Основные принципы технологии монтажа, эксплуатации и ремонта металлоконструкций

В качестве материала для крановых мостов применяют как малоуглеродистые, так и низколегированные стали. Для мостовых кранов общего назначения главные балки делают коробчатого сечения, из листа со стыковыми швами. По сравнению с профильным прокатом такие конструкции обеспечивают большее сопротивление усталостным напряжениям, чем конструкции из профильного проката, который соединяется угловыми швами, дающими высокую концентрацию напряжений [4].

Стыковые швы удовлетворяют условиям прочности при действии однократных наибольших напряжений, одновременно удовлетворяют и условию сопротивления усталости при действии переменных напряжений. Сварные соединения, работающие на изгиб, рассчитываются по формулам, установленным для целого сечения.

Для обеспечения условия равнопрочности стыковые швы делают прямыми с проваром корня шва и выводом его за пределы стыка. При этом должна быть применена автоматическая, полуавтоматическая или ручная сварка электродами не ниже типа Э42, а также повышенные методы контроля качества (ультразвуковая дефектоскопия, магнитографические методы и пр.,
о которых подробнее будет сказано ниже). Заводские стыки отдельных элементов составной балки могут находиться в различных сечениях по ее длине или быть совмещены в одном сечении; монтажные стыки всегда совмещенные, как показано на рисунке 10. Стыковые соединения стенок и поясов сварных балок осуществляют прямыми швами без накладок. Рекомендуется не совмещать в одном сечении стыки стенок и поясов [4].

Рис. 10 – Стыки балок сварные: а – заводской; б - монтажный

Монтажные схемы крановых мостов бывают двух типов:

1) пролетное строение присоединяют к концевым балкам на заводе-изготовителе; в этом случае концевые балки имеют один или два
(в зависимости от условий перевозки) монтажных стыка на чистых высокопрочных болтах или заклепках;

2) пролетное строение присоединяют к концевым балкам болтами при монтаже, при этом концевые балки делают без стыков. Этот вариант применяется для кранов легких и средних режимов работы.

В процессе эксплуатации крана необходимо выполнение технического обслуживания и ремонта, организация которых предусмотрена Единой системой планово-предупредительного ремонта и рациональной эксплуатации технологического оборудования машиностроительных предприятий [ 5 ].

При осмотрах металлоконструкций ведут поиск трещин в элементах и швах, проверяют неподвижность заклепочных и болтовых соединений, обращают внимание на возможные общие и местные деформации элементов конструкции. При ремонте металлоконструкций кранов требуется применять марку стали по механическим характеристикам соответствующую или выше, чем марка, применяемая заводом-изготовителем.

Конструкции ремонтных сварных соединений, вставок и других элементов не должны снижать циклическую прочность соединений. В связи с этим недопустимы: резкие переходы сечений; сварные швы, сходящиеся под углом менее 60^о; сближение соседних швов менее чем на 50 мм; вставные элементы поясов и стенок длиной менее 200 мм; относительное смещение в балках поперечных швов поясов и стенок менее чем на 150 мм; а также смещение поперечных швов относительно диафрагм менее 50 мм [6].

Стыковые соединения представляют собой основной вид ремонтных сварных соединений для листов и сварных профилей, выполняют их в виде швов двусторонних или односторонних на остающейся подкладке по
ГОСТ 5264-80. При ремонте металлоконструкций кранов режимов 6К и более тяжелых следует применять по возможности не угловые, а стыковые швы. Сварка встык прокатных уголковых профилей не допускается, а их сварные соединения на накладках используют преимущественно для вспомогательных конструкций.

Сварные соединения на накладках применяют при ремонте металлоконструкций на месте установки при невозможности снять нагрузки от собственно массы, в частности, для главных балок мостовых кранов. Накладки служат для дополнительного усиления односторонних стыковых швов, а также при невозможности контроля шва физическими методами в тех случаях, когда их обязательность регламентирована. Следует применять накладки наименьшей возможной толщины, поскольку они существенно снижают циклическую прочность соединения.

При обнаружении трещины определяют границы ее распространения с обеих сторон, после чего по концам просверливают отверстия. Кромки трещины подготавливают под сварку в виде V–образной или U–образной разделки посредством воздушно-дуговой или газовой резки. Иногда бывает можно вырубить кромки зубилом. Трещины заваривают двусторонними или односторонними на подкладке стыковыми швами. Ремонтные стыковые швы рекомендуется зашлифовывать со всех доступных сторон вровень с основным металлом. Трещины в двустенчатых балках, находящиеся в пределах пояса или стенки, но не вблизи ребер жесткости, могут быть вырезаны с последующей вваркой вставки [6].

Балочные двустенчатые конструкции, подвергшиеся местным деформациям или разрушениям, восстанавливают вваркой новых секций (панелей). Такие секции изготавливают в виде пространственных полностью законченных узлов или собирают на месте установки из плоских элементов.