Andy Marine では、実践的な製造知識は時間をかけて構築された最も貴重な資産の 1 つであると信じています。
当社のワークショップ内には、材料の選択、鋳造プロセスから仕上げ、品質管理に至るまで、ステンレス鋼の船舶用ハードウェアに長年取り組んできたエンジニア、生産スペシャリスト、経験豊富な技術者がいます。
これらの洞察の多くは、コンポーネントが故障する理由、海洋環境でさまざまな材料がどのように機能するか、信頼性の高いハードウェアを開発する際に本当に重要な詳細は何かなど、日々の生産経験を通じて得られます。
ただし、この実践的な知識は多くの場合、ワークショップ内でのみ共有され、調達やエンジニアリングの決定を下している顧客に届くことはほとんどありません。
エンジニアの話 は、これらの会話を整理し、船舶用ハードウェアの背後にある製造経験を共有するための私たちの取り組みです。
このシリーズでは、船舶用ハードウェア メーカーの視点から、材料、製造プロセス、設計上の考慮事項、実際の教訓について説明します。
今日の ENGINEER TALKS Ep.36 は、編集者の私が執筆した、Engineer Wu によるお届けです。
ベース 2 枚、図面封筒 1 枚
同じエンベロープ、同じボルト パターン、同じ荷重経路という、仮想のクリート ベースのペアを考えてみましょう。 1 つはプレートから溶接され、もう 1 つは一体的に鋳造されます。ベンチでは彼らは似ている。
どちらが強いかを本能的に尋ねます。もっと良い質問は、このプロジェクトがどの障害を検査できるかということです。最終的な適合性は依然として船舶の構造と適格な審査に依存します。このエピソードはボートではなくルートに関するものです。
ルートが実際に決定するもの
リスクが存在する場所。鋳造品では、鋳型が満たされているかどうか、冷却時にセクションが供給されているかどうかなど、凝固状態にあります。これらは完成品には表示されず、すべてゲート、ライザー、断面設計によって制御されます。溶接部では、リスクは接合部、つまり金属が溶けた場所、溶接部の側面の特性が変化した場所、形状が応力を集中させる場所にあります。溶接には、ジョイントごとにそのような場所が 1 つあります。鋳造品にはそれらのどれもありませんが、すべてのセクションの変更には独自の固化の問題が伴います。
工具とジョイント。鋳造には、体積に応じて償却される 1 回限りの工具コストがかかります。製造には工具はほとんどありませんが、ユニットごとの溶接、固定具、歪みの修正と検査が追加されます。各ジョイントには取り付け、溶接、洗浄、検査ゲートが追加されるため、ユニットごとのコストは部品重量ではなくジョイント数とジョイントへのアクセスを追跡します。鋳造によりジョイント セットが 1 つのボディに置き換えられ、どの形状が安価に製造できるかが変わります。そのクロスオーバーがどこに当てはまるかというと、あなた自身のボリュームとデザインのチャーンです。
交換して修理します。溶接部は再切断により形状の変化を吸収します。鋳物はパターンの変更と新しいサンプルを通じてそれを吸収します。そのため、溶接アセンブリがプロトタイプの大半を占めるのです。修理は双方向で行われます。溶接部分は局部的にえぐられ、健全な金属に戻ります。鋳造品は、修理業者がその熱履歴を知らない可能性があるセクションに対する適格な操作です。制約はありますが、悪くはありません。描画規則は ET27 のディスカッションに属します。カスタム船舶用ハードウェア図面.
溶接部のリスクは接合部に集中します。鋳物はそのセクション全体に分散されています。本質的にどちらが優れているというわけではありません。異なる場所で故障し、異なる方法で検査されます。
溶接の失敗マップ
溶接の失敗はほとんどなく、十分に文書化されており、不均一に表示されます。それぞれにそれを捕まえるゲートがあります。
| リスク | 物理的にどういうものなのか | それに対処するゲート |
|---|---|---|
| 不完全な根の融合 / 不完全な根の浸透 | 原因は異なりますが、関節の片側が根元で癒合していない、または両方の根元面が癒合していない | 関節の準備と認定された手順に加え、根に到達できる場合は浸透検査または磁粉検査、到達できない場合は X 線撮影または超音波検査 |
| サイドウォールまたはラン間の融合の欠如 | 蒸着された金属はベース金属または以前のパスに結合できず、応力上昇要因として機能する平面界面が表面下に残ることがよくあります。 | 手順と技術、パス間の洗浄、必要に応じて体積検査 |
| アンダーカット | つま先の母材に溝が溶け込み、有効断面が減少し、応力が最も高い部分の応力が増加します。 | 指定された許容レベルに対する視覚検査、指定されている場合はトーブレンディング |
| 歪みと残留応力 | 不均一な加熱と冷却。オーステナイト系ステンレスは熱伝導が悪く、より膨張するため、熱と応力が狭い領域に集中します。 | 溶接順序、固定具、ヒートシンク、および薄い部分から長い溶接を遠ざける設計 |
| 熱影響部の状態 | 溶接部の横の母材が熱サイクルによって変化し、表面に目に見える兆候はない | 材種の選択、認定手順、溶接後の表面修復 |
浸透探傷検査や磁粉探傷検査で根元に到達できない場合、検出は X 線検査または超音波検査に移行し、修復とは健全な金属をえぐって元の手順に再溶接することを意味します。アクセスできないルートは検査されずにアサートされます。ルート アクセスは、溶接の決定以前に図面の決定が行われます。
不完全性は欠陥ではありません。合否はアプリケーション コードで指定された品質レベルに基づいて判断されます。どのレベルが適用されるかは購入者の決定であり、溶接の特性ではありません。個々の指示が何を意味するかは、ET34 の議論に属します。海洋鋳物の染料浸透試験.
熱影響地域は熱サイクルの問題であり、成績の問題ではありません
オーステナイト系ステンレス鋼では、溶接部のそばの炭化物が加熱すると溶解し、冷却すると結晶粒界でクロム炭化物として再形成され、隣接する金属からクロムが除去されます。 Where the depletion is sufficient the steel is sensitised, and the certificate does not change.
TWI では、そのバンドをおよそ 600 ～ 900 °C に設定し、露出時間は数十秒程度です。このメッセージは、通常の溶接熱がその内部に存在するため、ゾーンが接合の通常の結果であるというように設計するための数値ではありません。
溶体化処理は炭化物を再溶解しますが、完成した構造ではほとんど実用的ではありません。低炭素グレードは現象を廃止するのではなく、時間軸を移動させます。安定したグレードは炭素をチタンまたはニオブと結び付けますが、溶融線近くの狭いバンドは依然として高温の酸で攻撃される可能性があります。
これらはいずれも、ジョイントが使用中にどのような動作をするかを予測するものではありません。結果は合金、接合部、露出、および洗浄方法によって異なります。少なくとも、感光性ゾーンの表面には何も表示されません。
溶接後のクリーニングは 1 回ではなく 3 回の作業です
「ピクル化および不動態化」は、図面上では 1 行の項目として表示されます。それは 3 つの操作です。スケール除去は、厚く目に見える酸化スケールを除去します。酸洗により金属の薄い層が除去され、表面のクロムが減少した熱着色層が除去されます。不動態化では金属は除去されません。すでにクロムを保持しているきれいな表面に不動態皮膜を形成します。それらは連続的です。無傷のヒートティントの上で不動態化しても何も復元されません。
酸は脱脂しません。油や工場の汚れが先に落ちるか、酸が鋼ではなく汚染された表面に到達します。クローズアップされる顔のヒートティントは、その顔がサービス環境で見られる場合でも除去する必要があります。
酸洗は過剰に行っても無害ではありません。フッ化水素酸含有製品と長時間接触すると表面に穴が開く可能性があるため、サプライヤーの指示に従ってください。
書類で証明できること
溶接手順の仕様は書面による指示です。手順認定記録は範囲をカバーします。その範囲内の手順では、必要なテスト結果を満たすジョイントが生成されます。溶接技能証明書は、試験条件下で溶接された試験片を対象としています。特定の関節で何が起こったのかを証明するものはありません。バッチは、どの手順の改訂、どの溶接機、どの接合部、どの検査結果であるかという生産記録に基づいてリリースされます。
キャスティング側は同様の疑問を提起する。鋳鋼の修理溶接は、独自の規格に基づく資格のある作業です。ASTM A488/A488M は、電気アーク溶接による鋳鋼の製造および修理の手順、溶接工およびオペレーターの資格を対象としています。
記録の内容は、修理の事実よりも重要です。つまり、どの手順で、どの溶接工が、何を掘り出し、検査で何が見つかったのか、その厚さと位置が認定範囲内にあるかどうかです。 「溶接してドレスアップ」は、出荷時ではなく、顧客監査で不合格となります。
問い合わせに入力する内容とリリース時に必要なもの
- 溶接されている場合:溶接の長さ、接合部へのアクセス、検査のためにルートに到達できるかどうかを記載します。
- キャストした場合:年間生産量と予想される設計チャーンを明確に示しているため、工具は正直に償却できます。
- いずれかのルート:許容レベルに名前を付けるか、アプリケーションのコード名を言います。
- いずれかのルート:最初の記事の証明書ではなく、リリース時に設定された記録を要求してください。
- いずれかのルート:クリーニングは、脱脂、酸洗、不動態化の 3 つの項目として依頼するため、ブラシオフは化学的修復として請求されません。
リリース時には、書類が揃っているかどうかではなく、受け入れているジョイントを特定しているかどうかを尋ねてください。
生き残る議論はより狭く、どの失敗を、どのような方法で、どのレコードで検査できるかというものです。耐久性に関する広範なケースは、以前のエピソードにあります。構造設計、表面仕上げ、設置.
