Долговечность металлических конструкций

Долговечность металлических конструкций

Долговечность металлических конструкций определяется в первую очередь коррозионной стойкостью металла. Сопротивляемость металла коррозионным повреждениям зависит от химического состава и проверяется путем длительной выдержки образцов в агрессивной среде. Мерой коррозионной стойкости служит скорость коррозии по толщин металла, мм/год. С течением времени свойства стали несколько меняются: увеличиваются предел текучести и временное сопротивление, снижается пластичность, сталь становится более хрупкой. Это явление называется старением стали (см. пол разд. 1.3). Склонность стали к старению оценивается по результатам испытания на ударную вязкость искусственно состаренных образцов (после механического старения). При изготовлении и монтаже металлических конструкций широко используются такие операции, как гибка, резка, строка, сверление отверстий, связанные с процессами упруго пластического изгиба, скалывания, обработки резанием, термическим воздействием. Для качественного выполнения этих операций металл должен иметь соответствующие технологические свойства. Так, повышенная твердость затрудняет сверление и механическую резку, недостаточная вязкость приводит к возникновению в гнутых деталях трещин, термическое воздействие ускоряет процесс старения металла и способствует его переходу в хрупкое состояние. Оценка технологических свойств металла производится по химическому составу. В зависимости от содержания отдельных элементов устанавливается режим огневой резки и сварки. Влияние пластических деформаций и термическою воздействия на упрочивавшие металла определяется по результатам испытаний на ударную вязкость после искусственного старения. Для этого образец подвергается растяжению до остаточного удлинения 10% и последующему отпуску в печи при температуре 250 "С. Для предотвращения возникновения трещин при изготовлении гнутых деталей проводятся испытания на холодный изгиб. Плоский образец (рис. 1.3) загибается вокруг оправки определенного диаметра на 180°, при этом на внешней стороне образца не должны появляться трещины. Испытание даст качественную опенку вязкости металла. Таблица 1.1 Характеристики Условные обозначении Прокатная сталь Алюминиевые сплавы Чугун Объемный всс у. кН/см* 7.7 10 5 2.65 10 5 7.06 10 (плотность) , кг/м') (7,85 10') (2.7 10') (7.2- 10') Коэффициент линейного расширения а, см 1 0,12 • 10"4 0,23 -10 4 — Модуль упругости кН/см2 2,06 104 0,71 • I04 0,83 • I04—МО4 Модуль един га а кн/см2 0,78 104 0,27- I04 — Коэффициент поперечной деформации (при упругой работе материала) V 0.3 0.3 Расчет конструкций на. прочность дли обеспечении их надежности основываться на минимальных значениях прочностных характеристик. Оборудование же для механической обработки металла (сверление, строка, механическая резка и т.д.) с учетом возможного разброса свойств должно быть рассчитано на максимальные значения характеристик. Для сокращения затрат на увеличение мощности оборудования и повышения скорости обработки целесообразно ограничить верхние границы прочностных ха характеристик и прежде, всего временного сопротивления. Значения показателей основных свойств металлов устанавливаются в государственных стандартах (ГОСТах) и технических условиях (ТУ). В необходимых случаях при заказе металла оговариваются дополнительные требования ло тем или иным свойствам. Из физических характеристик металлов с точки зрения работы строительных конструкций наиболее важными являются плотность, модуль упругости лори растяжении, модуль упругости при сдвиге, коэффициент поперечной реформатор и коэффициент линейного расширения. Значения этих характеристик приведены а табл. 1.1.