Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy 8. Phục hồi chi tiết bị mòn bằng những phơng pháp phun kim loại. Ta có thể phun kim loại nóng chảy lên bề mặt chi tiết. Các giọt sơng kim loại đợc bay ra từ súng phun kim loại với tốc độ 100 300 m m/h ây v bắn vo bề mặt chi tiết, nh vậy bề mặt chi tiết sẽ không đợc bằng phẳng nhng lớp kim loại đó có độ bám cao. Chiều dầy lớp kim loại đợc phun có thể đạt tới 5-10mm. Dựa vo nguyên tắc lm nóng chảy kim loại, ta chia thnh các phơng pháp hồ quang điện, phơng pháp tần số cao v phơng pháp khí. Quá trình phun kim loại đợc thực hiện theo ba bớc : - Chuẩn bị bề mặt chi tiết cần phun. - Lm nóng chảy kim loại nóng chảy dây kim loại. - Đa kim loại nóng chảy lên bề mặt chi tiết. - Gia công bề mặt chi tiết. - Kiểm tra chất lợng. Để tăng độ dính kết của lớp kim loại mới phun thì bề mặt chi tiết phải đợc lm sạch phải tăng độ nhám bằng cách phun cát khô, hoặc các hạt vụn kim loại, hoặc cho tiện ren sâu, gia công bằng phơng pháp anốt. Sơ đồ lm việc của máy phun kim loại nhờ hồ quang điện đợc thể hiện trên hình 39. Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 37 1 - Dây hn. 2- Máy dịch chuyển dây hn. 3 - Dây điện. 4 - Tia kim loại. 5 - Chi tiết cần phun. Hình 39 1 3 2 2 1 4 5 1 Khí nén Khi dòng điện đi qua, giữa các đầu dây hn sẽ sinh ra hồ quang điện v dây hn sẽ bị nóng chảy. Ta cho một luồng khí nén đi vo lỗ tâm với áp lực 5-6 KG/cm 2 . Các giọt kim loại nóng chảy sẽ đợc phun lên bề mặt chi tiết. Ngời ta có thể dùng dòng điện với tần số cao để lm nóng chảy kim loại. Dòng điện cảm ứng trong dây có thể đạt tần số 200-500 kilôhéc. Sơ đồ nguyên lý lm việc của máy phun kim loại nhờ tần số cao đã nêu trên hình 40 . 1 - Dây kim loại. 2 - Cuộn cảm. 3 - ống dẫn nơc lm mát. 4 - Tia kim loại nóng chảy. 5 - Chi tiết. Hình 40 2 1 3 4 5 Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 38 Ngời ta cũng có thể dùng hỗn hợp khí axêtylen v ôxy để lm nóng chảy dây kim loại v phun lên bề mặt chi tiết. áp suất của khí nén đa các giọt kim loại nóng chảy lên bề mặt chi tiết l 3- 4 Kg/cm 2 . 9. Phục hồi bằng phơng pháp mạ. Một số chi tiết chỉ cần phục hồi chiều dy với một lớp rất mỏng nhng độ bám phải chắc, lúc đó ta dùng phơng pháp mạ. Ta có thể mạ crôm, mạ kền, mạ kẽm hoặc mạ hoá thép. Quá trình mạ đợc thực hiện theo các bớc: - Chuẩn bị bề mặt chi tiết cần mạ. - Cách ly khu vực không cần mạ của chi tiết. - Thực hiện công việc mạ. - Rửa chi tiết v kiểm tra. Chất điện phân thờng dùng l dung dịch axít octophốt pho 65% v axít lu huỳnh Trong quá trình phun kim loại nóng chảy ta chỉ đợc phép phun một lần. Nếu phun hai hoặc nhiều lần thì lớp kim loại phun sau rất dễ bị tróc khỏi lớp kim loại phun lần trớc. 15% hoặc anhydric cromic (CrO 3 ). Độ đậm đặc dòng điện anốt l 30-40 A/dm 2 , nhiệt độ dung dịch điện phân l 20 40 0 C, thời gian l 1-2 phút. 1. Sự hoá thép. Đây l sự kết tủa của sắt lên chi tiết trong quá trình điện phân trong dung dịch muối axit thấp clorit v lu huỳnh. trong chất điện phân clorit có chứa clorua sắt (FeCl 2 .4H 2 0) ở giới hạn300-400g/lít ở nhiệt độ 60-70 0 . Cực dơng lm bằng thép cacbon thấp. Thời gian mạ phụ thuộc vo độ đậm đặc của dòng điện. Mật độ dòng điện cng tăng thì độ cứng của lớp mạ tăng v độ dính kết cng tăng. Nên chọn mật độ dòng điện mạ l 10-20 A/dm 2 v tốc độ mạ l 0.2-0.9 mm/giờ. 2. Mạ crôm. Crôm l chất thụ động nên nó có tính chất của kim loại điện dơng. Crôm điện phân có độ cứng cao, hệ số ma sát thấp, tính chống dỉ cao. Dung dịch điện phân l anhydrit crôm (150-250gCrO 3 cho 1 lít nớc). Chất lợng v tính chất của lớp mạ phụ thuộc vo nhiệt độ chất điện dung v độ đậm dặc của dòng điện. Ta chọn độ đậm đặc của dòng điện trong khoảng 10-70A/dm 2 , nhiệt độ chất điện phân l 40-60 0 C. 3. Mạ kền. Mạ kền để có đợc một lớp kim loại đẹp v chóng dỉ tốt. Chiều dy tối thiểu của lớp mạ kền l 12-30 micrông. Để tránh có các lỗ hổng, trớc khi mạ kền ta mạ một Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy lớp đồng lên chi tiết. Điện dung khi mạ kền l 300g kền/1lít nớc. Nhiệt độ dung dịch l 50 0 C, độ đậm đặc của dòng điện l 5-10 A/dm 2 . 4. Mạ kẽm. Mạ kẽm dùng để phục hồi hoặc tạo lớp chống dỉ với chiều dy 5-30 micrông. Chất điện dung l axít natri (40g/lít) natri xiamin (8.5 120g/1lít) xút (60g/1l). Nhiệt độ điện dung l 18 - 40 0 . Độ đậm đặc dòng điện l 1- 4/dm 2 . 10. Sửa chữa các biến dạng d. Các biến dạng d l những hiện tợng cong vênh, lồi lõm của các kết cấu. Phụ thuộc vo tính chất, vo mức độ biến dạng m ta có thể sử dụng các phơng pháp cơ, phơng pháp nhiệt, phơng pháp cơ-nhiệt, phơng pháp gia cờng khu vực biến dạng. 1. Phơng pháp cơ.Ta có thể dùng búa để nắn các cơ cấu khi chúng bị cong vênh. Phơng pháp ny chỉ đợc áp dụng khi cơ cấu bị biến dạng nhỏ. Thiết bị để nắn l kích, vít, tăng đơ, búa. Việc dùng búa l hạn chế vì khi dùng búa để đập vo cơ cấu thì tinh thể kim loại tại vùng đó bị biến cứng, giảm tính đn hồi của kim loại. Mặt khác khi dùng búa thì điều kiện lao động sẽ nặng nhọc đặc biệt l khi sửa chữa các cơ cấu có tiết diện lớn. Ta phân biệt việc nắn các cơ cấu tôn mỏng v các cơ cấu tôn dy. Khi nắn cơ cấu tôn mỏng có thể đỉnh vết lồi lõm đột ngột mất tính ổn định v nó dễ chuyển sang phía đối diện. Ta có thể nắn các cơ cấu tôn mỏng ta thờng sử dụng phơng pháp nhiệt. Bản chất của phơng pháp ny l dựa vo tính chất dãn nở của tôn khi bị nung nóng v co lại khi bị lm nguội. Để sửa chữa vết lồi lõm của tấm tôn ta dùng đèn oxy-axêtylen nung nóng phía bên lồi sau đó để nguội hoặc lm nguội nhanh thì các thớ kim loại phía mặt lồi sẽ co lại, tức l lm giảm độ lồi lõm của tấm tôn. Để tăng lực kéo khi tôn bị lm nguội, ta có thể sắp xếp vùng gia nhiệt gần đỉnh vết lồi . Nhng khi đó có thể dẫn đến sự mất ổn định cuẩ tấm tônv đỉnh vết lõm lại l đỉnh vết lồi. Do đó việc nung nóng nên bắt đầu từ ngoi vo tới đỉnh vết lồi. Việc nung nóng có thể thực hiện theo các vệt đốm tròn hoặc theo từng dải thẳng hoặc dải chéo (hình 41). Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 39 Hình 41 Nun g nón g theo đốm tròn Nun g nón g theo dải Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy Đối với tôn thép đóng tu (thép các bon) thì nhiệt độ nung nóng l 750 - 800 0 C. Nếu nung theo vết đốm tròn thì đờng kính đốm nung l 30 - 40 mm, nếu nung theo dải thì hớng nung đi dọc theo chiều di vết lồi. Khi chiều rộng vết lồi lớn thì ta nung theo hai dải chéo nhau. Thứ tự nung phải bắt đầu từ chỗ có độ cứng lớn (gần cơ cấu) đến chỗ có độ cứng nhỏ hơn. Khoảng cách tâm của các đốm nung l 78 - 80 mm tuỳ thuộc vo chiều dy của tôn. Để tăng tốc độ ta có thể dùng hai mỏ cắt đồng thời để nung. Nếu nung theo chiều di thì chỉ tiến hnh nung dải tiếp khi dải đầu đã nguội hon ton. Để tăng hiệu quả ta có thể lm nguội cỡng bức, tức l dội nớc vo vệt nung sau khi đã đạt nhiệt độ cần thiết hoặc cho thổi trực tiếp khí vo chỗ đã nung. Với các vết lõm sâu, ta phải cắt xẻ thnh 4 phần. Sau khi cắt xẻ nắn lại v hn lại (hình 42). Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 40 1 3 2 4 Hình 42 Khi nắn hai cơ cấu nối với nhau nh tôn v cơ cấu, vách v boong v.v ta tiến hnh nắn cơ cấu có độ biến dạng lớn v có độ cứng lớn trớc, sau đó nắn cơ cấu thứ hai, lúc đó cơ cấu đã đợc nắn trớc sẽ không bị biến dạng theo. 3) Phơng pháp cơ - nhiệt. Với các cơ cấu tôn dy (trên 5 mm) ta phải nhờ tác dụng cơ v nhờ tấc dụng của nhiệt. Đầu tiên ta nung nóng khu vực biến dạng tới 750 - 800 0 sau đó dùng búa, hoặc kích hoặc kích hoặc tăng đơ để nắn cơ cấu đó ( hình 43). b a b a - Dùng vít. b - Dùng kích. Hình 43 Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy Trờng hợp dùng nhiệt để sửa chữa các vết lồi lõm của tôn du ta cần đặc biệt chú ý đến kích thớc v khoảng cách các đốm nung. Nếu nung theo đốm tròn thì đờng kính vết nung sẽ l d = 8 + 10 mm ( - chiều dy tôn mm). Bán kính vị trí tâm các vết nung sẽ l R = d + 150 mm - 4f mm Trong đó f - độ võng vết lồi lõm ( hình 44) a R Hình 44 Hình 45 Đầu tiên ta nung tại vị trí tâm đờng tròn 1, sau đó lần lợt nung theo các vị trí 2, 3, 4.Nếu cha đạt yêu cầu để vết lồi lõm mất đi thì ta nung tiếp ở vị trí số 5, 6, 7. Nếu chỉ có tôn bao bị lồi lõm, cơ cấu không biến dạngv f (độ võng) 20% K s (K s khoảng cách các cơ cấu). Chiều rộng hoặc chiều di vết lồi lõm không vợt quá 20 f thì ta không cần phải sửa chữa vết lồi lõm. Nếu cơ cấu không biến dạng, tôn bị lợn sóng v f 5 thì ta cũng không cần sửa chữa. Khi sửa chữa tôn bao có biến dạng sóng (hình 45) ta nên nung theo chiều di v các dải nung tạo với cơ câu một góc 45 0 , khoảng cách giữa các dải nung song song l 100-150mm, khoảng cách giữa các dải nung vuông góc l (0.3-0.5) lần chiều di vết nung. Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 41 Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy a =100 - 150 mm; b = (0.3 - 0.5)c; c 200- 250 mm tuỳ thuộc vo mức độ biến dạng khi hn tôn bao với cơ cấu ta thờng thấy tôn bao bị biến dạng góc (hình 46). Để sửa chữa biến dạng ny ta dùng phơng pháp nhiệt. Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 42 Hình 46 20 200 40 Cơ cấu a a b Trong trờng hợp ny ta nung theo dải song song với cơ cấu (hoặc nung trực tiêp tại vị trí cơ cấu). Các vết nung ở hai bên một cơ cấu phải đối xứng nhau qua cơ cấu v cách cơ cấu một đoạn c = 100mm. Chiều di vết nung b 200 mm v khoảng cách vết nung a = 100 - 150 mm. Mỗi vết nung đều đi theo hình sóng. 1. Phơng pháp thay thế. Nếu độ biến dạng lớn vợt quá giới hạn cho phép thì ta phải tiến hnh bỏ phần biến dạng, thay mới cơ cấu khu vực đó. Ta phân biệt hai trờng hợp: thay thế tôn bao hoặc thay mới cả tôn bao v cơ cấu. + Khi thay thế tôn bao, trứơc hết ta phải xác định vị trí đờng cắt bỏ phần tôn cũ. Đờng cắt phải cách xa vị trí cuả các cơ cấu (sờn, sống, x ngang v.v ) một khoảng cách 100 mm hoặc bằng khoảng cách cơ cấu tại vùng thay tôn. Đờng cắt phải ở vị trí có ứng suất nhỏ nhất v cách xa vị trí có tiết diện thay đổi đột ngột. Thí dụ khi thay thế tôn boong, các mối nối tôn tiếp cận với thnh dọc miệng hầm hng phải cách cạnh ngang của miệng hầm hng treen 2.25 R( trong đó R l bán kính góc lợn hầm hng). Các mối nối tôn nắp boong không đợc trùng với các mối nối thnh x ngang miệng hầm hng ( hình 47 ) Hình 47 Mé p boon g Mé p boon g Tôn tha y mới Miện g hầm hn g Miện g hầm hn g R Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy Các đờng cắt tôn cũ không nên đặt gần với các đờng hn nối tôn cũ v khoảng cách đó ít nhất l 100 mm v không đợc tạo với đờng hn cũ một góc quá nhỏ dới 60 o . Tại góc các đờng cắt phải đợc lợn tròn, bán kính góc lợn phải lớn hơn 3 lần chiều dầy tôn nhng không nhỏ hơn 30 mm. Khi thay tấm tôn tại vị trí lỗ khoét( tròn ) m lỗ khoét chỉ nằm một phần trong tấm tôn thay thế ta phải thoả mãn yêu cầu nêu trên hình 48b hoặc khi tấm tôn thay thế cắt chéo đờng hn nối tôn cũ thì ta cũng phải thoả mãn yêu cầu nêu trên hình 48c. 60 0 100 mm 60 5 + 50 mm Lỗ khoét a) b) c) 60 0 60 0 Hình 48 + Sau khi đã lấy dấu đờng cắt, ta dùng mỏ cắt hơi để cắt bỏ tấm tôn bị biến dạng. Tuỳ theo vị trí của tấm tôn thay thế m ta chọn chiều cắt v thứ tự đờng cắt cho hợp lý. Trong mọi trờng hợp ( trừ khi cắt theo đờng tròn ) ta không nên bắt đầu đờng cắt từ góc tấm tôn. Vị trí bắt đầu cắt nên cách góc tấm tôn thay thế một đoạn 100 200mm. Nếu tấm tôn thay thế nằm ngang thì chiều cắt theo chiều thuận tay của ngời thợ v nên thổi từ phía trên xuống. Nếu tấm tôn thay thế ở t thế đứng hoặc nghiêng thì chiều cắt từ trên xuống v nên cắt đờng cắt phía dới trớc, sau đó cắt đờng cắt hai bên, đờng cắt ngang phía trên cắt sau cùng ( Hình 49 ) Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 43 Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy 1 3 4 Đờn g cắt 2 Tấm tôn nằm n g an g Tấm tôn đứn g ( n g hiên g ) Đờn g cắt 1 4 3 2 Hình 49 Trong trờng hợp tấm tôn phải thay l tấm chịu nhiều lực, ngời ta phải cắt cách xa mép đờng hn cũ một khoảng 5mm đối với mối hn dọc v 20 mm đối với hn ngang. Đối với tấm tôn di trên 10 m đòi hỏi phải có quy trình cắt đầy đủ. Để bảo hiểm cho tấm khỏi rơi ta cần để lại sau mỗi mét cắt một đoạn khoảng 20mm. Những đoạn ny ta sẽ cắt sau khi các tấm tôn đợc giữ bằng cẩu hoặc thiết bị ép giữ ( hình 50a ) +Tháo dỡ v vận chuyển tấm tôn bị hỏng bằng cách dùng tai cẩu hn vo tấm( hình 50b ). Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 44 Móc cẩu Vít Nêm 45-60 ab Hình 50 + Sau khi đã cẩu tấm tôn ra khỏi thân tu ta tiến hnh sửa lại các mép hn tren các tâm tôn còn laị. Đôi khi phải cắt đi tại các mép một khoảng ít nhất l 5mm nữa. Vì khi cắt bỏ tấm tôn thay thế ta không có đủ điều kiện để đờng cắt thật tốt. Điều ny sẽ lm cho lỗ có phần rộng hơn. + Việc xác định kích thớc hình dáng thực của tấm tôn thay thế có thể dựa vo dỡng mẫu hoặc đo trực tiếp trên tu. Nếu không thể xác định chính xác thì khi gia công tấm tôn thay thế ta nên gia công chính xác hai mép tôn kế tiếp, còn hai mép tôn còn lại ta để lợng d khoảng 25 50mm. Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy + Lắp đặt tấm mới lên tu. Việc lắp đặt tấm tôn mới ta tiến hnh theo trình tự sau: - Hn các tấm dẫn hớng( hình 51) để phục vụ cho việc lắp đặt tấm mới. Nếu tấm mới đợc lắp đặt từ phía trên xuống thì tấm dẫn hớng lắp đặt ở phía dới, còn nếu tấm mới lắp từ phía dới lên thì tấm dẫn hớng lắp đặt ở phía trên. Biên soạn: Nguyễn Mai Lâm 45 2 1- Tấm tôn cũ 2- Cơ cấu 3- Tấm dẫn hớn g Hình 51 Số lợng tấm dẫn hớng tuỳ thuộc vo chiều di tấm tôn v trọng lợng tấm tôn thay mới. Thờng dùng từ 2 đến 3 tấm dẫn hớng. - Bớc tiếp theo l chuyển tấm tôn ra tu. Dùng cần cẩu để đa tấm tôn mới vo vị trí, điều chỉnh hai mép tôn đã đợc gia công hon chỉnh với các mứp tơng ứng trên tu. - Cắt lợng d: Việc cắt lợng d tại 2 mép tôn còn lại trên tấm tôn thay mới đợc thực hiện từ phía trong ra dựa theo mép tôn của tấm tôn cũ trên thân tu. Trong trờng hợp không thể cắt từ phía trong ra (vì không gian bên trong không cho phép thợ lm việc) lúc đó phải vạch dấu đờng cắt ở phía ngoi. Đờng dấu ny đợc vạch phải căn cứ vo mép tôn của tấm tôn cũ trên thân tu. Sau khi đã cắt lợng d ta ép tấm tôn mới vo vị trí. Dùng nêm hoặc vít để điều chỉnh cho hai mép tôn mới v cũ trùng nhau (hình 52). Hình52 Độ chênh hai mép tôn cho phép 0.5mm, chiều rộng kẽ hở chân mối hn 2- 0.5mm. 3 1 2 3 1- Tấm tôn cũ. 2- Tấm tôn thay mới. 3- Nêm 1 . xác thì khi gia công tấm tôn thay thế ta nên gia công chính xác hai mép tôn kế tiếp, còn hai mép tôn còn lại ta để lợng d khoảng 25 50 mm. Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy + Lắp đặt. b a b a - Dùng vít. b - Dùng kích. Hình 43 Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy Trờng hợp dùng nhiệt để sửa chữa các vết lồi lõm của tôn du ta cần đặc biệt chú ý đến kích. kền ta mạ một Giáo trình: Công nghệ sửa chữa vỏ tu thủy lớp đồng lên chi tiết. Điện dung khi mạ kền l 300g kền/1lít nớc. Nhiệt độ dung dịch l 50 0 C, độ đậm đặc của dòng điện l 5- 10 A/dm 2 .