Цепи витые оцинкованные
Цепи витые оцинкованные: конструкция, стандарты, применение и расчет
Цепь витая оцинкованная представляет собой гибкое несущее и тяговое изделие, состоящее из последовательно соединенных звеньев, изготовленных из оцинкованной стальной проволоки. В отличие от сварных или пластинчатых цепей, витые цепи формируются путем свивки нескольких прядей проволоки в единую конструкцию, что обеспечивает высокую гибкость, прочность на разрыв и устойчивость к динамическим нагрузкам. Основная сфера применения – электроэнергетика, где они используются для крепления, подвеса, растяжки и такелажных работ.
Конструкция и технология изготовления
Производство витой оцинкованной цепи – многоэтапный технологический процесс, определяющий ее конечные механические и коррозионные свойства.
- Исходный материал: Используется высокоуглеродистая стальная проволока марки, например, по ГОСТ 7372-2014 или аналогичным международным стандартам (ISO, DIN). Ключевые параметры – предел прочности на разрыв и относительное удлинение.
- Формирование звена: Проволока на специальных цепевязальных автоматах изгибается в звенья овальной или иной формы. Звенья последовательно продеваются друг в друга и обжимаются (замыкаются).
- Свивка (витие): Несколько рядов (обычно 2-4) таких соединенных звеньев свиваются между собой по спирали. Именно эта операция дает название «витая» и обеспечивает главные преимущества: цепь не скручивается, не образует петли, равномерно распределяет нагрузку между всеми проволоками.
- Термическая обработка: Для снятия внутренних напряжений и придания необходимых механических свойств цепь подвергается отжигу или нормализации.
- Оцинковка: Наиболее распространенный метод – горячее цинкование. Цепь погружается в ванну с расплавленным цинком при температуре ~450°C. В результате на поверхности образуется прочный сплав железа и цинка, а также внешний слой чистого цинка. Это обеспечивает барьерную и катодную (протекторную) защиту стали от коррозии. Толщина покрытия – ключевой параметр, определяющий долговечность в агрессивных средах.
- Цепи витые двойные (2-х рядные): Наиболее распространенный тип для универсальных такелажных и крепежных работ.
- Цепи витые тройные (3-х рядные): Обладают повышенной прочностью и жесткостью. Применяются для более ответственных нагрузок.
- Цепи витые четверные (4-х рядные): Используются для особо тяжелых условий, где требуются максимальная прочность и износостойкость.
- Значения приведены для справочных целей. Точные данные необходимо брать из паспорта изделия или стандарта на конкретную цепь.
- Крепление и подвес оборудования: Подвеска кабельных лотков, коробов, трубопроводов, светильников, воздухопроводов на технологических эстакадах и в помещениях электростанций и подстанций.
- Такелажные работы: Монтаж и перемещение тяжелого электротехнического оборудования (трансформаторов, реакторов, деталей КРУ). Используются в качестве стропов (только при наличии соответствующих сертификатов и маркировки для грузоподъемных операций).
- Растяжки и оттяжки: Устройство временных или постоянных растяжек для мачт, вышек, опор временных сооружений, антенн.
- Ограждение территорий и периметрная защита: Создание ограждений на подстанциях, вокруг открытых распределительных устройств (ОРУ) с использованием сигнальной маркировки.
- Фиксация и страховка: Крепление грузов на транспорте, фиксация дверей и люков в открытом положении, создание страховочных систем при работе на высоте (в качестве анкерных линий при соблюдении норм).
- k, где:
- 8 = 40000 Н = 40 кН.
- Соединение: Для соединения концов цепи используются специальные звенья – соединительные (замковые) звенья, карабины, коуши с болтовыми зажимами. Запрещается использовать сварку, самодельные скрутки или «наращивание» цепи непредназначенными для этого элементами.
- Крепление к конструкциям: Осуществляется через рым-болты, скобы, анкерные пластины. Угол между ветвями цепи должен быть по возможности минимальным, чтобы избежать возникновения изгибающих нагрузок.
- Эксплуатационный контроль: Перед каждым применением цепь должна подвергаться визуальному осмотру на предмет:
- Деформации или износа звеньев (утонение проволоки более чем на 10% от исходного диаметра).
- Трещин, особенно в местах замыкания звеньев.
- Состояния оцинковки. Появление обширных очагов рыжей коррозии (ржавчины) – признак повреждения покрытия и ослабления сечения.
- Растянутых (удлиненных) звеньев.
- Уход: При длительном хранении или работе в агрессивных средах рекомендуется периодическая очистка от загрязнений и обработка консервирующей смазкой.
- Высокая гибкость и отсутствие памяти формы (не остается деформированной после снятия нагрузки).
- Равномерное распределение нагрузки по всем проволокам, высокая стойкость к усталостным нагрузкам.
- Отличная коррозионная стойкость благодаря горячему цинкованию.
- Относительно низкая стоимость по сравнению с цепями из нержавеющей стали.
- Универсальность и широкий сортамент.
- Меньшая износостойкость по сравнению с калеными сварными цепями в условиях абразивного износа.
- Цинковое покрытие может повреждаться при контакте с острыми кромками или при сильных ударных воздействиях.
- Как правило, имеют меньшую грузоподъемность на единицу массы по сравнению с высокопрочными стропами из синтетических волокон (полиэстер).
Классификация и основные технические характеристики
Цепи классифицируются по нескольким параметрам, которые обязательно указываются в технической документации и маркировке.
1. По конструкции и количеству рядов (прядей):
2. По диаметру цепи и калибру проволоки:
Основной размерной характеристикой является калибр (d) – диаметр стальной проволоки, из которой изготовлены звенья. От него напрямую зависят размер звена и разрывная нагрузка. Распространенные калибры: 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12 мм и более.
3. По стандартам и классам прочности:
В РФ основной стандарт – ГОСТ 2319-2015 «Цепи тяговые и грузовые пластинчатые. Технические условия» (распространяется и на витые). Согласно ему, цепи маркируются классом прочности (например, 3, 5, 8, 10, 12). Чем выше класс, тем выше предел прочности материала. Для витых цепей чаще всего применяются классы 5, 8, 10. В международной практике распространен стандарт ISO 3075 (для цепей из нержавеющей стали) и различные DIN-стандарты.
| Калибр проволоки (d), мм | Средний размер звена, мм | Примерная масса 1 м цепи, кг | Минимальная разрывная нагрузка, кН (тс)* | Рабочая нагрузка (при коэффициенте запаса 4:1), кН (тс)* |
|---|---|---|---|---|
| 5 | 28 x 12 | 0.8 | 31.0 (3.16) | 7.75 (0.79) |
| 6 | 32 x 14 | 1.15 | 44.5 (4.54) | 11.1 (1.13) |
| 8 | 40 x 18 | 2.05 | 79.0 (8.06) | 19.75 (2.01) |
| 10 | 50 x 22 | 3.20 | 124.0 (12.65) | 31.0 (3.16) |
Применение в электроэнергетике и смежных областях
Благодаря сочетанию прочности, гибкости и коррозионной стойкости, витые оцинкованные цепи нашли широкое применение.
Расчет и выбор цепи. Коэффициент запаса прочности
Правильный выбор цепи – залог безопасности. Расчет ведется по рабочей нагрузке с обязательным применением коэффициента запаса прочности (коэффициента безопасности).
Формула для определения минимальной разрывной нагрузки цепи:
P_разрыв_min = S
P_разрыв_min – требуемая минимальная разрушающая нагрузка цепи, Н (кН).
S – максимальная расчетная статическая нагрузка на цепь, Н (кН).
k – коэффициент запаса прочности.
Выбор коэффициента запаса (k):
| Условия применения цепи | Коэффициент запаса (k) |
|---|---|
| Для статических, неответственных нагрузок, крепление негрузового назначения | 3 — 4 |
| Для такелажных работ, подъема и перемещения грузов (стропы) | 6 — 8 (регламентируется правилами безопасности грузоподъемных работ) |
| Для динамических, ударных или вибрационных нагрузок | 8 — 10 и выше |
| Для работ с людьми (страховочные системы) | ≥ 10 (должно соответствовать строгим отраслевым стандартам, например, EN 795) |
Пример расчета: Требуется подвесить оборудование массой 500 кг (≈ 5000 Н) в условиях возможной вибрации. Выбираем k=8.
P_разрыв_min = 5000 Н
По Таблице 1 выбираем цепь с калибром 6 мм, имеющую минимальную разрывную нагрузку 44.5 кН, что > 40 кН. Рабочая нагрузка для этой цепи составит 44.5 / 8 ≈ 5.56 кН (≈ 567 кг).
Монтаж, эксплуатация и контроль
Преимущества и недостатки по сравнению с альтернативами
Преимущества:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем витая цепь принципиально отличается от сварной?
Витая цепь состоит из нескольких рядов незамкнутых звеньев, свитых в спираль, и изготавливается из мягкой отожженной проволоки. Сварная цепь имеет звенья, концы которых сварены встык, и часто подвергается упрочняющей термообработке. Витая – более гибкая и устойчивая к динамике, сварная – более жесткая и часто более износостойкая.
Как определить, что цепь выработала свой ресурс и подлежит выбраковке?
Цепь должна быть выведена из эксплуатации при наличии любого из следующих признаков: видимое удлинение звена более чем на 5% от первоначального размера; уменьшение диаметра проволоки в самом изношенном месте на 10% и более; глубокие царапины, выбоины; наличие трещин в любом месте звена; сильная коррозия, приводящая к потере металла; остаточная деформация звеньев от перегрузок.
Можно ли использовать витую оцинкованную цепь в качестве грузозахватного средства (стропа)?
Да, но только если цепь изготовлена, промаркирована и сертифицирована именно как грузоподъемная в соответствии с требованиями Правил безопасности опасных производственных объектов (ПБ 03-201-09, РД 10-33-93 и др.). На такую цепь наносится клеймо с указанием рабочей нагрузки (WLL), изготовителя и стандарта. Обычная строительная витая цепь без такой маркировки для подъема грузов использоваться не должна.
Что означает маркировка «8-200-80» на упаковке цепи?
Это пример условного обозначения по старому ГОСТ. Расшифровывается как: Цепь витая (не указано, подразумевается), калибр проволоки 8 мм, с размером звена 200 мм (длина) и шириной 80 мм, из стали с временным сопротивлением разрыву 800 Н/мм². В современных условиях необходимо требовать паспорт изделия с четкими характеристиками.
Как правильно хранить большие бухты витой цепи?
Цепь должна храниться в сухом, проветриваемом помещении, на деревянных поддонах или стеллажах. Бухта должна быть аккуратно свернута без перехлестов и заломов. Рекомендуется укрытие от пыли и прямых атмосферных воздействий. Длительный контакт с влажным бетоном или грунтом недопустим.
Допустимо ли сваривать витую цепь для ремонта или изготовления приспособлений?
Категорически не рекомендуется. Сварка нарушает структуру металла в зоне термического влияния, уничтожает цинковое покрытие, приводит к локальному отпуску (снижению прочности) и хрупкости. Это резко снижает надежность цепи и может привести к внезапному разрушению под нагрузкой. Для соединения должны использоваться только штатные механические элементы.