Локализация трещин засверливанием с постановкой двухсторонних круглых грибовидных накладок

Данную технологию применяют для локализации средних (от 21 до 50_мм) и длинных (> 51 мм) усталостных трещин.

9.2.2.

9.2.2.1. Физическая сущность технологии: отверстие в устье трещины (Ǿ_23 мм) снижает концентрацию напряжений, индукционный нагрев зоны пайки с центром в месте отверстия создает зону сжимающих напряжений внутрь отверстия, препятствующих дальнейшему развитию трещины. Накладки усиления снижают уровень напряжений в элементе и создают конструктивный барьер, препятствующий дальнейшему распространению трещины.

9.2.2.2. Оборудование: дрель на электромагнитной станине, высокочастотная установка индукционного нагрева (мощностью не мене 60_кВт), выносной плоский трехвитковый индуктор с водо-охлаждаемым кабелем – магнитопроводом, магнитная площадка-держатель, пирометр для контроля температуры нагрева, дизельная электростанция мощностью не менее 27 КВт, оснастка для фиксации накладок усиления.

9.2.2.3. Сверление отверстия. Необходимо определить направление развития трещины и вершину (устье) трещины. Затем отступить от устья трещины на 2 – 3 мм в направлении ее развития и отметить керном центр отверстия. Установить дрель на магнитной станине и высверлить отверстие Ǿ_23 мм в намеченном месте. Сверление выполняют с добавлением небольшого количества машинного масла. Схема засверливания приведена на рисунке 9.2.

Рисунок 9.2. Схема засверливания трещины

9.2.2.4. Подготовка поверхности. Поверхность металла следует очистить механическим способом от краски, коррозии и загрязнений не менее чем на 200_мм (по радиусу) во все стороны от отверстия.

9.2.2.5. Обезжиривание. Поверхность металла перед пайкой следует обезжирить: растительные жиры удаляют щелочными растворами (кальцинированной содой), минеральные масла удаляют органическими растворителями, а окалину, окислы и коррозию – травлением. В качестве органических растворителей применяют бензин, керосин, ацетон, дихлорэтан, трихлорэтан и другие углеводороды. При наличии повреждений поверхности коррозией, не удаляющихся при помощи механической очистки и обезжиривания, выполняют химическую очистку травлением. Травление стали осуществляют 10% раствором соляной кислоты путем непосредственного нанесения раствора (стеклянной палочкой) на металл в зоне пайки с выдержкой в пределах 5 – 7 минут. Затем место травления обильно промывают водой и нейтрализуют остаточную кислоту 1 – 2% раствором кальцинированной соды, с последующей обильной промывкой и сушкой горячим воздухом.

9.2.2.6. Материалы. Накладки усиления – круглые грибовидные, диаметром 50 мм, выполнены из стали Ст. 3сп. по ГОСТ 380-2005. «Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки». Для удобства сборки соединения под пайку, в накладках сверлится сквозное отверстие Ǿ 4 мм.

Припои и флюсы применяются в соответствии с рекомендациями пункта 6.14 Инструкции.

9.2.2.7. Сборка соединения под пайку.

Перед сборкой на накладку и на поверхность основного металла наносят слой паяльной пасты. Сборку соединения под пайку осуществляют с зазором 0,05 – 0,25 мм. Контроль величины зазора выполняют специальными калиброванными щупами. Схема соединения показана на рисунке 9.3.

Рисунок 9.3. Схема соединения

Сборка осуществляется путем стягивания накладок усиления винтом. Дополнительно по периметру накладки наносится слой флюса ПВ-209 (перед нанесением порошок флюса разводится дистиллированной водой) и устанавливается кольцо из припоя ПСр-45 (проволока Ǿ 2 мм). Нанесение флюса выполняют плоской металлической палочкой.

9.2.2.8. Технология выполнения работ. Луч лазерного пирометра (для контроля температуры) наводят на металл стенки рядом с накладкой. Скорость нагрева должна быть 70 – 80˚С в секунду. Температура нагрева стенки 750 ‑ 800˚С, накладки усиления 800 – 850˚С. Равномерного нагрева достигают путем плавного перемещения индуктора по периметру накладки. Выдержка при заданной температуре 40 – 60 секунд.

Режим охлаждения. При температуре выше +20˚С охлаждение осуществляется естественным путем на воздухе. При температуре ниже +20˚С или при ветреной погоде с целью предотвращения быстрого охлаждения место пайки закрывается теплоизолирующим материалом (асбестовой тканью или др.). Внимание: пропуск обращающихся нагрузок разрешается после охлаждения зоны пайки до 100˚С, скорость пропуска поездов не ограничена.

9.2.2.9. Обработка после пайки. Поверхность металла должна быть очищена от потеков флюса. Сначала выполняют промывку холодной водой (15 – 30 ˚С), затем окончательную очистку поверхности металла от потеков флюса осуществляют путем промывки горячей водой (50 – 60˚С) с одновременной механической очисткой металлической щеткой. Все потеки тщательно удаляют, поверхность сушат продувкой сжатым воздухом.