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移是诱发裂纹的主要因素。包角不完全、咬边、过度打磨在构件上造成沟槽等,也是疲劳裂纹发生的根源。另外一个造成疲劳强度下降的原因是由于加工精度不佳造成肋板框架与纵骨之间不得不进行的强制装配,从而使该焊缝中有较大的拉应力的残留。(4)高强钢的使用问题。在满足抗拉强度的前提下,与采用普通钢材料的构件相比,高强钢构件的尺寸小,较易产生较大的应变,这是高强钢结构比普通钢构件易出疲劳裂纹的原因之一。另外的原因是为了降低空船重量,20世纪80年代初建造的船舶,高强钢的使用比例一下子提高了很多,但节点的设计仍沿用普通钢的设计方法,对疲劳强度的考虑有欠周全,这就造成了该时期建造的船舶在投入运营10年到15年的期间裂纹的多发。然而,通过调查发现,同时期建造的同型船舶,尽管高强钢的使用比例相近,裂纹的出现率却因其造船厂的不同而大不相同,因此在高强钢的使用问题上如何扬长避短是有必要进行深入研究的课题3。3裂纹的控制方法一是在船舶运营过程中,严格按照规定装卸货、亚排水程序进行操作,避免在构件上产生过大的应力。二是通过对节点进行疲劳强度的分析,优化设计,降低应力集中,采用软趾化的肘板或辅强材,避免在产生较大应力的部位设置开孔等等。三是在装配时要避免强力装配及错位,包角焊要饱满光顺,避免咬边;开孔的自由边要打磨光顺,避免留下缺口;要避免在高强钢构件上随意起弧,装配用的马板等清除后要打磨光顺避免留下缺口。四是针对大型集装箱船抗扭箱区域,运用高强度EH40和EH47止裂钢。研究表明,采用低碳高锰、NbTiNi多元微合金化成分设计,配合TMCP控轧控冷工艺,制造的超高强度止裂钢,在最大设计应力和不同止裂韧性值对应的温度下,开展等温双重拉伸试验,钢板的止裂性能满足技术指标要求。在国内,已有船厂在大型集装箱船建造时,实船应用高强度止裂钢4。4裂纹的处理
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裂纹由于其延伸性,是一种危险缺陷,发现裂纹必须立即处理,否则将会延伸至整条焊缝、相邻结构。对于微小的发丝状裂纹以及不超过板厚13的裂纹,可通过碳刨补焊的方式处理,而不用切换。对于较大及深度超过板厚13以上的,需对全部焊缝返修或结构换新处理,另外在返修、换新过程中,需在与之相邻结构或者焊缝位置打止裂孔,以防止新的裂纹产生5。5结束语通过上述讨论,我们了解到了大中型散货船、集装箱船下边舱及双层底疲劳裂纹的发生规律,通过原因分析,有针对性地制定出r
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