Металлоконструкции – комплексы элементов, прочно соединенных между собой. Этими элементами могут быть прутья, швеллеры, балки, трубы. Сложность конфигурации определяется спецификацией, требуемыми техническими характеристиками, планами относительно дальнейшего применения.
Металлоконструкции востребованы в различных хозяйственных и строительных сферах, от гражданской и коммерческой до промышленной и специализированной. Как именно они применяются в промышленности? Каковы их преимущества и особенности?
Классификация
Металлические конструкции, которым найдется применение в промышленности, представлены множеством видов, к этой категории относятся кронштейны, мостовые опоры, резервуары для хранения воды и технологических жидкостей, несущие фермы.
При классификации учитывается не только типология, но и принципы проектирования. Типовые решения производятся по стандартным чертежам, они имеют четко заданные параметры и геометрию, за счет чего универсальны. В такой ситуации основным нормативно-техническим документом является ГОСТ 23118-2012. Второй вариант – индивидуальные, спроектированные специально для решения конкретной задачи, определенного объекта. При выполнении индивидуальных чертежей необходимо учитывать положения, обозначенные в ГОСТ 21.502-2007, СНиП III-18-75.
С точки зрения конструктивных особенностей, их можно представить двумя основными группами:
- Листовые. Основа – листы, соединенные по сварной технологии. Они не обязательно должны быть прямыми, допустимо изменение конфигурации, формирование изгиба с определенным радиусом, что необходимо при сборке резервуаров и различных цилиндрических емкостей.
- Решетчатые. Каркасы, состоящие из уголков, труб определенного диаметра и сечения, балок, швеллеров. Благодаря высокой прочности, они эффективно выполняют несущие функции, выдерживают выраженные нагрузки, направленные на изгиб, растяжение и сжатие.
С позиции особенностей эксплуатации, выделяют три типа металлоконструкций:
- Стационарные. После монтажа они эксплуатируются постоянно. Пример – мостовая опора или поддерживающая балка.
- Трансформируемые. Допускают возможность модернизации, комплектации дополнительными элементами для увеличения несущей способности.
- Сборно-разборная. Конструкция изначально предусматривает возможность оперативного демонтажа и переноса на новое место эксплуатации.
Преимущества
Высокий спрос на металлические конструкции в промышленности объясняется их многочисленными преимуществами:
- Высокий уровень надежности. Элементы максимально просты с точки зрения проектирования, все нагрузки можно рассчитать и предсказать с высокой точностью, чтобы исключить риск выраженных деформаций и разрушения.
- Легкость. Масса невысока, что исключает чрезмерную нагрузку на фундамент или соседние элементы, исключает необходимость в их дополнительном укреплении.
- Простота транспортировки и монтажа. Элементы легко доставить на объект, соединить при помощи механического крепежа. Дополнительный плюс – сокращение сроков сдачи объекта, возможность выполнить все работы за минимальное время.
- Возможность демонтажа и модернизации, если необходимость в металлоконструкциях отпала, либо планируется увеличение нагрузки. Вариантов усовершенствования немало – от наращивания сечения до обустройства вспомогательных опор.
- Долговечность. При условии грамотного расчета нагрузок и периодического обслуживания, своевременного удаления коррозии, обработки грунтовками и защитными составами, препятствующими ее развитию, металлические элементы служат десятилетиями и даже веками.
Технологии соединения
От метода соединения элементов, формирующих конструкцию, в значительной степени зависят ее прочностные характеристики, так что при подборе нужно учитывать выраженность нагрузок и эксплуатационную специфику. Доступны 3 основных способа:
- Сварка. Наиболее надежная технология, однако, она требует использования вспомогательного оборудования, привлечения специалистов. Актуальна исключительно для статичных конструкций, разбор которых не планируется, ввиду невозможности такового.
- Болты. В элементах предварительно формируются отверстия соответствующего диаметра, в которых размещаются болты. Главное – максимальная точность. Такую конструкцию, при необходимости, можно оперативно разобрать. Высокая квалификация специалистов, занимающихся сборкой-разборкой, не требуется.
- Заклепки. Заклепки оптимальны, если техническая возможность проведения сварки отсутствует, при этом, конструкция подвергается значительным вибрационным нагрузкам, способным привести к самопроизвольному раскручиванию, ослаблению, выпадению болтов.
Материалы
Основной материал также должен четко соответствовать предстоящим эксплуатационным условиям и нагрузкам. В промышленности востребованы, главным образом, следующие металлы и сплавы:
- Стали со средним или малым содержанием углерода. Наиболее распространенные решения, сбалансированные по твердости и упругости. Очень прочны, не трескаются и не деформируются под нагрузкой, выдерживают выраженные термические воздействия, вплоть до прямого контакта с пламенем. Недостаток – подверженность коррозии, не рекомендуется использовать их во влажной среде, на химических производствах. Обязательно требуется грунтование, окрашивание, для исключения прямого контакта основы с внешней средой.
- Нержавеющая сталь. Стойкость к коррозии достигается снижением процентной доли углерода, добавлением молибдена, хрома. Оптимальный вариант для влажных сред. К сожалению, металлоконструкции на основе такой стали сложно или невозможно формировать по сварному методу.
- Чугун. Используется, в основном, для небольших металлических элементов, выполняющих вспомогательные функции, либо подверженных огромным термическим нагрузкам. Нагрев этот металл выдерживает гораздо лучше стали.
Применение
Металлические конструкции востребованы в следующих промышленных областях:
- Строительство инженерных объектов. Это могут быть опоры мостов, пешеходных, автомобильных, железнодорожных, или путепроводов, вспомогательные объекты для обслуживания промышленной техники или оборудования, капитальные сооружения, производственные цеха.
- Машиностроение. Швеллеры и уголки активно применяются как основы силовых конструкций, обеспечивающих прочность корпуса судна или железнодорожного вагона.
- Энергетика. Классический пример металлической конструкции в этой области – опора ЛЭП. Также к этой категории принадлежат резервуары, поддерживающие элементы на трубопроводах.
- Металлургия. Металлоконструкции выполняют массу задач, от поддерживающих элементов доменных печей до основы прокатных станков и других агрегатов, задействованных в производственном цикле.
Конечно, в качестве примеров можно привести и другие сферы, где есть потребность в надежных, долговечных, прочных опорных элементах. Телекоммуникации, связь, нефтепереработка, горнодобывающая отрасль – в этих, как и многих других случаях, без металлоконструкций не обойтись!
