Металлоконструкции в промышленности

Металлоконструкции —  детали и элементы из металла, различных сплавов, которые при помощи определенного способа крепления создают единую металлическую конструкцию.
Данные изделия востребованы в различных направлениях строительства, технологического производства и энергетики.

Где применяются металлоконструкции

1. Строительство

• мостовые конструкции (пешеходные, автомобильные и железнодорожные);
• конструкции для автомобильных и железнодорожных магистралей (фермы, пролеты, балки и т.п);
• элементы быстровозводимых зданий (колоны, балки, прогоны, и т.п.);
• конструкции в капитальном строительстве;
• каркасы и элементы при возведении зданий промышленных объектов (угольная, горнодобывающая, металлургическая промышленность, нефтегазовый комплекс);
• решения для гидротехнических объектов;
• элементы для обслуживания (ограждения, площадки, лестницы и т.п.)

2. Машиностроение

• технологические конструкции для промышленного оборудования;
• элементы конструкции в автомобилестроении и тяжелом машиностроении;
• шасси для авиационной промышленности;
• элементы в вагоностроении и рельсовые пути для железной дороги;
• различные конструкции для кораблестроения.
• крановые металлоконструкции и другие решения в отрасле;

3. Энергетика

• конструкции на газовых и нефтяных вышках;
• конструкции различных металлических резервуаров и емкостей для хранения нефтепродуктов;
• металлические опоры ЛЭП;
• элементы конструкций линий электропередач;
• арочные галереи для транспортировки угля и других сыпучих материалов;
• конструкции трубопроводов и турбин;
• прожекторные мачты;
• элементы трансформаторных подстанций и другие объекты в отрасли.

4. Металлургия

• элементы конструкции воздухонагревателей и куполов доменных печей;
• конструкции кожухов различных агрегатов в отрасли.

5. Целлюлозно-бумажная и деревообрабатывающая промышленность

• подкраново-подстрапильные фермы.

6. Связь и телевидение

• антенные опоры для телекомпаний и операторов сотовой связи;
• башни мобильной связи и радиорелейных линий передач.

Металлические конструкции особенности

Основные материалы изготовления

• Низкоуглеродистая сталь — наиболее распространенный тип стали, прочный и огнеупорный материал. Минус: подвержена коррозии т.к. железо в составе углеродистой стали быстро окисляется (углерод взаимодействует с кислородом, который содержится в составе воздуха, воды).

• Нержавеющая сталь — в "нержавейке", как ее называют, также содержится углерод, но в гораздо меньшем количестве, обладает повышенными показателями антикоррозийности за счет наличия в своем составе присадок хрома и молибдена. Минус: производится без добавления никеля, поэтому сварочные работы с этим материалом не возможны.

• Алюминиевые сплавы — малый вес и плотность, высокая пластичность, стойкость к коррозии, легко обрабатываются под давлением. Минус: относительно низкие механические свойства.

• Титановые сплавы — отличные механические свойства, высокая стойкость к коррозии и пластичность, хорошо потдается сварке. Предназначены для работы в сложных условиях. Минус: относительно высокая стоимость.

Примечание: отдельные элементы такие как ограждения, решетки и т.п могут изготавливаться из чугуна.

От чего зависит выбор марки стали

• толщина элементов конструкции;
• выбранный способ крепления отдельных элементов конструкции;
• нагрузки;
• условия (климатические, локальные), специфики эксплуатации;
• степень ответственности возводимых конструкций;
• уровень напряжений на конструкции.

Защита от коррозии

1. Первичный способ защиты — легирование (добавление в металл хрома или никеля);
2. Основные способы защиты от коррозии:

• Лакокрасочное покрытие — нанесение на поверхность слоя грунтовки и лака (краски, эмали) с содержание в своем составе антикоррозионого состава;
• Металлическое покрытие — нанесение на поверхность защитного металлического покрытия с антикоррозийными показателями (хром, медь, цинк и другие);
• Специальные способы защиты (оксидирование, жаркая оцинковка, неметаллическое покрытие, химическое покрытие).

Способы крепления элементов конструкции

• Сварка — надежный метод для создания неразрывных соединений. Идеально подходит для крупных конструкций.
  Минус: при данном способе разобрать и перенести конструкцию не получится.
• Болтовое соединение — необходимо выполнять сверление отверстий под болты, которые могут быть повышенной и нормальной точности, поверхности элементов конструкции должны быть идеально ровными чтобы детали совпали при сборке. Возможность дальнейшей разборки конструкции (мобильные сооружения).
  Минус: относительно более трудоемкий способ
• Заклепочное соединение — применяется там, где не возможна сварка или конструкция испытывает значительные вибрационные нагрузки.
  Минус: относительно менее экономически выгодный способ.

Производство металлоконструкций

• Стандартные изделия — изготавливаются на основании нормативных документов для производства. Все изделия производятся по ГОСТ 23118-2012.
• Нестандартные изделия — потребуется в начале выполнить проект и рассчитать все необходимые параметры. Проектирование металлоконструкций регламентируется ГОСТ 21.502-2007, СНиП III-18-75 и стандартом ЕСКД.

Этапы производства

1. Склад

Участок приема и подготовки материалов для последующего перемещения на механическую обработку.

2. Цех механической обработки

В данном цехе происходит подготовка всех узлов и деталей будущих металлоконструкций. Начинается процесс изготовления элементов конструкции:

• раскрой и резка металла механическим способом, плазменная и лазерная резка;
• шлифовка для начальной обработки изделий;
• сверление, фрезеровка и вальцовка — обработка и придание металлу формы;

На следующем этапе изделия перемещаются на сборку и сварку.

3. Сборочно-сварочный цех

В зависимости от материала конструкций происходит сборочный этап или изделия поступают на сваривание. Весь процесс сборки и сварки контролируется и измеряется на специальных приборах (лазерные линейки, дефектоскопы), чтобы соблюсти все параметры по точности. Выполняется визуальный и измерительный операционный контроль качества сварных соединений. После завершения этого этапа готовые модули перемещаются на участок для нанесения антикоррозийной защиты.
 

4. Покрасочный цех

В начале происходит предпокрасочная подготовка собранных модулей — пескоструйная обработка поверхности с целью убрать все шероховатости и ржавчину.
После чего поверхность обезжиривается, грунтуется (в зависимости от конструкции), наносится антикоррозийное покрытие, происходит покраска изделия.
На специальных устройствах контролируют толщину и качество нанесенных слоев.

5. Складирование готовой продукции

Участок производства, где готовые конструкции маркируются, происходит упаковка и отгрузка продукции железнодорожным или автомобильным транспортом.

Контроль качества

Контроль за изготовлением конструкций производится в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.

Входной контроль

Поступающие на склад завода основные и вспомогательные материалы для производства конструкций необходимо исследовать:

• проверяется сопроводительная документация;
• проводится визуальный осмотр;
• деается ультразвуковой контроль металла;
• определяется класс и марка стали, сортамент, геометрические размеры металлопроката;
• проверяются марки сварочных материалов, качество газа для сварки;
• смотрется типы и марки антикоррозийных и лакокрасочных покрытий для нанесения на изделия;
• проверяются классы болтов и прочее.

По результатам заполняется специальный журнал учета результатов входного контроля.

Операционный контроль

Отобранная случайным образом часть деталей из партии исследуются на соответствие параметрам проектной документации и установленным нормам:

• геометрические параметры деталей, элементов, самой конструкции (в том числе мех. обработка)
• сборка конструкции или ее элементов под сварку;
• качество сварных, болтовых соединений, отдельных элементов, входящих в конструкцию;
• качество и толщина антикоррозионных покрытий, в том числе подготовка и грунтовка поверхности.

По результатам заполняется карта операционного контроля качества.
 

Приемочный контроль

• Периодический контроль качества и испытания — проводят в сроки, установленные технологической документацией или внепланово в случае какого-либо не соответствия проекту или нормам:

- собираемость конструкции на базе контрольной сборки;

- несущая способность и жесткость конструкции

- параметры технологических режимов операций производства;

- проверка стабильности технологических процессов и операций производства

- проверка достаточности входного и операционного контроля в процессе производства

• Приемосдаточный контроль — проводится в целом по всей готовой продукции или по готовности каждой партиии изделий и элементов конструкции:

- визуальная проверка на дефекты , трещины, сколы, коррозию;

- проверка сварных соединений, качество отверстий под болтовые и заклепочные соединения;

- осмотр внешнего вида и толщины защитного антикоррозийного покрытия;

- анализ геометрии - при помощи маяков (линейки лазерные, теодолиты);

- испытания на прочность — ультразвуковая дефектоскопия (дефектоскоп)

- маркировка изделий — наименование завода-изготовителя, товарный знак, марка металла, схема сборки, ГОСТ, информация о размерах конструкции

- проверка комплектности и упаковки.

Ряд показаний высчитывают, заносят в отчет и в сертификат соответствия.

Документы о качестве конструкции

1. Паспорт качества — выдает завод-изготовитель;
2. Сертификат соответствия — выдают специальные организации, которые испытывают конструкции на прочность. В сертификате указывается: производитель, данные о проведенных испытаниях, срок действия сертификата.

Заключение

Металлоиндустрия — важнейшая отрасль в производстве, металл остается незаменимым веществом по своим свойствам и функциональности. Многое вокруг нас функционирует благодаря технологиям металлопроизводства.
Детали, конструкции из металла изготавливаются с помощью новейшего оборудования, что гарантирует высокую прочность изделий и их долговечность. Металлические изделия применяются во многих областях промышленнности: строительной, машиностроении, энергетике.