Оцинкованные цепи
Оцинкованные цепи: классификация, свойства и применение в электротехнике и энергетике
Оцинкованные цепи представляют собой металлические изделия, состоящие из последовательно соединенных звеньев, защищенных от коррозии цинковым покрытием. В электротехнической и энергетической отраслях они выполняют критически важные функции: от крепления и натяжения проводов и кабелей до обеспечения безопасности при работах на высоте и в сложных условиях. Основное назначение оцинкования – создание барьерного и электрохимического (катодного) слоя, предотвращающего окисление и ржавление стальной основы, что существенно продлевает срок службы изделия в агрессивных средах (атмосферные осадки, промышленные выбросы, повышенная влажность).
Классификация и типы оцинкованных цепей
Цепи классифицируются по нескольким ключевым параметрам: тип звена, калибр (диаметр металла), шаг звена, метод оцинкования и стандарт изготовления.
1. По конструкции звена:
- Цепи сварные (короткозвенные): Изготавливаются из низкоуглеродистой стальной проволоки, концы звена свариваются встык. Обладают высокой прочностью на разрыв и жесткостью. Применяются для такелажных работ, крепления оборудования, в качестве грузозахватных приспособлений.
- Цепи якорные (длиннозвенные): Звено имеет вытянутую овальную форму. Обладают большей гибкостью и меньшим собственным весом при равном калибре. Широко используются в энергетике для натяжения, подвеса и заземления воздушных линий электропередачи (ВЛ), крепления светильников, установки растяжек.
- Цепи приводные роликовые (ГОСТ 13568-97): Применяются в механизмах, например, в натяжных устройствах для кабельных трасс или в некоторых типах разъединителей. Отличаются точностью шага и высокой износостойкостью.
- Горячее оцинкование: Изделие после обезжиривания и травления погружается в ванну с расплавленным цинком при температуре ~450°C. Результат – толстое (от 50 мкм и выше), прочное, долговечное покрытие с характерной кристаллической текстурой («спангель»). Обеспечивает максимальную коррозионную стойкость. Является предпочтительным для ответственных объектов энергетики.
- Гальваническое (электролитическое) оцинкование: Цинк осаждается на поверхность стали в электролитической ванне под действием тока. Покрытие получается тонким (5-25 мкм), гладким и эстетичным, но менее стойким к механическим повреждениям и истиранию. Подходит для цепей, работающих в менее агрессивных условиях или внутри помещений.
- Натяжные устройства: Цепи (чаще якорные) являются ключевым элементом натяжных гирлянд и узлов крепления проводов и грозозащитных тросов к анкерным опорам. Они позволяют регулировать и фиксировать степень натяжения.
- Заземление: Оцинкованные цепи используются для создания заземляющих спусков с опор на контур заземления, обеспечивая безопасный сток тока.
- Растяжки и оттяжки: Применяются для обеспечения устойчивости промежуточных и угловых опор, особенно в условиях слабых грунтов.
- Подвес кабелей: Цепи используются для подвеса силовых и осветительных кабелей на тросовых растяжках внутри производственных помещений, тоннелей, на эстакадах.
- Натяжные устройства для троса: В системах кабеленесущих тросов цепи служат для компенсации провисания и обеспечения необходимого натяжения.
- Подвес светильников: Оцинкованные цепи – стандартное решение для регулируемого по высоте подвеса прожекторов, светильников высокого пролета на промышленных объектах, складах, вокзалах.
- Заземление передвижных установок: Используются в качестве переносного заземляющего проводника с зажимами.
- Ограждение опасных зон: Применяются для временного или постоянного ограждения электроустановок, трансформаторных подстанций.
- Расчетные нагрузки: Цепь должна выбираться с запасом прочности не менее 4:1 (для грузоподъемных – 5:1 и выше) от максимальной рабочей нагрузки. Учитываются не только статические, но и динамические, ветровые нагрузки.
- Условия эксплуатации: Для приморских регионов, промышленных зон с агрессивной атмосферой, объектов ТЭЦ обязательно горячее оцинкование. Для сухих внутренних помещений допустимо гальваническое.
- Гибкость и вес: Якорные цепи более гибкие и легкие, что важно для монтажа на высоте. Сварные цепи жестче, лучше держат форму под нагрузкой.
- Контроль качества покрытия: Покрытие должно быть сплошным, без наплывов, трещин, непокрытых участков («оголков»). Проверяется визуально и с помощью толщиномера (для горячего оцинкования – не менее 50-70 мкм).
- Качество сварки звена: Место сварки должно быть прочным, без пор и подрезов. Допускается небольшое утолщение в зоне сварки.
- Маркировка и сертификация: Ответственные партии должны сопровождаться сертификатом качества с указанием марки стали, метода оцинкования, результатов механических испытаний.
- Наличию и развитию коррозии, особенно в местах контакта с крепежными элементами.
- Износу (утоньшению) металла в зонах трения (например, в точках контакта с талрепом).
- Деформации (вытягиванию) звеньев, что свидетельствует о перегрузке.
- Состоянию сварных швов.
- Увеличение длины любого звена более чем на 5% от номинальной.
- Уменьшение диаметра проволоки в самом изношенном месте на 10% и более.
- Наличие глубоких царапин, задиров, вмятин.
- Видимые трещины, особенно в зоне сварки звена.
- Развитие коррозии, приводящее к потере сечения металла.
2. По методу нанесения цинкового покрытия:
Основные технические характеристики и стандарты
Ключевые параметры для выбора цепи – диаметр проволоки (калибр), шаг звена, длина и разрушающая нагрузка. В энергетике часто используются цепи, соответствующие отраслевым стандартам и техническим условиям (ТУ), а также общепромышленным ГОСТ.
| Диаметр цепи (калибр), мм | Шаг звена, мм | Ширина звена, мм | Разрушающая нагрузка (мин.), кН (тс) | Масса 1 метра, кг |
|---|---|---|---|---|
| 5 | 18 | 17 | 17 (1.73) | 0.45 |
| 8 | 28 | 26 | 43 (4.38) | 1.10 |
| 10 | 35 | 32 | 68 (6.93) | 1.75 |
| 13 | 46 | 41 | 115 (11.72) | 3.00 |
| Диаметр цепи, мм | Длина внутреннего звена, мм | Ширина внутреннего звена, мм | Рабочая нагрузка (при коэффициенте запаса 4:1), кН | Типовое применение в энергетике |
|---|---|---|---|---|
| 6 | 36 | 21 | 4.5 | Крепление сигнальных шаров, легких растяжек |
| 10 | 60 | 35 | 12.5 | Натяжные устройства для СИП, заземляющие спуски |
| 14 | 84 | 49 | 25.0 | Растяжки для опор ВЛ 6-10 кВ, крепление изоляторов |
| 18 | 108 | 63 | 40.0 | Ответственные растяжки переходных опор |
Применение в электротехнике и энергетике
1. Воздушные линии электропередачи (ВЛ):
2. Кабельное хозяйство и трассы:
3. Осветительное оборудование:
4. Электробезопасность и ограждение:
Критерии выбора и контроль качества
При выборе оцинкованной цепи для энергетических объектов необходимо учитывать:
Монтаж, эксплуатация и обслуживание
Монтаж цепей производится с помощью стандартных такелажных элементов: карабинов, коушей, талрепов, скоб, звеньев увеличенного размера («контрольные» или «соединительные» звенья). Запрещается наращивать цепи с помощью сварки «на глаз» или использовать деформированные, поврежденные звенья. В процессе эксплуатации цепи подлежат регулярному осмотру в рамках планово-предупредительных ремонтов (ППР). Особое внимание уделяется:
Цепи с износом по диаметру более 10% или с другими критическими дефектами должны быть выведены из эксплуатации.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается горячее оцинкование от гальванического в контексте срока службы на открытом воздухе?
Срок службы горячеоцинкованной цепи в атмосферных условиях средней агрессивности (С3 по ISO 12944) составляет 25-50 лет и более, благодаря толстому покрытию. Гальваническое покрытие в аналогичных условиях прослужит 5-15 лет и более подвержено механическому истиранию.
Можно ли использовать оцинкованные цепи в контакте с алюминиевыми проводами?
Да, это распространенная практика. Однако в местах непосредственного контакта стали с алюминием существует риск электрохимической коррозии алюминия. Для ее предотвращения рекомендуется использовать биметаллические (сталь-алюминий) зажимы или прокладывать промежуточные элементы из коррозионно-стойких материалов, а также применять ингибирующие пасты.
Как правильно подобрать калибр цепи для растяжки опоры ВЛ 10 кВ?
Подбор выполняется на основании расчета механической прочности опоры с учетом ветровой и гололедной нагрузок для конкретного района. Исходные данные – паспорт опоры, климатические условия (РУЭ). Как правило, для промежуточных опор ВЛ 10 кВ используются якорные цепи диаметром 10-14 мм. Окончательное решение должно быть закреплено в проектной документации.
Теряет ли цепь прочность в процессе горячего оцинкования?
Низкоуглеродистые стали, используемые для большинства цепей общего назначения, не подвержены отпуску или изменению механических свойств при температуре цинкования (~450°C). Однако для цепей из высокопрочных легированных сталей (Grade 80, 100) процесс требует контроля, так как может привести к охрупчиванию. Такие цепи, как правило, оцинковываются по специальной технологии.
Как отличить визуально горячеоцинкованную цепь от гальванизированной?
Горячее покрытие имеет характерную блестящую, но не гладкую поверхность с рисунком («кристаллическая чешуя» или «спангель»), может быть слегка шероховатым на ощупь. Цвет – серебристо-матовый с возможными разводами. Гальваническое покрытие – абсолютно гладкое, блестящее, часто имеет яркий серебристый или синеватый («хроматный») оттенок, более однородное.
Допустимо ли окрашивание оцинкованной цепи для дополнительной защиты?
Да, допустимо и рекомендуется для особо агрессивных сред (химическая промышленность, морское побережье). Однако нанесение лакокрасочного покрытия требует тщательной подготовки поверхности: обезжиривания и нанесения специальной грунтовки по оцинкованному металлу (протравливающий грунт). Прямое нанесение краски на цинк без подготовки приведет к ее быстрому отслоению.