Материалы.
В судостроении применяется широкий спектр различных материалов. Их разнообразие обусловлено спецификой требований к эксплуатационным характеристикам элементов судна. Условно судостроительные материалы делятся на группы:
- Корпусные металлические и неметаллические;
- Общего машиностроения;
- Материалы для атомных и ДВС;
- Функциональные материалы.
К группе корпусных материалов относятся судостроительные стали различной прочности, сплавы черных и цветных металлов, композиционные материалы, защитные покрытия.
Вторую группу представляют высоколегированные стали, сплавы цветных металлов, неметаллические материалы.
Третья группа материалов – радиационно- и коррозионностойкие стали, высокотехнологичные сплавы, полимеры, композиционные материалы.
К функциональным относятся материалы, предназначенные для выполнения какой-то одной строго определенной функции. Например, теплоизоляционные материалы, ЛКМ.
Краткая характеристика основных судостроительных материалов.
Судостроительная сталь является самым распространенным материалом в судостроении. Перечень предъявляемых к ней требований достаточно широк. Она должна одновременно обладать такими свойствами, как:
- Прочность;
- Пластичность;
- Хорошая свариваемость;
- Высокая технологичность;
- Низкая стоимость;
- Высокая ремонтоприспособленность.
Применяется во многих элементах судов – корпусе, палубе, обшивке и т. д.
Не менее широкое применение в судостроении нашли алюминиевые сплавы. Обладают повышенной коррозионной стойкостью, прочные и легкие, легко поддаются обработке. Применяются в речных и морских судах. Служит материалом для изготовления киля, мачт, корабельных надстроек, трапов.
Титановые сплавы отличаются широким спектром условий эксплуатации при длительном ресурсе. Обладают высокой коррозионной стойкостью, прочнее стали, имеют малый удельный вес. Используются при изготовлении гребных валов, теплообменников, глушителей ДВС подводных лодок, дисков измерительных приборов, корпусов для глубоководных и спасательных аппаратов.
В судостроении широко применяется цинк и сплавы на его основе. Цинк в чистом виде является легирующим материалом при изготовлении бронзы и латуни, которые также широко применяются в судостроении. Катаный цинк используется для внутренней обшивки судовых помещений. Цинковое покрытие служит для защиты от коррозии металлических поверхностей судовых систем.
Из неметаллических материалов в первую очередь заслуживает внимание стеклопластик. Он обладает повышенной химической и биологической устойчивостью. Кроме этого, не маловажное значение имеют его прочностные и технологические свойства. Стеклопластик используется при создании корпусов судов (траулеров, тральщиков, морских яхт).
Из материалов общего машиностроения отдельную группу составляют медные сплавы. Обширное применение они получили благодаря своим уникальным свойствам – высокой коррозионной стойкостью, прочностью, износоустойчивостью, тепло- и электропроводностью. Используются для изготовления трубопроводных магистралей судов, насосов, теплообменной аппаратуры.
Теплоизоляционные материалы. Пенопласт (теплоизоляция рефрижераторов, трубопроводов), сотопласт (заполнитель многослойных панелей при создании наружной теплоизоляции) и др. также широко применяются в судостроении.
ЛКМ применяются для окрашивания судов. Должны соответствовать ряду специфических требований – не реагировать с морской водой (нейтральность к солям), допускать выполнение сварочных работ (быть пожаробезопасными), выполнять защитные функции окрашенных поверхностей (отсутствие реакции на УФ-излучение, выдерживание определенного температурного режима).
Контроль качества судостроительных материалов рассмотрим на примере наиболее значимого из них – стали.
Испытание стали, применяемой в судостроении.
При постройке судов применяются низкоуглеродистые стали. Они подразделяются на три основных группы.
Стали группы А применяются при изготовлении изделий, которые не подвергаются воздействию высоких температур (ковка, сварка, закаливание). Материал изделия сохраняет механические свойства, полученные при горячей прокатке. Такие стали подвергаются контролю только их механических свойств. При испытании сталей группы А определяются:
Стали группы Б контролируются по их химическому составу. Проверяется окисляемость, коррозионная стойкость, жаростойкость и жаропрочность. Руководящие документы на испытания – ГОСТ 24982-81, ГОСТ ISO 3506-3-2014, ГОСТ 9.905-2007.
Стали группы В контролируются по механическим свойствам и химическому составу. Широко применяются при изготовлении корпусов судов, различных сосудов и аппаратов, работающих при повышенном давлении и вакууме. Испытываются так же, как и вышеперечисленные. Учитывая сложные условия эксплуатации, подвергаются дополнительным испытаниям, таким как на изгиб, на склонность к старению и т. п. Контроль качества проводится в соответствии с требованиями ГОСТ 9.518-2006.
При изготовлении конструкций и их элементов для судостроения каждый материал проходит контроль как на стадии производства, так и в процессе использования на судостроительных предприятиях.
