Лекция №8: Классификация дефектов. Коррозия металла, погнутости, сварка, болтовые и заклепочные соединения.
При эксплуатации мостов сталкиваются со следующими их недостатками:
§ дефектами, являющимися следствием низкого качества возведения сооружения, а точнее брака;
§ повреждениями, возникающими в элементах в результате развития коррозионных процессов, а также механических ударов и воздействий (результаты физического старения).
Дефекты болтовых и заклепочных соединений
Дефектные заклепки или болты соединений, разрушение заклепки или болта возникают вследствие некачественного исполнения, коррозии заклепок, недостаточного или излишнего затягивания болтов. Последствием этого может явиться ослабление элементов конструкции моста. Выявляют данные дефекты посредством визуального осмотра, простукивания креплений.
Рисунок 1 - Дефекты заклепочных и сварных соединений:
1 - неплотная головка; 2 - трещиноватая головка; 3 - не прижатая головка; 4 - венчик; 5 - маломерная головка; 6 - сбитая головка; 7 - косая головка; 8 - зарубленная головка; 9 - зарубленный металл; 10 - побитая головка; 11 - неплотная заклепка; 12 - косая дыра; 13 - чернота; 14 - овальная дыра; 15 - не проваренный шов: 16 - внутренняя трещина шва; 17 - наружная трещина шва; 18 - надрез металла; 19 - трещины в основном металле
Трещины в швах (рис. 1, 16) и около шовной зоне поясов (рис. 1, 17). Наиболее вероятными являются места примыкания поясов к ребрам жесткости, неплавное изменение сечения (рис. 1, 15), подрезы металла (рис. 1, 18), дефекты сварных швов и коррозия металла возникают технологических дефектов. Последствием этого может явиться ослабление шва несущих элементов. Выявляют данные дефекты посредством визуального осмотра, гаммаграфирования при специальных осмотрах.
Коррозия
Разрушение металла под действием окружающей среды называют коррозией. Коррозия - страшный враг металла. Большое количество металла, машин, мостов и конструкций систематически разрушается из-за коррозии. Например, потери железа от коррозии составляют около 10% ежегодной выплавки. Наибольшие потери металла происходят из-за атмосферной коррозии - от действия дождя, снега и тумана. Отходы промышленных газов и дыма в атмосфере ускоряют коррозионный процесс.
Различают два вида коррозии - химическую и электрохимическую. В основе химической коррозии лежит реакция между, металлом и веществами внешней среды, в процессе которой электрический ток не возникает. Химическая коррозия возникает при действии на металл сухого газа, бензина и масла, а также при окислении металлов во время нагрева в термических печах. Скорость разрушения металла от химической коррозии зависит от степени сродства металла скислородом и свойства окисных пленок. Пленка окислов различных металлов различна. У железа, например, она непрочная, плотность ее легко нарушается, и железо ржавеет. У таких металлов, как алюминий, хром, окисные пленки прочны, плотно прилегают к поверхности и тем самым надежно защищают металл от дальнейших разрушений.
Если химическая коррозия разрушает металл не только с поверхности, но и между зернами кристаллической решетки, проникая в глубь металла, то такую коррозию называют межкристаллитной.
Электрохимическая коррозия - распространенный вид коррозии. Она возникает при действии на металл электролитов - водяных растворов солей, щелочей, кислот и других жидкостей, проводящих ток. Происходящий процесс напоминает действие гальванического элемента. Большинство металлических конструкций - мосты, крыши зданий, машины и т. п., находясь в соприкосновении с влажным воздухом, постоянно покрываются гонким слоем воды. В воздухе, особенно в промышленных районах, всегда содержатся сернистые газы, которые, осаждаясь на металле, соприкасаются с водяными парами и образуют слабые электролиты, вызывающие электрохимическуюкоррозию металла. Зазоры, трещины, царапины на металле ускоряют процесс коррозии.
Рисунок 2 – Виды коррозии: 1 - равномерная, 2 - неравномерная, 3 - избирательная, 4 - пятнами, 5 - язвенная, 6 - точечная,7 - межкристаллитная, 8 - коррозионное растрескивание, 9 - подповерхностная
Дефекты сварных соединений
К дефектам сварных соединений относятся различные отклонения от установленных норм и технических требований, которые уменьшают прочность и эксплуатационную надежность сварных соединений и могут привести к разрушению всей конструкции.
Наиболее часто встречающиеся дефекты можно разделить на следующие основные группы: дефекты формы и размеров сварных; швов; дефекты макро- и микроструктуры; деформации и коробление; сварных конструкций.