6. Руйнування металоконструкцій

6.1. При руйнуванні металоконструкцій дозволяється використовувати шпурові, накладні та неконтактні заряди.

6.2. Шпурові заряди дозволяється використовувати для дроблення металевих виробів при товщині конструкції більше . Шпури діаметром 30 - у металі дозволяється бурити свердлами або пропалювати киснем (кисневий спис). Шпури необхідно розташовувати по лінії різання із кроком, що дорівнює 1 - 1,5 довжини шпуру, але не більше 30 - один від одного. Довжина шпуру повинна становити 1/2 - 2/3 товщини конструкції, що підривається, для сталі може доходити до 3/4 товщини. Довжина заряду повинна становити 0,7 довжини шпуру, а частину шпуру, що залишилася, необхідно забити сухим піском або глиною.

6.3. Накладні заряди дозволяється застосовувати для перебивання фасонних або складених конструкцій, металевих листів і плит товщиною до . Масу накладного заряду необхідно визначати за формулою

Qн = KsS, кг,

(8.18)

де

-

маса накладного заряду, кг;

Ks

-

розрахунковий коефіцієнт, кг/мм-2;

S

-

площа поперечного перерізу конструкції, що перебивається, мм-2.

Розрахунковий коефіцієнт Ks приймають відповідно до табл. 8.3 (додаток 38).

При перебиванні фасонних і складених конструкцій масу заряду необхідно визначати для кожної частини окремо.

6.4. Сталеві труби та пустотілі об'єкти дозволяється дробити зарядами, розташованими на зовнішній поверхні труб довжиною не менше 3/4 кола. Площу поперечного перерізу конструкції, що перебивається, у цьому випадку необхідно визначати за формулою

Sm = πDmst, мм-2,

(8.19)

де

Dm

-

зовнішній діаметр труби, мм;

st

-

товщина стіни труби, мм.

6.5. Сталеві стрижні, троси та інші металоконструкції дозволяється перебивати парними зосередженими зарядами, розташованими з двох протилежних боків предмета, що перебивається, зі зрушенням одного відносно іншого. Вибух обох зарядів необхідно проводити одночасно. Масу кожного із зарядів необхідно приймати з розрахунку на 1 см-2 перерізу при діаметрі до і - при діаметрі більше .

6.6. Для перебивання та прибивання сталевих листів необхідно застосовувати кумулятивні заряди. Діаметр кумулятивної порожнини необхідно визначати за формулою

dв = 1,5st, м,

(8.20)

де

st

-

товщина листа, що перебивається, м.

Кумулятивна порожнина повинна бути облицьована жерстю завтовшки 0,5 - .

6.7. При перерізуванні металоконструкцій необхідно використовувати переважно ШКЗ і подовжені кумулятивні заряди заводського виготовлення. ШКЗ залежно від марки повинен забезпечити на повітрі розрізання перешкоди (Ст3) завтовшки 4 - (табл. 8.4 (додаток 39)).

7. Зварювання вибухом

7.1. Зварювання вибухом дозволяється використовувати для виготовлення багатошарових (найчастіше біметалічних) листів, штаб, циліндричних виробів, композиційних матеріалів волокнистої будови з різноманітних металів і сплавів, у тому числі з тих, зварювання яких іншими способами ускладнене.

7.2. Зварювання вибухом плоских пластин (кутової та паралельної) необхідно проводити за основними схемами зварювання вибухом, що наведені на рис. 8.7 (додаток 40).

При детонації шару ВР ділянки пластин, що метають, під дією високого тиску продуктів детонації, що розширюються, послідовно набувають швидкості U, що дорівнює декільком сотням метрів на секунду, пластина, яку метають, повертається відносно свого початкового положення та ударяється з нерухомою пластиною під певним кутом зіткнення γ. При цьому точка контакту K рухається уздовж поверхні нерухомої пластини зі швидкістю Vk. Унаслідок високої швидкості співударяння в місці контакту розвивається високий тиск і метал переходить у пластичний стан, відбувається очищення поверхонь, що зварюються, їх активація та утворення з'єднання. Міцне зварене з'єднання утвориться при деяких значеннях параметрів зіткнення. Для забезпечення випереджувального пластичного деформування в місці контакту необхідне дотримання умови Vk < Co, де Co - швидкість звуку в матеріалах пластин, що зварюються.

Якщо швидкість детонації D перевищує швидкість звуку Co, то для забезпечення дозвукового режиму зіткнення необхідно застосовувати кутову схему зварювання (рис. 8.7а (додаток 40)).

При використанні зарядів ВР з відносно низькою швидкістю детонації (D > Co) необхідно застосовувати тільки паралельну схему розташування пластин, які метають (рис. 8.7б (додаток 40)). Кутова схема повинна використовуватися тільки при зварюванні вибухом досить товстих пластин з відносно невеликими за площею масивними слябами.

7.3. Зварювання вибухом необхідно застосовувати для з'єднання вісесиметричних виробів і плакування циліндричних поверхонь за схемами. Схеми плакування стрижнів, трубчатих заготовок наведені на рис. 8.8 (додаток 41). Плакування стрижнів наведено на рис. 8.8а (додаток 41), плакування трубчатих заготовок - на рис. 8.8б - ґ (додаток 41)).

Для запобігання руйнуванню трубчатих заготовок і зменшення деформацій при плакуванні внутрішніх поверхонь необхідно використовувати міцні матриці та оправлення (рис. 8.8б (додаток 41)). Якщо заготовка, яку плакують, має діаметр, більший , то замість масивної матриці необхідно використовувати додатковий заряд ВР, який розташовують на зовнішній поверхні цієї заготовки (рис. 8.8в (додаток 41)), і підривати одночасно з внутрішнім зарядом ВР.

При плакуванні зовнішніх поверхонь трубчатих заготовок усередину заготовки необхідно вставляти стрижень з деяким зазором, що заповнюють водою або легкоплавким матеріалом (рис. 8.8г (додаток 41)).

7.4. Висоту заряду необхідно визначати за формулою

H = dkK1K2K3, мм,

(8.21)

де

dk

-

критичний діаметр заряду, мм;

K1

-

коефіцієнт, що враховує товщину металу елемента, приймається в межах 1 - 1,8 при товщині елемента від 3 до ;

K2

-

коефіцієнт, що враховує співвідношення мас елементів, що метають mмет, і нерухомого mосн; при mосн - пряма схема - K2 = 1; при - зворотна схема - K2 = (1 ÷ 1,2);

K3

-

коефіцієнт, що враховує пластичність металів, що з'єднують; для Ст3 - ОХ18Н10Т K3 = 1; для Ст3 - мідь MI K3 = 0,85.

Для інших металів коефіцієнт K3 необхідно визначати експериментально.

7.5. Товщина заряду ВР для більшості металів і сплавів, що зварюються (конструкційні та корозійностійкі сталі, мідь, нікель та їх сплави, титан тощо), повинна вибиратися за умови: товщина шару ВР 6 - на товщини пластини, яку метають. При товщині пластини, що метають, δ1 = 3 - товщина шару ВР h = 8 - на товщини пластини, а при δ1 > h = 6 - .

Вагу плоского заряду ВР необхідно визначати за формулою

Q = HSΔ, кг,

(8.22)

де

H

-

висота заряду (товщина), дм;

Δ

-

щільність ВР (насипна), кг/дм-3;

S

-

площа плоского заряду,

S = b (l + 0,145b), дм-2,

(8.23)

де

b

-

ширина пластини, що метають, дм;

l

-

довжина пластини, що метають, дм.

Параметри зарядів, що визначаються за цими формулами, повинні уточнюватися у кожному конкретному випадку експериментально.

7.6. Витрата ВР на зварювання вибухом для біметалу сталь - мідь (латунь - бронза) повинна становити 0,7 - 0,8 ваги пластини, що метають, або листа шару, що плакують; для біметалу сталь або нержавіюча сталь і титан - 0,8 - 1 ваги пластини, що метають.

7.7. При плакуванні тонкими пластинами (δ1 < ) між шаром ВР і пластиною, що метають, необхідно розміщати проміжну прокладку з гуми або пластмаси. У цьому випадку при виборі товщини шару ВР необхідно враховувати наявність прокладки. Початкова ширина зварювального зазору приймається рівною Δ0 = (1,0 - 1,5)⋅δ1.

При зварюванні металів, що вступають у хімічні реакції з утворенням крихких з'єднань (сталь + титан, сталь + алюмінієві сплави, сталь + свинець), необхідно використовувати проміжні прокладки з матеріалів, що не утворюють крихких фаз з металами, що зварюються. Необхідна товщина прокладки повинна становити 0,5 - .

Оптимальні початкові параметри зварювання вибухом деяких пар металів наведені в табл. 8.5 (додаток 42).

8. Штампування вибухом

8.1. Штампування металу вибухом дозволяється застосовувати при виготовленні великогабаритних виробів, які важко штампувати (особливо з надміцних металів), частин літаків, кораблів, резервуарів тощо. Цей метод вибухової обробки металу необхідно використовувати також при виробництві дрібносерійних виробів із металів, що добре піддаються штампуванню.

8.2. Енергією вибуху дозволяється здійснювати такі операції: пробивання отворів у заготовках, а також у вже відформованих деталях; вирізку отворів вікон і різних отворів у заздалегідь виготовлених великогабаритних деталях типу обшивок, кожухів і капотів; формоутворення, тобто одержання з плоскої або об'ємної заготовки різних криволінійних поверхонь; витяжку; відбортування отворів; утворення жорсткостей і рифів; обтиснення країв трубчатих деталей; калібрування; плоску та просторову правку тощо.

8.3. При листовому штампуванні з використанням енергії вибуху дозволяється застосовувати порох і потужні ВР.

Способи передачі енергії від заряду до заготовки наведені в табл. 8.6 (додаток 43).

8.4. При формоутворенні листових деталей з використанням енергії порохового заряду обладнання для ведення процесу повинне відповідати таким вимогам:

робоча частина установки, в якій відбувається горіння порохового заряду та деформування заготовки, повинна являти собою герметично закриту камеру, розраховану на максимальний робочий тиск;

для більш інтенсивного горіння порохових зарядів вільні від заряду обсяги камери повинні бути мінімальними; для заповнення зайвих первинних обсягів дозволяється використовувати проміжне еластичне або рідке нестисливе середовище;

пороховий заряд повинен бути ізольований від рідкого середовища, щоб уникнути припинення горіння в результаті змочування пороху рідиною.

Порох (димний або бездимний) ініціюється електрозапальником.

8.5. При штампуванні вибухом з використанням потужних ВР дозволяється отримувати деталі різних розмірів з високоміцних матеріалів.

8.6. Контактний вибух дозволяється застосовувати при операціях видавлювання, вирубки тощо. При формуванні вибухом неконтактного заряду, розташованого на деякій відстані від заготовки, у якості середовища, що передає тиск вибуху на заготовку, дозволяється використовувати повітря, рідину або сипке середовище.

8.7. У якості передавального середовища дозволяється використовувати повітря та воду.

8.8. Сипка речовина (пісок, алюмінієвий порошок тощо) повинна застосовуватися у якості передавального середовища при формуванні та калібруванні з підігрівом.

8.9. Роботи з формування плоских деталей необхідно проводити в установці басейнового або наземного типу.

8.10. Величину заряду для штампування листового металу, форму та інші параметри необхідно визначати дослідним шляхом.

8.11. При штампуванні зосередженими зарядами (у вигляді сфери, напівсфери тощо)

відстань від центру заряду до заготовки (деталі) визначається відносною товщиною деталі , де S - товщина заготовки; D - діаметр деталі.

8.12. При використанні кільцевих або спіральних зарядів із ДШ або пластичних ВР відстань від центру заряду до заготовок дозволяється зменшити.

9. Вибухові роботи з подрібнення криги на водоймах

9.1. Підривання криги на річках і водоймах при льодоході необхідно проводити з метою захисту мостів, гребель, гідроелектростанцій, річкових портів, суден та інших інженерних споруд, для попередження повеней тощо. Вибухові роботи для боротьби з кригою дозволяється проводити там, де неможливе застосування звичайних методів руйнування криги на водоймах (підняття або пониження рівня води, застосування криголамів тощо). Необхідність проведення вибухових робіт, їх обсяги необхідно визначати на основі досвіду минулих років і залежно від умов майбутнього льодоходу.

9.2. При обстеженні об'єктів, що необхідно захистити, повинні бути визначені технічний стан найбільш уразливих елементів, їх система, кількість і величина прольотів у світлі, висота розташування прольотної споруди, наявність кригорізів, їх конструкція, стан тощо.

Окрім цього повинні бути встановлені і визначені:

товщина крижаного покриву, його структура та ширина (від них залежить потужність льодоходу), витрати ВМ і трудомісткість робіт;

торосисті та заторні ділянки, утворені в період льодоходу, що збільшують небезпеку, загрозливу для споруд, і потребують збільшених витрат ВМ;

полії, що збільшують товщину крижаного покриву і, як правило, витрати ВМ;

водойми, звідки можуть з'явитися великі крижані поля;

низьководні та наплавні мости і поромні переправи, зірвані льодоходом;