Соединения, стыки и антикоррозийная защита металлических конструкций

Стыки металлических конструкций закрепляются главным образом болтами нормальной и повышенной точности, высокопрочными болтами и электрической сваркой. Клепаные стыки встречаются довольно редко в основном в тяжелых конструкциях цехов с большими крановыми нагрузками и тяжелыми температурными режимами работы. Тонкостенные конструктивные элементы и легкие конструкции могут иметь стыки на заклепках, точечной сварке, самонарезающих болтов и комбинированных заклепках.

Перед установкой болтов проверяется качество отверстий, в которых не должно быть перекосов и заусениц кромок. Отверстия при установке конструкций заполняются временными болтами и пробками. Диаметр пробок должен соответствовать диаметру отверстий. Под головки болтов нормальной и повышенной точности ставится по одной шайбе и под гайку — не более двух шайб.

Болты затягиваются от середины к краям стыка. Гайки закрепляются контргайками, пружинными шайбами, забивкой резьбы или прихваткой в соответствии с указаниями в проекте.

Установка высокопрочных болтов начинается с подготовки соприкасающихся поверхностей монтажных соединений. Удаляются заусеницы и очищаются соприкасающиеся поверхности не ранее чем за 7 ч до установки болтов.

Сварка соединений на высокопрочных болтах должна выполняться сразу на постоянных болтах, без установки временных, с установкой пробок в количестве до 10% от числа отверстий. Болты затягиваются за один прием с помощью гайковерта или ключа. Со стороны гайки после натяжения должно оставаться не менее трех ниток резьбы.

Монтажные соединения решетчатых и стержневых конструкций фиксируются при помощи прихваток. Стыки тяжелых конструкций собираются при помощи сборочных приспособлений. Сварка монтажных соединений решетчатых и стержневых конструкций обычно выполняется вручную или полуавтоматами с применением порошковой и голой легированной проволоки. При автоматической сварке допускается предварительная подварка швов вручную, после подварки приспособления убираются (рис. 12.9).

Сварка стыков может быть однои двусторонней. Швы большой протяженности вручную свариваются участками длиной по 300…400 мм. Направление сварки каждого участка должно быть противоположным направлению сварки всего шва. При толщине свариваемого металла более 8 мм сварной шов образуется в несколько слоев секционным способом или горкой.

Рис. 12.9. Схема дуговой сварки:

• 1 — свариваемые детали; 2 — дуга: 3 — электрод; 4 — электрододержатель;
• 5 — проводники тока; 6 — источник тока

Для ручной сварки применяются электроды со специальным покрытием (обмазкой) различных типов.

В процессе контроля качества сварных соединения в зависимости от предъявляемых к ним требованиям выполняется внешний осмотр шва, механические испытания металла шва, проверка качества структуры и плотности шва и др.

Внешний осмотр осуществляется в целях обнаружения видимых трещин, подрезов, шлаковых включений и непроваров более 10% толщины свариваемых деталей.

Механические испытания металла шва выполняются в соответствии с ГОСТ на растяжение, ударный изгиб, ударный разрыв и сплющивание.

Просвечивание шва основано на свойстве гамма-лучей проникать через непрозрачные тела с различной интенсивностью и воздействовать на фотослой и некоторые химические соединения, начинающие светиться под их действием. Обычно используется фотографический метод, при котором на пленке в местах дефекта появляются места с различной затемненностью. Согласно СНиП проверяется выборочно часть швов. В случае обнаружения дефектов количество проверяемых участков удваивается.

Контроль плотности сварных соединений чаще всего выполняется вакуумным методом, в замкнутых емкостях — сжатым воздухом в пределах рабочего давления, с промазкой наружной поверхности швов мыльным раствором или заполнением емкостей водой.

Химический метод применяется для испытания днища. Под днище укладываются трубы, по которым нагнетается аммиак. Боковая поверхность днища и основания герметизируется глиной, швы промазываются меловой краской с индикатором или проклеиваются полосами смоченной индикатором бумаги. В местах дефекта краска или бумага меняет цвет.

Стальные элементы защищаются от коррозии механическим (полимерами и антикоррозийными обмазками) и электрохимическим (нанесение покрытия из металла) способами.

Цинковые покрытия и покрытия из сплава цинка с алюминием наиболее распространенные из металлических покрытий. Они в случае повреждения или возникновения в нем пор становятся анодом, а оголенная сталь — катодом. Защитные покрытия под воздействием электрохимического процесса, растворяясь, предохраняют сталь от коррозии.

Цинковые покрытия наносятся следующими способами: горячим цинкованием, гальванизацией, металлизацией, напылением.

При горячем цинковании обрабатываемая деталь погружается в расплавленный металл. При гальванизации защитное покрытие получается за счет электроосаждения цинка на стальных элементах, которые для этого опускаются в ванны. Эти два способа применяются только в заводских условиях.

Металлизация (напыление) выполняется как в заводских условиях, так и на строительной площадке. Расплавленный металл (слой цинка толщиной до 0,15 мм) напыляется на стальные детали под давлением сжатого воздуха газопламенным напылением или электрометаллизацией с использованием передвижной установки (рис. 12.10).

Рис. 12.10. Передвижная установка для газопламенного нанесения цинкового покрытия:

• 1 — распылительная горелка; 2 — питательный бачок; 3 — компрессор;
• 4 — маслоотделитель; 5 —газовый баллон.

Газопламенное напыление наносится не позднее, чем через три дня после сварки.

Контрольные вопросы

• 1. В чем заключаются особенности монтажа металлических конструкций?
• 2. Какие подготовительные работы необходимо выполнять перед монтажом металлоконструкций?

• 3. В чем заключается сущность безвыверочного метода монтажа металлических колонн?
• 4. Какие грузозахватные приспособления применяют для строповки колонн?
• 5. Как обеспечивается устойчивость колонн при монтаже?
• 6. Какие грузозахватные устройства используют при монтаже ферм?
• 7. Что такое пространственная конструкция?
• 8. Какие грузоподъемные механизмы применяют для монтажа структурных пространственных конструкций?