Производственное оборудование и линии

Любой элемент стальной конструкции начинается как стальной лист или профиль, пришедший с завода. Линия резки на ЧПУ — то место, где заводской материал становится инженерным элементом, и где точность размеров либо утверждается, либо теряется ещё до начала сварки. Наша линия объединяет станки плазменной и газокислородной резки с ЧПУ с программой автоматической раскладки, читающей данные проекта напрямую из конвейера CAD/CAM.

Многорезаковая конфигурация. Каждый станок несёт до четырёх резаков, работающих одновременно, каждый по собственной траектории ЧПУ. Это значит, что четыре одинаковых листовых элемента могут быть вырезаны из одной раскладки за один проход, или четыре разных элемента — параллельно из одного листа. Программа раскладки оптимизирует использование листа, размещая геометрию элементов так, чтобы минимизировать отход «скелета», достигая обычно 82–92% использования материала в зависимости от сложности геометрии.

Толщина листа: от 6 до 120 мм. Тонкий диапазон (6–12 мм) режется плазмой ради скорости и минимальной зоны термического влияния. Толстый диапазон (25–120 мм) режется газокислородным способом ради качества прямых кромок на толстом листе. Для листа свыше 40 мм линия поддерживает многопроходную резку кромок, где резак наклоняется для V-, X- или K-образной разделки за одну установку — подготовка канала шва выполняется прямо на станке резки, что исключает отдельную операцию разделки кромок и вносимую ею размерную ошибку.

Допуск резки. Контроллер ЧПУ удерживает точность траектории резки ±0,5 мм на прямых резах и ±1,0 мм на сложных кривых, включая круглые и эллиптические вырезы. Этот допуск проверяется после резки размерным сканированием, прежде чем лист поступает на сварочную линию.

Коробчатые колонны несут осевые нагрузки сверхвысотных зданий, опор длиннопролётных мостов и тяжёлых промышленных конструкций. В отличие от двутавров, коробчатые колонны — замкнутые сечения с внутренними диафрагмами: поперечными рёбрами, приваренными внутри колонны на уровне каждого этажа или точки передачи нагрузки. Сложность: швы внутренних диафрагм физически недоступны для обычного сварочного оборудования, поскольку стенки колонны их закрывают.

Многопроволочная SAW для продольных швов. Четыре продольных угловых шва коробчатой колонны свариваются многопроволочной сваркой под флюсом, где две или три проволоки одновременно подаются в один сварочный бассейн. Многопроволочная SAW повышает скорость наплавки на 50–80% по сравнению с однопроволочной, сокращая ширину зоны термического влияния и общий ввод тепла на единицу длины. Максимальное коробчатое сечение — 1200 × 1200 мм при толщине стенки от 8 до 60 мм. Максимальная длина колонны — 15 метров на секцию, с монтажным стыком для более высоких колонн.

Электрошлаковая сварка внутренних диафрагм. Внутренние диафрагмы привариваются к стенкам колонны электрошлаковой сваркой на всю толщину (ESW). ESW наплавляет металл через зазор между кромкой диафрагмы и стенкой колонны, заполняя соединение снизу вверх за один проход. Процесс требует технологический проём, прорезанный в стенке колонны (обычно шириной 25–35 мм), который после прохода ESW заваривается пробковым швом. Эта технология даёт швы с полным проваром на соединениях, до которых не достанет ни ручной сварщик, ни обычный сварочный манипулятор, — инженерное требование для коробчатых колонн, несущих 5 000+ тонн осевой нагрузки.

Контроль предварительного подогрева и температуры между проходами. Для высокопрочной стали (Q355, Q390, Q420, Q460) температура предварительного подогрева (80–150 °C в зависимости от марки и толщины) и температура между проходами (200–230 °C) контролируются контактными пирометрами на каждом проходе, а данные о температуре записываются в привязке к QR-коду колонны для прослеживаемости.

Трубчатые фермы применяются в длиннопролётных кровлях, навесах стадионов, аэровокзалах и мостовых конструкциях, где визуальное качество открытых трубчатых элементов так же важно, как и их конструктивная работа. Пересечение «ветвь — пояс» в трубчатой ферме — «седловой» узел — самый геометрически сложный рез в изготовлении стальных конструкций. Неточный седловой рез создаёт корневой зазор между ветвью и поясом, а сварка по корневому зазору даёт узел, визуально очевидно дефектный и конструктивно худший.

Резка труб на ЧПУ. Наш трубогибочный станок с ЧПУ вращает трубу вокруг продольной оси, пока плазменный или газокислородный резак обводит профиль седлового реза по стенке трубы. Контроллер ЧПУ читает геометрию пересечения — диаметр ветви, диаметр пояса, угол пересечения и угол разделки кромок — напрямую из модели проекта и вычисляет траекторию резки. Диаметр труб 60–400 мм при толщине стенки от 4 до 25 мм. Профиль седлового реза включает разделку кромок под сварку, поэтому труба приходит на сварочный пост готовой к сборке без дополнительной разделки или шлифовки.

Роботизированная седловая сварка. После позиционирования трубы-ветви на поясе шестиосевой сварочный робот обводит профиль седлового соединения, выполняющего многопроходный шов с управлением параметрами для корневого, заполняющих и облицовочного проходов. Преимущество робота перед ручной сваркой — постоянство: седловое соединение представляет трёхмерную кривую, и ручная сварка даёт переменный катет, провар и профиль поверхности вдоль кривой. Робот сваривает всё соединение одним набором параметров, давая равномерный угловой шов, отвечающий и конструктивным, и визуальным требованиям открытых трубчатых ферм.

Окрасочная линия наносит антикоррозионную систему на очищенные элементы. Стандартная система для конструкций, эксплуатируемых на атмосфере, — трёхслойная лакокрасочная система, но конкретные продукты и толщины сухого слоя задаются спецификацией проекта, классом среды (от C1 до C5-M по ISO 12944) и требованиями клиента.

Слой 1 — цинконаполненный грунт. Цинконаполненный эпоксидный грунт наносится первым слоем, обеспечивая и барьерную защиту, и катодную защиту (гальваническое протекторное действие) в любой точке повреждения покрытия. Содержание цинка обычно 70–80% по массе в сухой плёнке, толщина сухого слоя 50–75 µм. Цинконаполненный грунт — критический слой долговременной коррозионной стойкости: именно он предотвращает распространение ржавчины от мест повреждения покрытия.

Слой 2 — эпоксидный промежуточный слой. Поверх грунта наносится толстослойный эпоксидный промежуточный слой, добавляющий барьерную толщину и создающий гладкую поверхность под финишное покрытие. Толщина сухого слоя 80–125 µм. Эпоксидный промежуточный слой даёт большую часть общей барьерной толщины системы и стоек к воздействию воды, соли и химических веществ.

Слой 3 — полиуретановое покрытие. Финишное покрытие — полиуретановая отделка, обеспечивающая стойкость к УФ (предотвращает мелование эпоксида под ним), сохранение цвета и окончательный эстетический вид. Толщина сухого слоя 40–60 µм. Для проектов в средах C5-M (морских, шельфовых, экстремально промышленных) финишное покрытие заменяется фторполимерным (FEVE) для повышенной стойкости к УФ и химии, как было задано для антарктической станции в море Росса.

Проверка толщины сухого слоя (DFT). После каждого слоя и после всей системы толщина сухого слоя измеряется электронным толщиномером в нескольких точках каждого элемента (обычно 5 замеров на квадратный метр). Замеры записываются в привязке к QR-коду элемента, создавая поштучную запись покрытия, которую можно передать клиенту или инспектору. Общая DFT системы для стандартной атмосферной экспозиции — 170–260 µм; для морских сред C5-M — 240–320 µм.