Цепи длиннозвенные сварные оцинкованные
Цепи длиннозвенные сварные оцинкованные: конструкция, стандарты, применение и расчет
Цепь длиннозвенная сварная оцинкованная (ЦДСО) представляет собой грузоподъемное и такелажное изделие, состоящее из последовательно соединенных методом контактной сварки овальных звеньев, изготовленных из круглой калиброванной стали и покрытых слоем цинка для защиты от коррозии. Данный тип цепей является ключевым элементом в системах крепления, монтажа, ограждения и обеспечения безопасности в электроэнергетике, строительстве и на промышленных объектах.
Конструктивные особенности и технология производства
Основным элементом цепи является звено, имеющее характерную овальную форму с прямым замыкающим сварным швом. Звенья изготавливаются из низкоуглеродистой стали марок Ст3кп, Ст3пс или аналогичных, что обеспечивает оптимальное сочетание прочности и пластичности. Процесс производства включает несколько этапов:
- Калибровка проволоки: Стальная проволока требуемого диаметра (d) выравнивается и нарезается на заготовки.
- Гибка: На автоматизированных станках заготовка изгибается в овальное звено с необходимым внутренним просветом (a).
- Сварка: Торцы звена соединяются методом контактной стыковой сварки под давлением. Качество сварного шва критически важно, так как он определяет прочность всего изделия.
- Термообработка (нормализация): Для снятия внутренних напряжений, возникших при гибке и сварке, цепь подвергается нагреву с последующим медленным охлаждением.
- Оцинковывание: Для защиты от коррозии цепь покрывается слоем цинка, чаще всего методом горячего цинкования. Цепь погружается в ванну с расплавленным цинком при температуре ~450°C, в результате чего на поверхности образуется прочный сплав железа и цинка.
- Крепление и растяжка оборудования: Фиксация трансформаторов, реакторов, комплектных распределительных устройств (КРУ) на фундаментах и транспортных платформах.
- Такелажные работы: Монтаж и перемещение тяжелого электротехнического оборудования (силовые кабельные барабаны, секции шин, опоры).
- Ограждение и маркировка: Устройство временных и постоянных ограждений вокруг открытых распределительных устройств (ОРУ), трансформаторных подстанций, зон производства земляных работ. Цепи с табличками используются для маркировки опасных зон.
- Создание гирлянд изоляторов: В воздушных линиях электропередачи (ВЛ) цепи могут использоваться как несущий элемент в гирляндах изоляторов на линиях низкого и среднего напряжения, а также для подвески грозозащитных тросов.
- Грузозахватные приспособления: В составе стропов (цепных чалочных, ветвевых) для подъема грузов на монтажных площадках и в ремонтных зонах.
- Крепление оттяжек: В качестве элементов временных или вспомогательных оттяжек для мачт, опор и вышек.
- Перед каждым применением цепь подлежит визуальному осмотру на отсутствие трещин, остаточной деформации звеньев, повреждения сварного шва и отслоения оцинковки.
- Запрещается использовать цепи, на которых появились удлинения звеньев, свидетельствующие о пластической деформации.
- Не допускается ударное приложение нагрузки.
- Соединение звеньев должно производиться только с помощью штатных соединительных элементов (коуши, звенья увеличенные, карабины), запрещается сваривать или разгибать звенья подручными средствами.
- Угол между ветвями цепи при строповке не должен превышать 90 градусов.
- Хранение должно осуществляться в сухом проветриваемом помещении.
- Коррозионная стойкость: Горячее цинкование обеспечивает долговременную защиту в агрессивных промышленных и атмосферных средах.
- Высокая прочность и надежность: При соблюдении правил эксплуатации и коэффициентов безопасности имеют длительный ресурс.
- Гибкость и удобство работы: Цепь легко принимает форму груза, может использоваться в различных конфигурациях стропов.
- Ремонтопригодность: Поврежденный участок может быть заменен при наличии специального оборудования.
- Устойчивость к перепадам температур и УФ-излучению в отличие от синтетических стропов.
- Большая собственная масса по сравнению с тросом или синтетикой аналогичной грузоподъемности.
- Чувствительность к ударным и динамическим нагрузкам.
- Риск образования скрытых дефектов (некачественный сварной шов), выявляемых только при разрушении.
- Необходимость регулярного контроля состояния поверхности и геометрии звеньев.
- Удлинение любого звена более чем на 5% от первоначального размера.
- Уменьшение площади сечения металла звена (в результате износа или коррозии) более чем на 10%.
- Наличие трещин, надрывов, глубоких рисок на поверхности звеньев, особенно в зоне сварного шва.
- Отслоение или полное отсутствие цинкового покрытия на значительной площади с признаками активной коррозии.
- Номинальный размер (калибр, d).
- Класс или исполнение по прочности (например, «Исп.3», «8» по ISO 3076).
- Товарный знак или название производителя.
- Условный номер партии или плавки.
- Знак соответствия стандарту.
- Исполнение 1 (нормальной прочности): Для ненагруженных ограждений, маркировки, декоративных целей.
- Исполнение 2 (повышенной прочности): Для крепления стационарного оборудования, легких такелажных работ с большим коэффициентом запаса.
- Исполнение 3 (высокой прочности) и 4 (сверхвысокой): Для ответственных такелажных операций, изготовления стропов, подвески и крепления критичного оборудования. Исполнение 4, как правило, изготавливается из легированных сталей и имеет наибольшую стоимость.
Ключевые параметры и стандарты
Основные параметры ЦДСО регламентируются национальными и международными стандартами. В РФ основным документом является ГОСТ 2319-81 «Цепи сварные длиннозвенные. Технические условия». Согласно ему, цепи классифицируются по калибру (диаметру металла звена) и исполнению.
Таблица 1. Основные размеры и характеристики цепей по ГОСТ 2319-81 (выдержка)
| Калибр цепи, d (мм) | Внутренняя ширина звена, a (мм), не менее | Длина звена, L (мм), не более | Масса 1 метра цепи, кг (приблизительно) | Исполнение (по прочности) |
|---|---|---|---|---|
| 5 | 21 | 60 | 0.75 | Исполнение 1 (нормальной прочности) |
| 8 | 32 | 96 | 1.95 | Исполнение 2 (повышенной прочности) |
| 10 | 40 | 120 | 3.05 | Исполнение 3 (высокой прочности) |
| 13 | 52 | 156 | 5.15 | Исполнение 4 (сверхвысокой прочности) |
| 16 | 64 | 192 | 7.80 | — |
| 20 | 80 | 240 | 12.20 | — |
Важнейшим показателем является испытательная нагрузка (при которой цепь проверяется на разрыв) и разрушающая нагрузка. Для каждого калибра и исполнения они строго нормированы. Например, для цепи калибра 10 мм исполнения 3 (высокой прочности) испытательная нагрузка составляет 63 кН (~6.4 тс), а разрушающая – не менее 100 кН (~10.2 тс).
Сферы применения в электроэнергетике и смежных отраслях
Благодаря прочности, долговечности и устойчивости к атмосферным воздействиям, оцинкованные сварные цепи нашли широкое применение:
Расчет допустимой рабочей нагрузки и правила безопасной эксплуатации
При использовании цепи в качестве грузонесущего элемента критически важен правильный расчет. Рабочая нагрузка (РН) должна быть значительно меньше разрушающей.
Формула для определения рабочей нагрузки: РН = Рразр / k, где Рразр – разрушающая нагрузка по паспорту/стандарту, k – коэффициент запаса прочности (коэффициент безопасности).
Для цепей, используемых в такелажных работах и для подъема людей/грузов, коэффициент безопасности принимается не менее 5 (по правилам Ростехнадзора). Для менее ответственных задач (ограждение, растяжка стационарного оборудования) он может быть снижен до 2-3, но решение должно быть обосновано инженерным расчетом.
Таблица 2. Пример выбора цепи для такелажных работ (коэффициент запаса k=5)
| Масса груза, кг | Требуемая разрушающая нагрузка, кН (кгс) | Рекомендуемый калибр цепи (d), мм (Исполнение 3, ГОСТ 2319) | Примечание |
|---|---|---|---|
| 1000 | ≥ 49 кН (5000 кгс) | 10 | Разрушающая нагрузка цепи 10 мм (исп.3) – 100 кН. |
| 2500 | ≥ 122.5 кН (12500 кгс) | 13-16 | Цепь 13 мм (исп.3) имеет разрушающую нагрузку 170 кН. |
Правила безопасной эксплуатации:
Преимущества и недостатки по сравнению с альтернативами
Преимущества:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается цепь длиннозвенная от короткозвенной?
Основное отличие – соотношение внутренней длины звена (L) к ширине (a) и диаметру металла (d). У длиннозвенной цепи L ≈ 6d, a ≈ 4d. У короткозвенной (ГОСТ 191-82) L ≈ 3.5d, a ≈ 1.2d. Короткозвенные цепи компактнее, жестче и применяются преимущественно в приводных и грузоподъемных механизмах (например, в талях). Длиннозвенные – более гибкие, легче в ручном обращении, что предопределило их использование для такелажа, крепления и ограждения.
Как определить износ цепи и когда ее нужно выводить из эксплуатации?
Цепь подлежит безусловному бракованию и снятию с эксплуатации при обнаружении любого из следующих признаков:
Можно ли сваривать разорванную цепь в полевых условиях?
Категорически запрещено. Ремонт сварных цепей (замена звена, вварка нового участка) должен производиться специализированными организациями на оборудовании, аналогичном производственному, с последующей термообработкой и контролем качества шва. Самодельный шов не обеспечит однородности металла и прочности, что приведет к внезапному разрушению под нагрузкой.
Что означает маркировка на концевых звеньях цепи?
На звенья увеличенные или концевики ответственные производители наносят клеймо, которое обычно включает:
Наличие маркировки подтверждает ответственность производителя и позволяет проследить происхождение изделия.
Как правильно выбрать класс/исполнение цепи для конкретной задачи?
Выбор зависит от характера нагрузки и требований безопасности:
Окончательный выбор должен быть закреплен расчетом, учитывающим массу груза, способ строповки и требуемый нормативный коэффициент безопасности.