«Молодой учёный» №20 (79) / moluch_79_ch2

Обследование строительных конструкций промышленных зданий и сооружений верный способ получить объективную оценку состояния предприятия, и в случаи необходимости во время, и с минимальными экономическими издержками провести частичный или капитальный ремонт [1..5]. На предприятия цветной и чёрной металлургии строительные конструкции находятся в крайне агрессивных средах, помимо этого именно в литейном производстве используются мостовые краны грузоподъёмностью до 500 т, что оказывает большие нагрузки

на подкрановые конструкции.

Специалисты ООО ЦНЭПБ «ПРОМТЭК» (г. Пенза) провели ряд экспертиз промышленной безопасности зданий металлургической промышленности в Пензенской области [6,7]. Рассмотрим на примере одного из предприятий (ООО «Пензкомпрессормаш») характерные дефекты и меры по их устранению.

Обследуемые пролёты литейного цеха построены в 1952 г и имеют габаритные размеры по осям 140×54 м. Высота помещения цеха до низа несущих конструкций составляет 12 м. Площадь составляет 7560 м2, строительный объём 90720 м3.

Здание одноэтажное и имеет каркас состоящих и металлических колонн и подкрановых балок, ферм. Металлические колоны, вывезенные из Германии по репарациям в середине прошлого века, точную марку определить не возможно. Материал колонн производства Германии — неизвестен. Для колонн отечественного производства ис-

пользован металл из стали марки «Ст 3» мартеновской выплавки, поставляемой по группе «А» ГОСТ 380–50 с дополнительными гарантиями предела текучести и холодного загиба. Величина ударной вязкости стали 8 кг / см2 и допускаемого напряжения [s] = 1600 кгс/см2, что соответствует расчетному сопротивлению R = 2100 кгс/см2. Произведённые в лабораторные испытания потвердели соответствие качества материалов современным требованиям. Стены выполнены из стеновых панелей, ячеистого бетона, так же имеются вставки кирпичной кладки.

В обследуемых пролётах литейного цеха работают 6 кранов грузоподъёмностью от 10 до 50 тонн. Металлические подкрановые балки двутаврового сечения (1200x300x10000–59шт;800x300x10000 мм-11шт; 650x400x10000 мм-14шт.). В качестве направляющих были применены: Р-43 (ГОСТ 7174),а так же рельсы выполненный в виде квадрата (обеспечило максимальный момент инерции при кручении [8])

Дефекты, выявленные в ходе обследования, отображены в табл. 1 и на рис. 1–3.

Выявленные дефекты предлагается устранять с помощью технологий разработанных в Пензенском государственном университете архитектуры и строительства [9…11]. В ходе обследования и проведение ремонта по его результатам, удалось избежать штрафов различных проверяющих организаций, продлить срок эксплуатации сооружения и повысить безопасность труда для лиц, эксплуатирующих объект.

——станцию ультразвукового контроля внутренних дефектов в рельсах «мокрым методом»;

——станцию ультразвукового контроля внутренних дефектов в рельсах «сухим методом»;

——станцию маркировки и штрих-кодирования. Внедренное в результате технического перевоору-

жения оборудование позволило существенно повысить качество рельсов производства ЕВРАЗ НТМК, обеспечило возможность производства рельсов общего назначения в полном соответствии с современными требованиями, и улученными показателями качества:

—— повышение качества поверхности рельсов — за счет внедрения при прокатке рельсов на стане эффективного удаления окалины, а также дополнительного контроля поверхностных дефектов на установке вихретокового контроля;

——повышение качества торцов рельсов, болтовых отверстий, точности порезки по длине — за счет внедрения операции порезки на новых сверлильно-отрезных станках

втермоотделении;

——идентификация каждого рельса в потоке, клеймение

всоответствии с требованиями Евронорм EN 13674– 1:2011;

——контроль внутренних дефектов в области головки и шейки на станциях УЗК.

——повышение уровня качества рельсов по общей прямолинейности и прямолинейности концов [1].

Дальнейшим логичным шагом в развитии технологии производства и повышения качества рельсов, производимых на ЕВРАЗ НТМК будет совершенствование технологии термообработки рельсов.

С 1966 года и по настоящие время на ЕВРАЗ НТМК для закалки рельсов применяется технология объемной термообработки всего профиля рельсов в масле с повторного печного нагрева. Данная технология ограничивает возможности комбината по расширению продуктовой линейки рельсов и не позволяет производить рельсы специального назначения, в том числе рельсы низкотемпературной надежности. Кроме того основное требование к современным термообработанным рельсам это дифференцированная закалка, т. е. закалка головки, потре-

бители отказываются от объемнозакалённых рельсов в пользу дифференцированно термообработанных.

Введённое в эксплуатацию новое оборудование термической обработки рельсов на ЗСМК (КМК, г. Новокузнецк) и ЧМК (Мечел, г. Челябинск) предусматривают дифференцированную закалку с прокатного нагрева, аналогичную рельсам Японского и Австрийского производства. Испытания рельсов термообработанных с прокатного нагрева и повторного нагрева проведенные во ВНИИЖТ [2] показали что, ударная вязкость и трещиностойкость рельсов термообработанных с прокатного нагрева, существенно ниже, чем эти свойства рельсов, термообработанных с повторного нагрева.

Проведенными во ВНИИЖТ исследованиями было показано [3], что применение отдельного нагрева под за-

калку за счет получения мелкого зерна при его перекристаллизации в процессе повторного нагрева приводит к росту ударной вязкости в 1,4–2,0 раза, копровой прочности — в 2,0 раза, трещиностойкости в 1,5–1,8 раза, критического размера усталостных трещин — в 2,3–2,5 раза.

Микроструктура рельсов, термоупрочненных с повторного нагрева, за счет перекристаллизации обеспечивает значительно более высокий уровень свойств, характеризующих надежность рельсов (ударная вязкость, работа разрушения при –60 °С, трещиностойкость), что особенно важно в условиях низких климатических температур, присущих России. Поэтому рельсы, термоупрочненные с прокатного нагрева, не могут быть использованы как рельсы низкотемпературной надежности, так как имеют более низкую ударную вязкость при –60 °С (10–15 Дж / см² против требуемой — не ниже 25 Дж/см²).

Нижнетагильский металлургический комбинат совместно с российским предприятием НПП «Томская электронная компания» (НПП «ТЭК»), провел научноисследовательскую и опытно-конструкторская работу, в результате которой на производственной площадке НПП «ТЭК», на опытно-промышленной установке опробована технология производства рельсов дифференциро- ванно-упрочненных, в том числе рельсов специального назначения с отдельного индукционного нагрева [4]. Результаты испытаний данных рельсов дифференцирован- но-упрочненных с повторного нагрева показали более высокий уровень их физико-механических свойств в сравнении с рельсами термообработанными с прокатного нагрева.

Основным отличием дифференцированно-упроч- ненных рельсов ДТ350 с повторного нагрева, от ДТ350 с прокатного нагрева является высокая ударная вязкость, трещиностойкость (см. табл. 1), копровая прочность рельсов, в том числе при низких температурах (испытаниях при –60 °С)

Заключение

Дальнейшим развитием технологии производства рельсов на ЕВРАЗ НТМК и повышением качества рельсов, будет внедрение вместо объемной закалки рельсов в масле с повторного печного нагрева, дифференцированной закалки рельсов воздухом управляемой влажности с повторного нагрева. Данная технология позволит производить рельсы с уникальными свойствами, в том числе специального назначения в разы превосходящие по своим физикомеханическим свойствам рельсы произведенные в Новокузнецке (КМК), Челябинске (ЧМК), Австрии, Японии, за счет применения повторного нагрева, что позволит сохранить конкурентоспособность «Тагильских» рельсов на рынке РФ, а также даст возможность предложить уникальный продукт иностранным потребителям рельсов.