Russian (CIS)English (United Kingdom)
ГлавнаяКонференцииВторая часть 1-й Международной конференции МГС → Производство МГС. Технологические особенности. Обеспечение действующими производственными мощностями
Производство МГС. Технологические особенности. Обеспечение действующими производственными мощностями

Автор: Шарышев К.А.

Сама идея, как и попытки применения в конструкциях многогранных гнутых стоек (МГС) как у нас, так и за рубежом известны с начала 70-х годов прошлого столетия. Однако лишь к концу 70-х нашли применение МГС-опоры низковольтных линий распределительной сети. И лишь в конце 80-х широкое распространение получили опоры на МГС в классах напряжения 110-500 кВ. Что же так долго тормозило процесс, если сама идея блестяща, конструкционные и эксплуатационные преимущества бесспорны. Это, как часто бывало в истории технического прогресса, уровень технологии производства. Как часто случается - для изготовления простого, с точки зрения конструкции, изделия требуется сложнейшее технологическое оборудование, о котором в начале 70-х могли только мечтать.

 

  1. Общее описание конструкции.

 

Рассмотрим в общих чертах конструкцию многогранной гнутой стойки. МГС - это коническая труба коробчатого многогранного сечения, изготавливаемая изгибом стального листа с последующим свариванием или соединением его краев на ребре или грани. Толщина стального листа может колебаться от 2 до 12 – 14 мм. Меньшая толщина не имеет смысла с точки зрения прочностных характеристик стойки, большая делает проблематичным или неприемлемым качество сварного шва.

Сечение стойки в комле лежит в диапазоне: 450 – 600 мм для стоек опор ВЛ 0,4 – 10 кВ, и от 750 - 900 мм для промежуточных опор до 1,0 – 3,0 м для одностоечных анкерно-угловых опор высоковольтных ВЛ класса напряжения 110 – 500 кВ. Первый и второй диапазоны значений диктуются диаметрами буров при установке опор в пробуренный котлован, принятыми сегодня в практике электросетевого строительства. Третий тем, что пятно землеотвода сравнимо с пятном под опоры решетчатой конструкции. Стойки последнего диапазона сечений (свыше 2-х м) изготавливаются из сегментов.

Сечение вершины, как правило, лежит в пределах 200 – 400 мм, и определяется конусностью стойки (отношением сечения комля к сечению вершины), которое рассчитывается исходя из требуемых прочностных характеристик.

Длины стоек определяются требованиями габарита от нижнего провода до земли (определяемыми ПУЭ), и лежат в пределах:

- 9 – 13,5 м - для опор низковольтной распределительной сети;

- 22 – 26 (и более) м – для опор высоковольтных ВЛ.

Для последних стойки изготавливаются из нескольких секций, одеваемых одна на другую, или соединяемых при помощи фланцев.

 

  1. Сырье и материалы.

 

Сырьем для изготовления МГС, как уже говорилось, является стальной листовой прокат. Требования к сортаменту проката диктуются необходимыми прочностными характеристиками стойки, рассчитываемой на ветровые и гололедные нагрузки, нагрузки в аварийных, ремонтных, монтажных режимах и др.

 

При изготовлении МГС применяются следующие марки стали:

- для изготовления МГС – С345 (09Г2С)

- для изготовления фланцев – С345

 

Класс прочности метизной продукции:

- не менее М16 (для траверс) - 5,6

- до М48 (для фланцев) - 5,6

для нестандартных болтов М56 – М90 - сталь Вст3кп2 или 09Г2С

для нестандартных болтов выше М100 - сталь Вст3кп2

 

При выполнении КМД в отделе главного конструктора завода-изготовителя, в случае необходимости, уточняется конструкция фланцевых соединений c расчетом:

- ширины фланцевого соединения;

- количества рисок;

- диаметра и количества болтов;

- толщины фланца;

- размера катета сварочного шва.

При составлении заказной спецификации металлопроката в отделе снабжения завода-изготовителя необходимо учитывать:

- металл для изготовления МГС с учетом раскроя;

- металл для изготовления траверс;

- металл для изготовления фланцев;

- метизы для стыковки секций и крепления траверс и фланцев;

- металл для элементов закрепления стоек в грунте.

 

 

  1. Технологическая цепочка производства.

 

Общая технологическая цепочка производства МГС выглядит следующим образом:

 

 

 

I.                   ПОДГОТОВКА МАТЕРИЛОВ. Металлопрокат со склада готовой продукции поступает на дробеструйную установку, где с верхнего слоя металла снимается грязь, окалина и ржавчина. А после на правильный стан, на котором выправляются дефекты проката, приобретенные им в процессе хранения и транспортировки.

 

 

Рис. 2. Линия дробеструйной обработки металла Рис. 3. Автоматизированная установка плазменного раскроя.

 

II.                РАСКРОЙ. Подготовленный лист кроится и режется на заготовки.

 

III.             ГИБКА СЕКЦИЙ. Вырезанные заготовки поступают на гибочную машину, где выполняется формовка заготовки в секцию.

 

 

Рис. 4. Листогибочный автоматический пресс

 

 

IV.              СВАРКА. Согнутая отформованная заготовка поступает на участок сварки, где выполняется полуавтоматическая или автоматическая сварка в среде углекислого газа.

 

V.                 АНТИКОРРОЗИОННАЯ ОБРАБОТКА. На завершающем этапе производства готовая черная стойка поступает на участок антикоррозионной обработки (горячее или холодное цинкование, атмосферостойкое лакокрасочное покрытие), где на нее наносится антикоррозионное покрытие.

 

VI.              КОМПЛЕКТАЦИЯ И ПОГРУЗКА. Комплектность стоек определяется рабочими чертежами и техническими условиями (ТУ) на производство МГС. Допускается поэлементная поставка конструкций. Погрузка и транспортировка готовых элементов стоек должна выполняться приемами, исключающими образование остаточных деформаций и вмятин.

 

 

 

  1. Требования к основному технологическому оборудованию

 

Из представленной выше технологической цепочки изготовления МГС очевидно, что наиболее ответственными в технологическом цикле являются II и III стадии производства – раскрой заготовки и формовка (гиб) секций.

На начальном этапе внедрения МГС раскрой заготовки выполнялся вручную. Обрезка производилась гильотинными ножницами и/или газовым резаком. Сгибание заготовки выполнялось на листогибочных прессах. В связи с не параллельностью ребер процесс плохо поддавался механизации и практически целиком зависел от ручного труда, т.е. квалификации и скорости работы персонала.

В общих чертах состояние технологии изготовления многогранных гнутых стоек на начальном этапе их производства можно охарактеризовать следующим образом:

    • несовершенство технологического оборудования и невысокий уровень механизации;
    • отсутствие специализированного (автоматизированного) оборудования для выполнения основных технологических операций;
    • необходимость совершенствования отдельных операций для повышения качества продукции, а именно:

а) при газовой резке листового проката наблюдалось плохое качество кромок по геометрии и чистоте поверхности реза, коробление заготовки;

б) при гибе листовой заготовки не четко выдерживались размеры граней. Трудоемкость операции, связанная с большими затратами ручного труда вела к значительной зависимости от навыков обслуживающего персонала.

 

К концу 80-х ситуация коренным образом изменилась. К этому моменту уровень развития компьютерной техники и, соответственно, уровень компьютеризации производства значительно вырос, и смог в достаточной мере отвечать требованиям технологии производства МГС. Появились автоматизированные линии плазменного и/или газоплазменного раскроя металлического листа, которые позволяют при введении в компьютер чертежей раскроя заготовки изготовить ее в полностью автоматическом режиме без привлечения ручного труда.

Аналогичным образом работают полностью автоматизированные гибочные установки и сварочные линии.

 

5. Вспомогательное оборудование.

 

Для изготовления МГС, кроме перечисленного технологического оборудования основного цикла, нужно иметь следующее вспомогательное:

- грузоподъемное оборудование;

- стенд для сборки и сварки заготовок стойки;

- стенд для установки и сварки фланцев;

- стенд для контрольной сборки стоек, траверс и лестниц;

- сварочные трансформаторы ручной дуговой сварки (для сварных соединений элементов конструкций);

- станочный парк для токарных, фрезерных, сверловочных работ и др. вспомогательных работ.

И т.д.

 

6. Дополнительные технологии (антикоррозионная защита).

 

Большое значение в технологическом цикле, на этапе выпуска готовой продукции, имеет защита конструкций от коррозии. Наиболее распространенным и популярным сегодня в мире является метод горячего цинкования. Это дорогостоящая и трудоемкая операция. Не везде есть возможность для обработки конструкций цинкованием. Строительство нового производства сопряжено с рядом экологических трудностей, и требует значительных капитальных вложений. Кроме того, стоимость основного сырья для цинкового покрытия непрерывно растет, и, на сегодня, составляет уже 1500 – 1700 долларов США на одну тонну металлоконструкций.

В то же время, с бурным развитием промышленной химии, на сегодняшнем рынке широко представлена целая гамма лакокрасочных покрытий, отвечающих всем необходимым требованиям долговечности и атмосферостойкости, предъявляемым к металлоконструкциям МГС.

Ещё один из вариантов выхода из положения – применение атмосферостойкой стали с различными легирующими добавками, позволяющими изменять текстуру и цвет окисной пленки (патины), образующейся на поверхности стойки под воздействием атмосферных осадков и влаги, повышать их коррозионную стойкость.

Возможно, также изготовление стоек из оцинкованной стали с последующей обработкой электросварного шва цинконаполненными композициями типа ЦВЭС или Zinga, в соответствии с требованиями ТУ 2312-004-12288779-99.

Или обработка стоек «резиновой краской» - антикоррозионным покрытием серии МЭК МАГЕЛАСТ (ТУ. У25.1-00152135-131: 2005). Это ряд модифицированных композиционных материалов, разработанных Украинским государственным научно-исследовательским конструкторско-технологическим институтом эластомерных материалов (УНИКТИ «ДИНТЭМ»). Промышленный выпуск которого освоен ООО «Завод «Герметик Универсал» г. Запорожье.

Но чаще всего наиболее целесообразно использовать комбинированные виды из перечисленных выше покрытий, композиция которых определяется согласно конкретным условиям эксплуатации АМС.

 

7. Требования к предприятию для размещения производства.

 

Для размещения производства МГС на действующем предприятии по изготовлению металлоконструкций, предприятию необходимо иметь:

- свободные производственные площади для размещения основного технологического оборудования, порядка 1200-1500 кв.м;

- автоматическую установку плазменной (газоплазменной) резки листового металла с рабочей площадью стола раскроя 400 – 500 кв.м;

- пресс усилием 1600 - 2000 тонн, с длиной гиба 16 - 20 метров;

- установку для полуавтоматической или автоматической электросварки;

- подготовленных специалистов для работы на этом оборудовании;

- опыт по изготовлению и монтажу нестандартного оборудования;

- вспомогательный станочный парк;

- цех (участок) для антикоррозионной обработки стоек, траверс, лестниц и прочих конструкций.

 

 

Отдельно следует отметить, что для эффективной, производительной работы предприятия - изготовителя МГС, необходима предельная унификация конструкций, что полностью противоречит концепции проектирования. Действительно, в предельном случае: для проектировщика, учитывающего соотношение материалоемкости конструкций, стоимости монтажа к надежности и долговечности, целесообразно вообще уйти от унифицированных стоек. Для предприятия–изготовителя наилучший вариант – выпускать одну типовую стойку на все случаи жизни.

Думается, что это противоречие возможно разрешить только с помощью привлечения к обсуждению проблемы третьей стороны – эксплуатирующей организации. Только в таком составе возможно найти разумный компромисс в степени унификации металлоконструкций стоек на МГС. А это серьезнейший вопрос ближайшего будущего.

 

 





Сейчас 76 гостей онлайн
Применение полимерных стоек, как опор ВЛ, в ближайшие 10 лет:
 
Locations of visitors to this page