Белорусские инженеры исследовали влияние горячего цинкования на хрупкое разрушение стальных конструкций
Во многих научных трудах отмечается, что технологический процесс горячего цинкования как вида антикоррозионной защиты способен негативно влиять на прочностные характеристики металлического изделия. Белорусские инженеры исследовали возможные причины возникновения повреждений внутренней структуры стальных элементов в результате такой обработки.
Негативное влияние горячего цинкования
Горячее цинкование — один из наиболее распространенных и эффективных способов защиты металлических конструкций от коррозии. Однако при совокупном возникновении определенных факторов оно способно негативно повлиять на прочностные характеристики металлического изделия, о чем говорит ряд научных изданий.
Поэтому при проектировании строительных конструкций особое внимание уделяется расчетам всех возможных рисков. Но, несмотря на существенное развитие нормативно-технической базы, нередки случаи, когда при тщательном обследовании изготовленного по всем необходимым стандартам и готового к монтажу изделия выясняется, что оно не соответствует предъявляемым к нему требованиям. А вероятная причина хрупкого разрушения стальных элементов — проведение горячего цинкования.
Исследования разрушения горячеоцинкованных элементов отмечают три основных механизма охрупчивания:
• жидкометаллическое охрупчивание (liquid metal embrittlemen), которое вызывается воздействием жидкого металла на твердое тело и проявляется в виде многократного падения прочности, повышения хрупкости элемента, снижения его долговечности;
• водородное охрупчивание (hydrogen embrittlement), которое возникает в результате операции травления перед флюсованием, а затем и горячим цинкованием. Высокопрочная сталь может быть склонна к появлению трещин, вызванных водородом;
• охрупчивание, связанное со старением стали.
Практический пример хрупкого разрушения
Во время строительства тестовой трассы транспортно-инфраструктурного комплекса uST в Шардже (ОАЭ) специалисты компании Unitsky String Technologies Inc. столкнулись с разрушением балочного элемента под воздействием горячего цинкования. Балочный элемент длиной 8200 мм с толщиной полки 300 мм был изготовлен из стали S355JR.
К полке в середине пролета методом полуавтоматической сварки встык с V-образной разделкой кромки была приварена пластина толщиной 40 мм. В ходе приемочного осмотра на строительной площадке выявили трещины, расположенные вблизи указанных сварных швов.
При последующем контроле сварного заводского соединения аналогичных элементов в тех же местах были обнаружены трещины схожей структуры. В некоторых элементах требовалось дополнительное снятие цинкового покрытия для установления этих дефектов, так как глубинные трещины визуально не просматривались на поверхности.
Нужно отметить, что в местах выявления трещин эстетические характеристики поверхности изделий были удовлетворительными, то есть отсутствовали подтеки, наплывы и прочие неравномерности толщины антикоррозионной защиты.
Образцы с повреждениями были вырезаны из балочных элементов и переданы для дальнейшего анализа. Его результаты показали, что наиболее вероятная причина возникновения указанных дефектов — нарушение технологии сварки, а именно:
• нарушение последовательности;
• нарушение количества проходок;
• отсутствие прогрева металла перед началом сварки, особенно при работе с массивными элементами;
• игнорирование выводных планок;
• ненадлежащее закрепление в стапелях, прихватках, зажимах.
Также нарушение технологии сварки может стать причиной возникновения остаточных напряжений, что негативно сказывается на процессе горячего цинкования.
Таким образом, горячее цинкование — это скорее своеобразный катализатор, способствующий выявлению нарушений в технологии изготовления стальных элементов, а не самостоятельный фактор возникновения дефектов, связанных с хрупким разрушением конструкций из стали. Учет опыта возникновения таких дефектов после процесса горячего цинкования может послужить основой для улучшения технологий изготовления стальных конструкций.
В частности, такой опыт будет полезен для совершенствования методик наложения сложных сварных швов, ужесточения требований к контролю, повышения качества обработки кромок после термической резки и так далее.
Как избежать дефектов, вызванных горячим цинкованием?
На основе проведенного эксперимента и изучения различных источников, профессиональной литературы инженеры компании UST Inc. выработали рекомендации, как избежать разрушения при горячем цинковании.
Для ответственных конструкций в качестве первичной меры рекомендуется указывать марку стали, исходя из ее ударной вязкости (должна быть одинаковой для всей конструкции). Наиболее предпочтительными являются стали J0, J2 и выше. Это не гарантирует исключения проблем при горячем цинковании, но может значительно снизить риск появления дефектов.
Необходимо руководствоваться локальными требованиями профильных предприятий касательно горячего цинкования с четким соблюдением их рекомендаций по конструированию.
Для исключения либо уменьшения напряжений в местах возможных концентраторов обязательна разработка технологической карты на сварку металлоконструкций с непременным указанием последовательности формирования сварных швов, дополнительного прогрева и так далее.
При производственных возможностях предприятия и наличии квалифицированных специалистов рекомендуется произвести расчет с использованием специализированных конечно-элементных программных комплексов по учету остаточных напряжений и их влияния на результат горячего цинкования.
При крупносерийном производстве, реализации сложных конструктивных решений необходимо изготовить ряд экспериментальных образцов, горячее цинкование которых позволит объективно оценить возможность применения данных решений с позиции дальнейшего использования.
Telegram 
Дзен 
VK Молодая женщина, возвращения которой из мертвых местное общество, по-видимому, сильно опасалось, имела скандинавские корни и поэтому могла считаться чужестранкой, предположили авторы нового исследования. Ученые также смогли установить много других интересных подробностей о жизни и смерти девушки.
Качественное дошкольное образование закладывает прочный фундамент успехов на долгие годы вперёд — вплоть до выпускного класса. Двадцатилетнее исследование показало, что дети, которые в возрасте четырех лет перед поступлением в школу посещали бесплатные государственные подготовительные классы, учатся существенно лучше сверстников, посещавших обычные детские сады с упором на простой присмотр или оставшихся на домашнем воспитании.
Международная исследовательская группа с участием профессора Центра инженерных систем и наук Сколтеха Александра Корсунского впервые в мире провела прямое измерение механических напряжений в зоне контакта между алмазным индентором и сложным наноструктурированным покрытием с разрешением менее 80 нанометров. Используя синхротронную рентгеновскую нанодифракцию на синхротроне ESRF в Гренобле, ученые показали, что многослойное покрытие из керамического ZrN с прослойками аморфного сплава ZrCu на 30% эффективнее рассеивает упругую энергию по сравнению с монолитным аналогом, предотвращая распространение трещин. Результаты дают инженерам прямые количественные критерии для проектирования защитных покрытий нового поколения.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Со стороны профессия летчика-испытателя часто выглядит как череда опасных полетов, требующих бесстрашия и способности мгновенно импровизировать. В действительности ее основу составляют методика, дисциплина, технические знания и умение честно рассказать о каждой особенности машины. Его задача — не просто поднять самолет в воздух, но и понять, насколько точно он выполняет команды, предсказуемо ли ведет себя на сложных режимах и какие изменения необходимо внести в конструкцию или систему управления.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно