мм выбираю т в зависимости от толщины обшивки на выпрямляемом участке по выражению:
Dп = 8t +10 мм,
где t – толщина обшивки, мм.
Радиус окружности, на которой располагают центры пятен, можно опре-делить из выражения:
R = Dп + 150 – 4f,
где f – стрелка прогиба, мм.
Сначала прогревают центральное пятно, затем пятна, расположенные по треугольнику. Если обнаруживается, что при охлаждении этих пятен не до-стигнут желаемый результат, то продолжают нагревать пятна по второму треугольнику. Разогрев пятен должен быть быстрым и резко ограниченным по площади, поэтому применяют мощные источники тепла, например пламя ацетиленокислородной горелки.
Для повышения эффективности правки после нагрева пятен до предельной температуры производят легкое проколачивание легкими ударами киянки сначала вокруг нагретого листа со стороны выпуклой части вмятины, а затем в центральной части нагрева. Если на листе имеется несколько вмятин, расположенных рядом, их правят через одну, так как при этом промежуточные вмятины уменьшаются или совсем выпрямляются.
Чем больше толщина деформированного листа, тем больше диаметр пя-тен нагрева при неизменном их положении относительно вмятины.
Правку нагревом полос выполняют последовательным нагревом сначала двух полос. Нагревают полосы непрерывным перемещением горелки по намеченным линиям. В процессе нагрева могут образовываться местные углубления, которые устраняют проколачиванием с противоположной стороны.
Рис. 3. Схема расположения пятен при правке методом нагрева.
Для усиления посадки металла и устранения перегибов выпрямляемого участка в местах нагрева вслед за перемещающейся горелкой непрерывно проколачивают лист легкими ударами молотка по неостывшей полосе нагрева. Проколачивание прекращают при температуре 5000С, т.е. в момент потемнения нагретого участка металла. После проколачивания нагретые участки охлаждают поливом воды или наложением влажных компрессов.
Для устранения местных деформаций, возникших в результате продольной усадки сварных швов, применяют нагрев околошовной зоны до температуры 2000С. При таком нагреве в районе сварных швов возникают растягивающие усилия. Так как при сварке напряжения в районе шва уже достигли предела текучести, дальнейшее растяжения этой зоны при нагреве приводит к пластическому деформированию металла. Это вызывает уменьшение сжимающих напряжений между сварными швами в пластине, потерявшей устойчивость и приводит к ее распрямлению.
Правка вмятин с помощью кувалд или домкратов на судах с двойным дном и двойными бортами затруднительна, так как доступ к ним с внутренней стороны корпуса весьма ограничен.
Для правки местных деформаций на бортах и днище с наружней стороны корпуса судна создан специальный агрегат, который состоит из передвижного подъемного устройства, смонтированного на четырех — колесном шасси (рис.4).
Рис. 4. Агрегат для правки вмятин:
1- шасси, 2- механизм подъема, 3 – направляющая, 4- механизм поворота, 5 – балка, 6 – упор, 7 – захватное устройство, 8- шпилька, 9- гидравлический насос.
Подъемное устройство представляет собой рычажную систему из четырех спаренных рычагов, соединенных шарнирно, и стягивающего винта. На верхней части рычажного устройства закреплено приспособление для правки, которое с помощью червячной пары может поворачиваться в любое горизонтальное и вертикальное положение.
Правочное приспособление состоит из балки с монтированными в центре гидродомкратом и двух передвижных упоров 6 по краям. На шасси установлен гидравлический насос 9 для подачи масла в гидродомкрат.
Правку вмятин начинают с правки холостого набора. В центре максимального прогиба приваривают шпильку 8 с заплечиком, к которому подводится паз захватного устройства 7 правочного агрегата. Передвижные упоры устанавливают на границе поврежденной части набора или на соседние ветви набора. Затем газовыми горелками нагревают обшивку у краев изогнутого набора и сам набор в месте максимального прогиба до температуры 6000С. Одновременно прикладывают вытягивающие усилия гидродомкрата. Окончив правку набора, дают остыть местам нагрева.
После набора правят оставшиеся вмятины обшивки. Вновь приваривают шпильку в центре максимального прогиба и дальнейший процесс правки по-вторяют.
Ремонт деформированных корпусных конструкций путем правки набора и пластин обшивки термосиловым способом эффективен при правильном выборе основных технологических характеристик процесса. Важнейшей ха-рактеристикой является нагрузка, которую необходимо приложить к деформированному элементу конструкции для восстановления его геометрической формы. Чем больше значение нагрузки, тем эффективнее процесс правки. Однако ее можно увеличивать до определенного предела, при котором происходит перелом обшивки или набора по холодному металлу вне зоны нагрева. Такая нагрузка – предельная для правки.