Металлоконструкции в промышленности

28.07.202128.07.2021 avtor

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.

Преимущества металлоконструкций

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.Прокатная низкоуглеродистая и углеродистая — самые распространенные марки стали для изготовления металлоконструкций цена невысока

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

Первичный способ защиты — легирование (добавление в металл хрома или никеля);
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).

Почти любая сталь подвержена коррозии (ржавлению) — при производстве металлоконструкций необходимо использовать для
всех типов металла современные антикоррозийные средства.

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.
Первоночально производят контрольную сборку металличеких конструкций для проверки проектных параметров, выявления ошибок и определения степени собираемости конструкции в целом. Затем идет окончательная сборка и сварка.

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.