Dukol

Dla francuskiego kompozytora muzyki współczesnej, patrz Bruno Ducol .

Ducol lub „D”-stal to nazwa wielu wysokowytrzymałych stali niskostopowych o różnym składzie, opracowanych po raz pierwszy od wczesnych lat dwudziestych XX wieku przez szkocką firmę David Colville & Sons , Motherwell .

Zastosowania obejmowały budowę kadłubów okrętów wojennych i lekkie opancerzenie, mosty drogowe i zbiorniki ciśnieniowe, w tym kotły parowe lokomotyw i reaktory jądrowe.

Historia

Oryginalna stal Ducol lub „D” to stal manganowo-krzemowa, hartowana wersja nowej, sprawdzonej standardowej stali konstrukcyjnej opracowanej przez firmę David Colville & Sons tuż po pierwszej wojnie światowej.

Było to ulepszenie stali brytyjskiej Admiralicji „HT” (High Tensile), stali stoczniowej i lekkiej stali pancernej opracowanej około 1900 roku i używanej do końca I wojny światowej. HT była stalą węglową z niewielką ilością niklu, co pozwalało na jej utwardzenie do większego poziomu bez pękania (tj. zwiększonej „twardości”). Zagraniczne podobne stale - na przykład niemiecka stal niklowa o niskiej zawartości procentowej i amerykańska stal o dużej wytrzymałości na rozciąganie (HTS) - były bardziej złożonymi stopami wykorzystującymi chrom, wanad i molibden. [ potrzebne lepsze źródło ]

Do około 1945 roku Ducol na ogół zawierał tylko mangan i krzem jako pierwiastki stopowe. Nowsze gatunki spawalne (Ducol W21, W25, W30 i W30 klasy A i B) obejmują różne ilości niklu, chromu, miedzi, molibdenu i wanadu.

Kompozycja

Skład różnych stali typu Ducol
Stopień % C % mn % Si % P % S % Ni % Kr % Mo % Cu % V Notatki
Stal Royal Navy „HT”. 0,35 ~ 0,40 0,8~1,2 0,15
§R. Mosty Sumidy 0,24 ~ 0,30 1,4~1,6
IJN Dukol 0,25 ~ 0,30 1,20 ~ 1,60 ?

Ducol, RN „D”-stal 0,24 ~ 0,30 1,50 0,06 ~ 0,10 namierzać namierzać
§Most Chelsea 0,25 1,52 0,13 0,03 0,03 0,36
Dukol W21 0,23 1.7 0,5 maks 0,25 maks
Ducol W25 0,2 maks 1,5 maks 0,5 maks 0,3 maks 0,3 maks
Ducol W30 0,18 maks 1,4 maks 0,5 maks 0,8 maks 0,25 maks 0,5 maks 0,1 maks

Ducol W30 klasa A 		0,11~0,17 1,0 ~ 1,5 0,4 maks 0,7 maks 0,4 ~ 0,7 0,2~0,28 0,3 maks 0,04 ~ 0,12

Ducol W30 klasa B 		0,09 ~ 0,15 0,9~1,5 0,4 maks 0,7~1,0 0,4 ~ 0,7 0,2~0,28 0,3 maks 0,04 ~ 0,12
§Rozmiar „A” 0,1 1.4 ? 0,2 0,5 0,25 0,1

Spawalność

Chociaż nowoczesne gatunki stali Ducol są określane jako „zgrzewalne”, niekoniecznie oznacza to, że „łatwo spawalne”. W raporcie z 1970 r. dotyczącym wybuchu cylindra wykonanego z Ducol 30 stwierdzono, że w przypadku Ducol W30 spoinach występuje kruchość strefy wpływu ciepła (HAZ) , chyba że obróbka cieplna po spawaniu odbywa się w odpowiedniej temperaturze (675°C).

Ponadto oryginalny produkt z lat dwudziestych XX wieku był również spawalny (tj. „nadający się do spawania”), ale z wątpliwymi wynikami. Cesarska Marynarka Wojenna Japonii budowała duże okręty wojenne przy użyciu całkowicie spawanych elementów konstrukcyjnych Ducol, co szybko doprowadziło do poważnych problemów z krążownikami klasy Mogami . [ potrzebne źródło ]

Aplikacje

Statki

Ducol był używany do grodzi zarówno w budownictwie ogólnym , jak i przeciwko torpedom , a także do lekkiego opancerzenia okrętów wojennych kilku krajów, w tym brytyjskiej , japońskiej i być może włoskiej marynarki wojennej. Po II wojnie światowej na tym typie stali opierały się najwyższe gatunki stali stosowanej w przemyśle stoczniowym.

Królewska Marynarka Wojenna

Rodney bombarduje niemieckie pozycje wzdłuż wybrzeża Caen , 7 czerwca 1944 r

Stal Ducol została użyta w HMS Nelson i HMS Rodney (1927), aby zaoszczędzić na wadze.

Był używany w brytyjskiej praktyce projektowania systemów przeciwtorpedowych w jej ostatnich pancernikach. Wewnętrzne grodzie kadłuba i torpedowe oraz pokłady wewnętrzne zostały wykonane ze stali klasy Ducol lub „D”, wyjątkowo mocnej odmiany HTS . Wiele części nośnych pancerników klasy King George V, w tym pokład otwarty i grodzie, wykonano z Ducol

Całkowicie zamknięty hangar pancerny HMS Ark Royal i obsługiwany przez niego opancerzony pokład lotniczy zostały zbudowane z Ducol. [ potrzebne źródło ]

Inne rodzaje opancerzenia używane na statkach Marynarki Wojennej:

Cesarska Marynarka Wojenna Japonii

Hiyō na kotwicy
Trzy z czterech krążowników klasy Mogami z Siódmej Eskadry

Cesarska Marynarka Wojenna Japonii (IJN) w znacznym stopniu wykorzystała Ducol wyprodukowany na licencji Japan Steel Works w Muroran , Hokkaidō , Japonia : firma została założona dzięki inwestycjom Vickersa , Armstronga Whitwortha i Mitsui .

Krążowniki klasy Mogami były pierwotnie projektowane z całkowicie spawanymi grodziami Ducol, które następnie były przyspawane do kadłuba statku. Wynikające z tego usterki spowodowane spawaniem elektrycznym zastosowanym w częściach konstrukcyjnych kadłuba spowodowały deformację, a wieże dział głównych nie były w stanie prawidłowo trenować. Zostały one przebudowane z nitowaną konstrukcją, a pozostałe dwa zostały przeprojektowane.

Wszystkie następujące statki lub klasy (lista nie jest kompletna) używały Ducolu w grodziach konstrukcyjnych i poszyciu ochronnym:

  1. Japoński lotniskowiec Kaga (1928)
  2. Japoński krążownik Takao
  3. Krążowniki typu Mogami (x2, 1931), (x2 1933-34)
  4. Pancerniki klasy Nagato x2, (1920, modernizacja 1934-36)
  5. Japoński lotniskowiec Shōkaku (1939)
  6. Japoński pancernik Yamato (1940)
  7. Japoński pancernik Musashi (1940)
  8. Japoński lotniskowiec Hiyō (1941)
  9. Japoński krążownik Oyodo (1941)
  10. Krążowniki klasy Agano x4, (1941-44)
  11. Japoński lotniskowiec Shinano (1944)

łódź motorowa IJN typu „25 ton” miała całkowicie spawany kadłub, chroniony stalą Ducol o grubości 4-5 mm.

włoska marynarka wojenna

Włoska marynarka wojenna używała podobnego rodzaju stali jak Ducol w swoim systemie obrony przeciwtorpedowej Pugliese . Ten podwodny system „wybrzuszeń” został wprowadzony we włoskich pancernikach typu Littorio oraz w całkowicie przebudowanych wersjach włoskich pancerników Duilio i Conte di Cavour . Strona skierowana do wewnątrz składała się z warstwy stali krzemowo-manganowej o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie o grubości 28-40 mm, zwanej stalą „Elevata Resistenza” (ER), która prawdopodobnie była nieco podobna do brytyjskiego Ducol („D” lub „Dl”) Stal używana do produkcji lekkich pancerzy i grodzi torpedowych podczas II wojny światowej.

„Jednak moc torped używanych podczas II wojny światowej szybko zdeklasowała nawet najlepsze systemy ochrony przed wypukłościami, a pistolet magnetyczny , gdy w końcu został udoskonalony, pozwolił torpedie całkowicie ominąć wybrzuszenie poprzez detonację pod kilem okrętu”.

czołgi

Podczas II wojny światowej wiele radzieckich czołgów wykorzystywało stal typu Ducol ze względu na brak chromu i niklu.

Mosty

Rzeka Sumida

Most wiszący Kiyosu-bashi

, że mosty Eitai-bashi (1926) i Kiyosu-bashi (1928) na rzece Sumida w Tokio były jednymi z pierwszych mostów wykonanych z Ducol, wówczas najnowocześniejszej technologii.

Mosty zostały zbudowane przez Kawasaki Dockyard Co. , w celu zastąpienia wcześniejszych przepraw, które zostały zniszczone podczas trzęsienia ziemi w Wielkim Kanto w 1923 roku . Ducol o dużej wytrzymałości na rozciąganie został użyty do wykonania dolnych podpór mostu łukowego Eitai-bashi oraz górnych linek samokotwionego mostu wiszącego Kiyosu-bashi . Stal została wyprodukowana w Kawasaki's Hyogo Works, Kobe .

„Stal Ducol została użyta jako materiał w przypadku budowy bashi Eitai i Kiyosu. Autor nie wie, czy materiał ten był wcześniej używany do budowy mostu. Materiał badany przez autora ma zawartość C
równą 0,24-0,30% i Mn 1,4-1,6% dające wytrzymałość na rozciąganie 63-71kg/mm2, wydłużenie 20-23% w grubości 200mm i granicę sprężystości 42kg/mm2.Stal
Ducol wydaje się być preferowana jako materiał do budowy mostów zarówno w jakość i koszt w porównaniu z innymi, takimi jak stal Ni, stal Si i stal C.

Most Chelsea

Chelsea Bridge od dołu

Ducol wykorzystano również do budowy dźwigarów usztywniających mostu Chelsea (1934-1937) łączonych nitami HTS. Do mieszanki dodano niewielką ilość miedzi w celu poprawy odporności na korozję.

Most drogowy Glen Quoich

Używany do budowy mostu drogowego Glen Quoich w Aberdeenshire - zbudowanego w 1955 r. przez Sir Williama Arrol & Co., przecinającego Qoich Water między Mar Lodge i Allanaquoich , niedaleko miejsca, gdzie łączy się z rzeką Dee .

Zbiorniki ciśnieniowe

SR 850 Lord Nelson , odrestaurowany

Ducol był używany w zbiornikach ciśnieniowych , w tym w kotłach parowych i płaszczach konwerterów amoniaku o litych ścianach , stosowanych w procesie Habera-Boscha . Normalizowany i hartowany Ducol W30 był używany w reaktorach jądrowych o grubych ścianach .

W Wielkiej Brytanii brytyjską normą dla stali niskostopowych stosowanych do wysokich temperatur i ciśnień jest BS EN 10028-2:2006. Zastąpił stary BS1501, część 2: 1988.

Lokomotywy parowe

Płyty kotłowe lokomotyw klasy Southern Railway 4-6-0 Lord Nelson , zaprojektowane przez Richarda Maunsella w 1926 r. Do pracy przy ciśnieniu 250 psi (1700 kPa), zostały wykonane z Ducol.

Incydenty

Wiele zbiorników ciśnieniowych i kotłów zbudowanych z Ducolu (lub podobnych materiałów) uległo awarii. Wszystkie takie awarie były spowodowane wadliwym wykonaniem lub testowaniem naczynia, a nie samą stalą.

Rozmiarówka „A”

Elektrownia jądrowa Sizewell „A”.

Ducol był używany w płaszczach kotłów w reaktorze jądrowym Sizewell „A” .

Awaria kotła Sizewell „A” podczas próby hydrostatycznej, maj 1963 r. „Kocioł miał 18,9 m długości, 6,9 m średnicy i został wykonany z płyt o grubości 57 mm ze stali niskostopowej, zgodnie ze specyfikacją BW87A (podobnie jak Ducol W30, ale o niższym C), o składzie 0,1C, 1,4Mn, 0,5Cr, 0,25Mo, 0,2Ni, 0,1 V. Przyczyną awarii było uderzeniowe obciążenie udarowe, gdy drewniane podkładki, na których spoczywał statek podczas hydro-test nagle się zepsuł”.

Ducol byłby używany w późniejszych stacjach, ale został zastąpiony przez sprężone betonowe zbiorniki ciśnieniowe (PCPV). Zaletą betonu sprężonego jest to, że po zastosowaniu wstępnego ściskania uzyskany materiał ma właściwości betonu o wysokiej wytrzymałości, gdy jest poddawany jakimkolwiek późniejszym siłom ściskającym, oraz ciągliwej stali o wysokiej wytrzymałości, gdy jest poddawany działaniu sił rozciągających .

Zbiornik ciśnieniowy Johna Thompsona

John Thompson z Wolverhampton budował kocioł wykonany z Ducolu dla fabryki amoniaku ICI w zakładach Fisons w Immingham . Był poddawany próbie ciśnieniowej po obróbce cieplnej, kiedy eksplodował, wyrzucając jeden ważący 2 tony brył prosto przez ścianę warsztatu i lądując 50 metrów dalej.

W Ducol W30 występuje kruchość strefy wpływu ciepła (HAZ) w spoinach , chyba że obróbka cieplna po spawaniu odbywa się w odpowiedniej temperaturze (675°C). Stopień nagrzania wstępnego i rodzaj materiałów spawalniczych (np. niska zawartość wodoru) mogą wpływać na kruchość wodorową (lub pękanie) spoiny.

Elektrownia Cockenziego

Elektrownia Cockenziego

Bęben kotła wykonany z płyt Ducol, wyprodukowany przez Babcock & Wilcox Ltd (obecnie Doosan Babcock) w Renfrew , niedaleko Glasgow, zgodnie z BS 1113 (1958) został zainstalowany w elektrowni Cockenzie w East Lothian w Szkocji. Wybuchł 6 maja 1967 r. Podczas wielokrotnych prób ciśnieniowych. Według Jima Thomsona awaria była spowodowana pęknięciem (powstałym podczas pierwotnego procesu produkcyjnego), które pojawiło się obok dyszy ekonomizera wymienionej podczas testów; pęknięcie przeszło częściowo przez grubą ścianę zbiornika ciśnieniowego.

Zobacz też

Uwagi
Cytaty

Źródła

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ducol&oldid=1125747071 ”