1. Идентификация материалов в условиях эксплуатации судна

1. Цель работы

1.1. Ознакомиться с методами идентификации материалов в условиях судна при отсутствии сложного лабораторного оборудования.

1.2. Провести идентификацию предложенных материалов и определить их пригодность для использования при изготовлении и ремонте СТС.

2. Основные теоретические положения и методические указания

При эксплуатации судна на корпус и судовые технические средства действуют различные эксплуатационные факторы: качка при шторме, изнашивание сопрягаемых поверхностей в дизелях, коррозия, нагрев головок поршней и крышек рабочих цилиндров дизеля и др. Это приводит к образованиюэксплуатационных повреждений: трещин в корпусе судна, износу трущихся деталей и увеличению зазора в сопряжениях, коррозионным повреждениям, разрушению деталей и, в конечном счете – к авариям.

Для того чтобы обеспечить нормальную работу судна, его периодически ремонтируют. Заводской ремонт(плановый) выполняют на судоремонтных заводах силами береговых служб³.

Аварийныйивосстановительный ремонтыотносятся к категории внеплановых – они обычно проводятся силами экипажа для устранения причин и последствий повреждений, вызванных аварийным случаем или стихийным бедствием. В этой ситуации приходится решать вопросы, связанные с заменой или восстановлением (изготовлением новых) поврежденных элементов корпуса судна или его СТС. Важнейшей задачей при его проведении являетсяидентификация материала– установление тождественности выбранного материала какому-либо известному (в данном случае – материалу поврежденного элемента). Совпадение нескольких признаков (не менее 3-х) позволяет делать выводы практически со 100%-ной гарантией. На судах вполне доступен ряд простых методов, не требующих сложного аппаратурного оформления.

Идентификация по цветуоснована на анализе отраженных от поверхности материала электромагнитных волн длиною 390…750 нм, образующих видимый спектр ЭМ-излучений. В ряде случаев он служит характерным признаком металлических материалов. Например, по нему можно практически безошибочно выделить медь: химически чистая – розового цвета, технически чистая — красного (табл. 1.1).

У сплавов на ее основе – латуней и бронз – по мере увеличения содержания легирующих элементов цвет меняется от красно- до светложелтого. Для установления принадлежности материала к группе сталей, чугунов, алюминиевых и ряда других сплавов, имеющих цвет от серого до серебристо-белого, необходимо иметь достаточные практические навыки или дополнительно использовать другие идентификационные признаки.

Таблица 1.1.

Идентификационные признаки некоторых металлов

Название	Массовый кларк, %	Плотность γ, г/см^3	Цвет	Магнитные свойства	Относительная стоимость
Алюминий	7.45	2.7	Светлосерый		10
Вольфрам	0.007	19.3	Светлосерый		177
Железо	4.2	7.87	"Стальной"	Да	1
Золото	5×10^-7	19.3	Желтый		75000
Кобальт	0.002	8.7	Блестящий светлый	Да	169
Магний	2.55	1.74	Светлосерый		8
Медь	0.01	8.95	Розовый, красный		10
Молибден	0.001	10.2	Светлосерый		182
Никель	0.02	8.9	Блестящий светлый	Да	31
Ниобий	3×10^-5	8.6	Светлосерый		385
Олово	0.008	7.3	Тусклосветлый		154
Серебро	1×10^-5	10.5	Серебристобелый		7500
Свинец	0.0016	11.3	Тусклосерый		10
Титан	0.61	4.54	Блестящий светлый		23
Цинк	0.005	7.11	Светлосерый		6
Цирконий	0.02	6.5	То же		208
Примечание: жирным шрифтом выделены наиболее распространенные в судостроении и судоремонте металлы

Идентификация по плотностиматериала, характеризующей его массу в единице объема, является важным дополнительным показателем его принадлежности к той или иной группе. Она определяется по формуле:

,

(1.1)

где γ – плотность материала, г/см³;M – масса детали, г (определяется путем взвешивания на весах с точностью не менее 0,5 г);V– объем детали, см³.

В случае простой конфигурации детали ее объем нужно определять с помощью прямых измерений штангенциркулем с точностью не менее 0,1 мм. Если же форма сложная или имеется множество элементов, то его определение можно выполнить опусканием в мерный цилиндр подвешенной на тонкой нити детали как разность между делениями шкалы, соответствующую объему вытесненной жидкости. Плотность материала рассчитывают с точностью до 0,1 г/см³.

Оценка магнитных свойствматериала детали может быть осуществлена простым магнитом. Ферромагнетики (см. табл. 1.1) и сплавы на их основе достаточно энергично взаимодействуют с ним, притягиваются один к другому и требуют заметного усилия отрыва. Количественно это усилие можно оценить с помощью прибора ИТП-1(рис. 1.2).