Глава тридцатая
МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ И МОНТАЖЕ ОПОР
Материалы, необходимые для изготовления и монтажа металлических опор, делятся на две группы: а) основные, идущие непосредственно в данные конструкции, и б) вспомогательные, которые расходуются дополнительно к основным материалам при изготовлении и монтаже опор.
К основным материалам относятся: а) металл, б) метизы, в), электроды и г) материалы для грунтовки и окраски опор.
МЕТАЛЛ, ЕГО МАРКИ И СОРТАМЕНТ
Основным материалом для изготовления металлических опор является конструкционная углеродистая сталь марки «Ст-3 — нормальная». Применение других марок должно быть предусмотрено проектом.
Классификация и общие технические условия на прокатную углеродистую сортовую и фасонную сталь обыкновенного качества установлены ГОСТ 535-45.
По ГОСТ 535-45 прокатная углеродистая сталь подразделяется на две группы:
- группа А — сталь, поставляемая по механическим свойствам (табл. 73);
- группа Б — сталь, поставляемая по химическому анализу.
Применяемый для изготовления опор прокат сортовой, листовой, а также швеллеры выпускаются согласно условиям заказа как группы А, так и группы Б.
В отдельных случаях сталь группы Б должна испытываться на твердость, причем число твердости) по Бриннелю не должно превышать «132».
Таблица 73
Механические свойства прокатных углеродистых сталей (группа А)
Сортамент необходимых для изготовления опор прокатных профилей металла обычно разбивают на следующие группы:
- сортовая сталь, к которой относится угловой, круглый, квадратный и полосовой металл;
- швеллеры и балки; 3) толстая листовая сталь.
Равнобокие уголки (ОСТ 10014-39) — самый распространенный профиль в металлических опорах. На фиг. 91 показан вид равнобокого уголка и названия отдельных частей его.
Фиг. 91. Равнобокий уголок.
В табл. 74 указаны веса одного погонного метра для ходовых размеров уголков.
Нормами установлен минимальный размер уголка для сварных конструкций опор 35 X 35 X 5, а для клепаных 40 X 40 X 5, у которых ширина одной полки в полтора раза больше другой.
Круглый (ГОСТ 2590-44) и квадратный (ГОСТ 2591-44) профили металла применяются для изготовления коротких стержней решетки сварных конструкций. Минимально допускаемые нормами размеры этих профилей для опор: круглый — диаметром 12 мм и квадратный — 14 X 14 мм.
Полосовой металл ГОСТ 103-41 имеет ширину до 200 мм. Толщина полосового металла, применяемого для деталей опор, колеблется в пределах от 5 до 30 мм.
Швеллеры и балки применяются сравнительно редко.
Толстая листовая сталь (ОСТ 10019-39) в конструкциях опор применяется меньше, чем другие профили, и идет главным образом для изготовления косынок.
Приемка и хранение металла.
При приемке металла необходимо проверить наличие поступивших с ним документов, в которых должны быть достаточные сведения о его качестве (марке), сорте и количестве.
Таблица 74
Основным документом, удостоверяющим качество стали, является сертификат (или справка), выдаваемый заводом — поставщиком металла. В нем указываются характеристики механических свойств стали, марка, а иногда и химический ее состав.
Пользуясь полученными документами, следует проверить, соответствуют ли указанные в них сведения принимаемой партии металла. Для определения качества металла следует осмотреть наличие клейма и окраски на каждой штуке металла.
Клеймо марки стали обводится краской определенного цвета для каждой марки:
Для стали 1 — белого
»» 2 — желтого
»» 3 — красного
Для стали 4 — черного
»» 5 — зеленого
»» 6 — синего
Иногда над клеймом выбивается условная марка или номер завода.
Принятая партия металла должна сразу же рассортировываться и укладываться на прокладках в отдельные штабели по маркам и размерам. Уголки одинаковой ширины полок должны быть разложены в штабели в зависимости от толщины полок, длины уголков и марки стали. Листовой металл сортируется по толщине, размерам листов и маркам.
Фиг. 92. Испытание стали на холодный загиб.
При приемке и сортировке металла следует обращать внимание на внешний вид и отсортировывать металл с явными внешними пороками.
Испытания металла, с целью определения его марки, следует производить в лаборатории на специально изготовленных образцах. Учитывая затруднения с изготовлением образцов и про ведением лабораторных испытаний, а также возможность поступления немаркированного металла, разрешается производить упрощенные испытания. Металл, выдержавший упрощенные испытания, приравнивается по качествам к соответствующей марке, но не выше, чем «Ст-3 — пониженная». Следовательно, применять металл, прошедший упрощенные испытания, допускается в конструкциях, проекты которых выполнены на «Ст-0»; «Ст-1»; «Ст-2» и «Ст-3 — пониженная».
До производства упрощенных испытаний немаркированная сталь должна подвергаться внимательному наружному осмотру, чтобы убедиться, что она не имеет наружных пороков, как то: шлаковин, плен, трещин, расслоений, рваных краев и т. д.
Упрощенные испытания состоят в загибе не менее двух образцов в холодном состоянии на 180° (фиг. 92) вокруг стержня, диаметр которого берется по данным табл. 73.
Признаком того, что образец выдержал испытания, служит отсутствие в нем после загиба трещин, надрывов, расслоений или излома. Затем последующими перегибами образца доводят его до разрушения и внимательно осматривают цвет и строение металла в изломе. Светлый и блестящий излом металла характеризует его хорошее качество, а темно-серый и матовый свидетельствует о плохом качестве.
МЕТИЗЫ
Метизами называются болты, гайки, шайбы и заклепки, служащие для соединения отдельных стержней металлической опоры, а также целых секций или монтажных элементов.
Следует отличать два совершенно различных случая применения болтов:
- болты, применяемые для временного соединения отдельных деталей или целых секций при заводской или линейной сборке металлических конструкций;
- болты, устанавливаемые для постоянного соединения отдельных деталей и целых секций.
В первом случае болты называются сборочными, а во втором — монтажными.
По точности изготовления и обработки различают черные и чистые (точеные) болты.
Чистые болты имеют обточенный стержень, нарезанную резьбу и обработанную головку. Для металлических опор чистые (точеные) болты применяются редко и только в ответственных узлах.
Черные болты изготовляются обычно горячей высадкой или же ковкой, без обработки головки и стержня, с резьбой, образованной накаткой или нарезкой.
В качестве монтажных болтов допускается применение только нарезных болтов.
Накатные черные болты могут применяться как сборочные для временного соединения стержней или секций при заводской или монтажной сборке.
Диаметр сборочного болта должен быть на 2—3 мм меньше диаметра отверстия.
Длина монтажных болтов определяется толщиной и количеством соединяемых тел (см. § 126 — технические указания).
В табл. 75 приведены размеры и веса наиболее часто применяемых в опорах черных болтов, а также размеры отверстий для них.
Таблица 75
Веса черных болтов и гаек
Применяемые в качестве монтажных черные болты должны удовлетворять требованиям ГОСТ 20635-38, тип 9. Технические условия на болты см. ГОСТ 1759-42, а правила приемки и упаковки болтов ГОСТ 1471-42.
При приемке болты подвергаются наружному осмотру и проверке размеров в количестве 1%, но не менее 50 штук от партии, а также испытаниям на прочность в количестве 3 болтов.
При проверке размеров болтов руководствуются установленными ГОСТ допусками. Так, для ходовых размеров болтов диаметром от 1/2 до 7/8" отклонения в диаметре болта не должны быть больше +0,5 мм. На поверхности болтов не должно быть пережженных мест, трещин, плен, раковин, рванин и заусениц, кроме тонких следов обрезного инструмента.
Фиг. 93. Матрица для испытания болтов.
Испытание прочности головки производится путем ударов молотком по головке болта, вставленного в специальную матрицу (фиг. 93), до соприкосновения опорной поверхности головки с поверхностью матрицы, причем головка болта должна оставаться в прочном соединении со стержнем, не должно появиться трещин или надрывов; в случае их обнаружения хотя бы в одном болте вся партия болтов бракуется. С заводов болты одного размера отправляются в деревянных ящиках весом до 80 кг.
Гайки для черных болтов применяются также черные шестигранные и реже квадратные. Технические условия, правила приемки и упаковки см. ГОСТ-1523-42.
Основные размеры гаек для ходовых размеров болтов даны в табл. 76.
Таблица 76
Основные размеры гаек и шайб
Материал гаек проверяется расплющиванием в холодном состоянии ударами до высоты 0,2 от начальной. После испытания не должно быть трещин.
Резьба гаек и болтов должна быть чистой, полной и симметричной. Любая гайка должна подходить к любому болту без заедания и сидеть достаточно плотно.
ЭЛЕКТРОДЫ
Электроды представляют собой крутки длиной 350—400 мм мягкой стальной проволоки.
Химический состав электродной проволоки оказывает большое влияние на качество сварного шва. Значительно улучшает провар малоуглеродистая проволока, имеющая более высокую точку плавления.
Структура металла электрода также сильно влияет на добро, качественность шва. Так, пои наличии в электроде посторонних включений, пор, раковин и т. п. происходит перерыв дуги, разбрызгивание металла и пористость шва.
ГОСТ-2246-43 предусматривается применение проволоки для электродов разных марок, отличающихся между собой химическим составом, указанным в табл. 77.
Таблица 77
Для сварки металлических конструкций опор применяются электроды марок I, I-А и II из тянутой проволоки, с размерами преимущественно 4; 5 и 6 мм, причем марка I идет для сварки малоуглеродистых сталей.
Для сварки на заводах металлических опор, кроме особо ответственных конструкций, обычно ограничиваются применением электродов с меловой обмазкой. Последняя улучшает устойчивость дуги и существенно не влияет на механические свойства шва.
Медовая обмазка производится окунанием прутков электродной проволоки в разведенную до густоты сметаны массу, состоящую из 70—80% по весу чистого меда и 20—30% жидкого стекла.
Расход электродов на 1 погонный метр шва и на 1 г конструкции опор дан в табл. 78.
Таблица 78
Потребность электродов для сварки стали в кг на 1 м шва в зависимости от размеров и вида швов
Потребность электродов определена с учетом 15% на огарки и 10% на угар и разбрызгивание.
112.МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ГРУНТОВКИ И ОКРАСКИ ОПОР
Для защиты металлических опор от ржавления опоры окрашиваются. Окраска опор — весьма дорогая и трудоемкая операция, требующая к тому же весьма дефицитных материалов. Качество окраски опор в значительной мере зависит от тщательности очистки окрашиваемых поверхностей, тщательности выполнения самих операций по грунтовке и окраске, качества материалов и атмосферных условий во время производства работ.
Применяемая обычно для окраски опор масляная краска состоит из краски и вяжущего вещества.
В качестве краски употребляют преимущественно железный сурик. На работу краска поступает растертая на масле, в банках, ведрах или бочках. Перед употреблением ее разводят, постепенно добавляя вареное льняное или конопляное масло (олифу) и тщательно перемешивая. Олифа служит в качестве вяжущего вещества, она делает состав краски способным прилипать к окрашиваемому предмету.
Сырое льняное масло плохо высыхает и в большой степени пропускает влагу, поэтому для окраски опор не применяется.
Качество олифы проверяется следующим способом: олифу наносят тонким слоем на стекло и ставят в наклонном положении в светлом и сухом месте. При комнатной температуре она должна высохнуть, не отлипая, через 6—8 часов и принять вид глянцевой эластичной пленки, устойчивой против царапин.
При грунтовке опор применяется олифа, к которой примешивают небольшое количество красящих веществ: железного или свинцового сурика или охры.
Нормы на окраску 1 m опор
Суррогаты олифы (оксоли) обычно не обеспечивают качественного покрытия металла, предохраняющего его от коррозии.
Из заменителей масляной краски можно указать на асфальтовые лаки, употребляемые с наполнителями и без наполнителей. Вследствие недостаточности опыта эксплуатации этих покрытий дать рецепты лаков в настоящее время затруднительно.
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
При различных условиях и методах изготовления и монтажа металлических опор находят применение самые разнообразные вспомогательные материалы.
Чаще всего употребляются:
- металл для изготовления шаблонов и приспособлений, необходимых в процессе сооружения опор;
- сборочные болты с гайками и шайбами для временных соединений;
- сжатые газы — кислород, ацетилен и воздух;
- карбид для получения на месте ацетилена;
- жидкое стекло и мел для обмазки электродов;
- кузнечный уголь для горячих операций (гибка, клепка);
- жидкое топливо и смазочные материалы для производственных механизмов и транспортных средств;
- лесоматериалы, применяемые для самых различных целей, как-то:
- стойки для крепления металлоконструкций на ж.-д. вагонах,
- на устройство подкладок, клеток и козел (употребляется дровяной лесоматериал),
- для подмостей — необходим пиломатериал и кругляк из строевой древесины,
- для изготовления реек и шаблонов применяют сухой лесоматериал хорошего качества и фанеру.
Кроме дерева, часто при изготовлении шаблонов для наметки деталей применяют тонкое листовое железо толщиной 1—2 мм и реже картон.
Сжатые газы — кислород и ацетилен — употребляются преимущественно для автогенной резки и редко для сварки, а сжатый воздух — для работы пневматических инструментов.
Кислород на место работ поступает в баллонах в сжатом состоянии до 120—150 ат. Кислородные баллоны делаются стальными, емкостью около 40 л, и окрашиваются в синий цвет. Такой емкости баллон при давлении 150 ат содержит 6 000 л газа.
Ацетилен — газ, получаемый из карбида кальция путем действия на него воды.
Ацетилен поступает на работу под давлением 12—15 ат в баллонах, окрашенных в белый цвет, или же получается на месте работ из карбида кальция в специальных аппаратах, называемых газогенераторами.
При давлении 15 ат в баллоне емкостью около 40 л вмещается до 600 л ацетилена.
Карбид-кальций представляет твердое тело темно-серого цвета с фиолетовым оттенком. Карбид-кальций поступает в закупоренных железных барабанах весом от 50 до 100 кг.