Цепи ГОСТ 21834-87
Цепи ГОСТ 21834-87: Технические условия, классификация и применение в электротехнике
ГОСТ 21834-87 «Цепи круглозвенные. Технические условия» является основополагающим нормативным документом, регламентирующим производство, параметры и приемку стальных круглозвенных цепей, широко применяемых в электроэнергетике и других отраслях промышленности. Стандарт устанавливает требования к цепям, предназначенным для такелажных, грузозахватных, тяговых, буксирных и иных целей, где важна надежность, прочность и предсказуемость поведения под нагрузкой. В контексте электротехнической продукции такие цепи находят применение в качестве элементов заземляющих устройств, для крепления и подвески оборудования (например, изоляторов, кабельных трасс, осветительной арматуры), в механизмах натяжения, а также в качестве компонентов ограждений электроустановок.
Область применения и классификация цепей по ГОСТ 21834-87
Стандарт распространяется на короткозвенные стальные сварные и штампованные цепи, изготавливаемые из углеродистой стали обыкновенного качества и качественной конструкционной стали. Ключевым классификационным признаком является калибр цепи – средний диаметр прутка (проволоки), из которого изготовлено звено. По точности изготовления цепи подразделяются на два типа:
- Нормальной точности (Н): Применяются для общего назначения, где не предъявляются повышенные требования к точности размеров звеньев.
- Повышенной точности (П): Используются в механизмах, где важна точная посадка на звездочки или зубчатые колеса (например, в цепных приводах, лебедках).
- Без обработки: Цепи, используемые в состоянии после сварки.
- Термообработанные: Цепи, подвергнутые нормализации или отжигу для снятия внутренних напряжений, повышения пластичности и вязкости.
- Оцинкованные: Цепи с цинковым покрытием для защиты от коррозии. Толщина покрытия регламентируется и является критичной для применения на открытом воздухе или в агрессивных средах, характерных для энергообъектов.
- Проверка размеров и внешнего вида: Выборочный контроль шага, ширины, калибра, а также качества поверхности и сварных швов.
- Испытание на растяжение: Является обязательным. Из партии отбирают образцы (звенья или участки цепи) и нагружают до разрыва на разрывной машине. Фактическое разрывное усилие должно быть не менее указанного в таблице стандарта.
- Испытание на изгиб (для цепей калибром до 9 мм включительно): Проверяется пластичность материала. Образец, согнутый вокруг оправки, не должен иметь трещин.
- Контроль качества оцинкования: Проверяется толщина покрытия, его сплошность (испытание погружением в раствор медного купороса) и адгезия.
- Заземляющие устройства: Цепи могут использоваться в качестве гибких элементов заземляющих спусков с опор воздушных линий электропередачи (ВЛ) к заземляющим электродам, особенно на участках с сложным рельефом или где требуется компенсация подвижек грунта.
- Крепление и подвеска: Для подвески кабельных коробов, лотков, трубопроводов, осветительных приборов в производственных цехах и на открытых распределительных устройствах (ОРУ). Цепи обеспечивают регулируемую по высоте и надежную фиксацию.
- Такелажные работы: При монтаже и обслуживании силовых трансформаторов, реакторов, крупногабаритных ячеек комплектных распределительных устройств (КРУ) для строповки и фиксации.
- Ограждения и ограничители: В качестве гибких ограждений опасных зон, ограничителей хода дверей КРУ или передвижного оборудования.
- Механизмы натяжения: В составе грузовых компенсаторов для натяжения тросов, проводов систем освещения или слаботочных линий.
По виду обработки после сварки цепи делятся на:
Основные параметры и размеры
ГОСТ 21834-87 устанавливает строгую размерную сетку. Основной параметр – калибр цепи (d) – определяет все остальные геометрические характеристики звена: длину внутренней части (L), ширину (B) и шаг (t). Стандарт предусматривает производство цепей с калибром от 3 до 20 мм для короткозвенных цепей. Для каждого калибра определено минимальное разрывное усилие, которое является критическим показателем прочности.
Таблица 1. Основные размеры и разрывные усилия для цепей калибром от 3 до 11 мм (фрагмент)
| Калибр цепи (d), мм | Шаг цепи (t), мм, не более | Ширина цепи (B), мм, не более | Длина внутренней части звена (L), мм, не более | Минимальное разрывное усилие, кН (тс), не менее |
|---|---|---|---|---|
| 3 | 9.0 | 10.0 | 12.0 | 9.81 (1.0) |
| 5 | 15.0 | 16.7 | 20.0 | 27.46 (2.8) |
| 7 | 21.0 | 23.3 | 28.0 | 53.96 (5.5) |
| 9 | 27.0 | 30.0 | 36.0 | 89.24 (9.1) |
| 11 | 33.0 | 36.7 | 44.0 | 133.38 (13.6) |
Примечание: Для цепей калибром свыше 11 мм параметры и усилия продолжаются по установленной прогрессии. Точные значения должны браться из текста стандарта.
Технические требования к материалу и изготовлению
Цепи изготавливаются из стали марок, обеспечивающих требуемые механические свойства. Для цепей нормальной точности часто используется сталь Ст3сп, Ст3пс по ГОСТ 380. Для цепей повышенной точности и ответственного назначения применяются качественные конструкционные стали марок 20, 20ХГСА, 23ХГС или другие с аналогичными свойствами по ГОСТ 1050 или ГОСТ 4543. Проволока перед изготовлением звеньев не должна иметь трещин, расслоений, ржавчины и окалины.
Сварка звеньев является ключевой технологической операцией. Залок должен быть прочным и равномерным по всей длине соединения. Не допускаются непровары, подрезы, наплывы, поры и трещины. Контроль качества сварки осуществляется визуально, а для ответственных партий – методом разрушающего контроля (разрыв звена в месте сварки).
Термическая обработка (нормализация) проводится для цепей, изготовленных из сталей, склонных к закалке на воздухе, или по требованию заказчика. Она предназначена для получения однородной мелкозернистой структуры и стабильных механических свойств.
Оцинкование выполняется горячим или гальваническим способом. Покрытие должно быть сплошным, без пропусков, пузырей и отслоений. После оцинкования цепь должна сохранять подвижность всех звеньев, что контролируется пробным протаскиванием через калибрующее отверстие.
Методы испытаний и приемка
Приемка цепей по ГОСТ 21834-87 проводится партиями. Каждая партия подвергается следующим видам контроля:
Цепи, прошедшие испытания, маркируются биркой, на которой указывается товарный знак предприятия-изготовителя, калибр цепи, обозначение типа по точности и разрывное усилие.
Применение в электроэнергетике и смежных областях
В электротехнической сфере цепи ГОСТ 21834-87 находят разнообразное применение благодаря своей прочности, долговечности и устойчивости к атмосферным воздействиям (в оцинкованном исполнении).
При выборе цепи для электротехнических нужд необходимо учитывать не только калибр и разрывное усилие, но и коррозионную стойкость. Для наружной установки обязательным является применение оцинкованных цепей. В особо агрессивных промышленных средах могут рассматриваться цепи с другими видами покрытий (например, кадмиевым), но их параметры уже будут выходить за рамки ГОСТ 21834-87.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем цепи по ГОСТ 21834-87 отличаются от якорных цепей (ГОСТ 228)?
Цепи ГОСТ 21834-87 – это короткозвенные общего назначения цепи. Якорные цепи (ГОСТ 228) имеют другую геометрию звена (удлиненную), изготавливаются из более прочных марок стали и предназначены для работы в системах с высокой ударной и переменной нагрузкой (судоходство, крановое хозяйство). Их прочностные характеристики и методы испытаний существенно отличаются.
Как правильно определить рабочую нагрузку для цепи?
Рабочая (допустимая) нагрузка определяется исходя из минимального разрывного усилия, указанного в стандарте, и коэффициента запаса прочности (коэффициента безопасности). Для такелажных и грузоподъемных операций коэффициент запаса обычно принимается не менее 4:1 или 5:1 (в зависимости от ответственности операции и условий). Например, для цепи калибром 7 мм с минимальным разрывным усилием 53.96 кН (≈5500 кгс) допустимая длительная рабочая нагрузка не должна превышать 1100 кгс (при запасе 5:1).
Можно ли использовать оцинкованную цепь для заземления?
Да, можно, но с важными оговорками. Оцинкованная цепь обладает хорошей коррозионной стойкостью. Однако контактное сопротивление в местах соединения звеньев может быть нестабильным и зависеть от степени износа и загрязнения. Для стационарного заземляющего устройства предпочтительнее использовать цельнометаллическую стальную полосу или круглую сталь (по ГОСТ Р 50571.5.54 или ПУЭ). Цепь оправдана как гибкий переходной элемент в местах, где возможны подвижки.
Как отличить термообработанную цепь от нетермообработанной?
Визуально, без лабораторных исследований, это сложно. Термообработанная цепь обычно имеет более темный, матовый или синеватый оттенок (цвета побежалости) по сравнению с ярким металлическим блеском свежесваренной цепи. Основной способ идентификации – сопроводительная документация (сертификат, паспорт) и маркировка на бирке.
Что означает маркировка «Цепь 7-П-ОЦ ГОСТ 21834-87»?
Данная маркировка расшифровывается следующим образом: Цепь калибром 7 мм, повышенной точности (П), оцинкованная (ОЦ), изготовленная в соответствии с требованиями ГОСТ 21834-87.
Заключение
ГОСТ 21834-87 представляет собой комплексный стандарт, детально описывающий все аспекты производства и контроля стальных круглозвенных цепей. Его знание является обязательным для специалистов, занимающихся проектированием, монтажом и эксплуатацией электротехнического и энергетического оборудования, где цепи используются как вспомогательные, но критически важные элементы. Правильный выбор калибра, типа точности, вида обработки и покрытия цепи в соответствии с требованиями конкретной задачи обеспечивает долговечность, безопасность и надежность работы всей системы. При заказе и приемке цепей необходимо требовать предоставления сертификата соответствия или паспорта продукции, в котором должны быть отражены результаты механических испытаний и подтверждено соответствие параметров стандарту.