Kluczowa wiedza na temat konstrukcji stalowych

1. System konstrukcji stalowych ma wszechstronne zalety: lekkość, łatwość montażu, krótki okres budowy, dobre właściwości sejsmiczne, szybki zwrot z inwestycji, mniejsze zanieczyszczenie środowiska, dobrą plastyczność i wytrzymałość oraz dobrą odporność na uderzenia.
2. Rodzaje stali to: W zależności od grubości istnieją cztery rodzaje cienkich płyt (grubość cienkich płyt stalowych < 4 mm), średnich płyt (średnia grubość 4-20 mm) i grubych płyt (grubość 20--60 mm). Grubość większa niż 60 jest bardzo gruba. Paski stalowe są zawarte w kategorii blach stalowych.
3. Jaka jest różnica pomiędzy zwykłymi śrubami a śrubami o wysokiej wytrzymałości?
Zwykłe śruby są zazwyczaj wykonane ze zwykłej stali konstrukcyjnej węglowej bez obróbki cieplnej. Śruby o wysokiej wytrzymałości są zazwyczaj wykonane z wysokiej jakości stali konstrukcyjnej węglowej lub stali konstrukcyjnej stopowej. Muszą być hartowane i poddawane obróbce cieplnej w celu poprawy kompleksowych właściwości mechanicznych. Wysoka wytrzymałość jest podzielona na 8.8, 10.9 i 12.9.
Jeśli chodzi o poziom wytrzymałości: śruby o wysokiej wytrzymałości są powszechnie stosowane w dwóch poziomach wytrzymałości 8,8S i 10,9S. Zwykłe śruby mają na ogół 4,4, 4,8, 5,6 i 8,8.
Biorąc pod uwagę charakterystykę siły, śruby o wysokiej wytrzymałości wywierają naprężenie wstępne i przenoszą siły zewnętrzne poprzez tarcie, podczas gdy zwykłe śruby przenoszą siły ścinające poprzez wytrzymałość pręta śrubowego na ścinanie i nacisk ścianki otworu.
4. Ze względu na charakterystykę siły dzieli się je na siły tarcia i siły nacisku.
Śruby o wysokiej wytrzymałości typu ciernego przenoszą siły zewnętrzne na podstawie tarcia między połączonymi częściami. Gdy siła ścinająca jest równa sile tarcia, połączenie śrubowe o wysokiej wytrzymałości typu ciernego osiąga obciążenie graniczne. W tym momencie pręty połączenia nie będą się ślizgać względem siebie, pręt śruby nie zostanie ścinany, a ściana otworu śruby nie będzie pod ciśnieniem.
Śruby o wysokiej wytrzymałości typu ciśnieniowego są podobne do zwykłych śrub. Siła ścinająca może przekroczyć siłę tarcia. W tym momencie nastąpi względny poślizg między połączonymi elementami, pręt śruby będzie stykał się ze ścianą otworu, a połączenie będzie polegało na tarciu oraz ścinaniu i nacisku pręta śruby, aby przekazać siłę.
Śruby o dużej wytrzymałości, ciśnieniowe, charakteryzują się dużymi odkształceniami i nie nadają się do połączeń bezpośrednio przenoszących obciążenia dynamiczne.
5. Rodzaje prętów spawalniczych
Istnieje ogólnie co najmniej kilkanaście rodzajów prętów spawalniczych: pręty spawalnicze ze stali węglowej, pręty spawalnicze ze stali niskostopowej, pręty spawalnicze ze stali żaroodpornej molibdenowej i chromowo-molibdenowej, pręty spawalnicze ze stali niskotemperaturowej, pręty spawalnicze ze stali nierdzewnej, pręty spawalnicze do platerowania, pręty spawalnicze do żeliwa, pręty spawalnicze do niklu i stopów niklu, pręty spawalnicze do miedzi i stopów miedzi, pręty spawalnicze do aluminium i stopów aluminium oraz pręty spawalnicze specjalnego przeznaczenia.
6. Wady spoin:
(1) Niepełna penetracja: Tępe krawędzie środka (rowek X) lub korzenia (rowek V, U) połączenia metalu macierzystego nie są całkowicie zespolone, co powoduje miejscowe niepełne zespolenie. Niepełna penetracja zmniejsza wytrzymałość mechaniczną spawanego połączenia, a punkty koncentracji naprężeń utworzą się w niepełnym karbie i na końcu, co łatwo może spowodować pęknięcie, gdy spawana część jest pod obciążeniem.
(2) Niepełne stopienie: Częściowe niepełne stopienie i połączenie metalu stałego z materiałem dodatkowym (pomiędzy ściegiem spoiny a metalem bazowym) lub między materiałami dodatkowymi (pomiędzy ściegiem spoiny lub między warstwami spoiny w przypadku spawania wielowarstwowego) lub niepełne stopienie metali podstawowych w przypadku spawania punktowego (spawania oporowego), czasami z towarzyszącymi wtrąceniami żużla.
(3) Porowatość: Podczas procesu spawania metodą topienia gaz w metalu spoiny lub gaz wnikający z zewnątrz nie ma czasu na przelanie się, zanim stopiony metal jeziorka ostygnie i zestali się, i pozostaje w metalu spoiny lub na powierzchni, tworząc wnęki lub pory. W zależności od ich morfologii można je podzielić na pojedyncze pory, pory łańcuchowe, gęste pory (w tym pory plastra miodu) itp. Zwłaszcza w spawaniu łukowym, ponieważ proces metalurgiczny trwa bardzo krótko, stopiony metal jeziorka szybko zestala się, a gaz wytwarzany w procesie metalurgicznym, gaz wchłaniany przez ciekły metal lub topnik pręta spawalniczego rozkłada się w wysokiej temperaturze z powodu wilgoci, a nawet wilgotność w środowisku spawania jest zbyt wysoka, co spowoduje rozkład gazu w wysokiej temperaturze itp. Gdy te gazy nie zdążą się wytrącić, powstaną wady porów. Mimo że tendencja porów do koncentracji naprężeń nie jest tak duża jak w przypadku innych wad, to jednak niszczy ona zwartość metalu spoiny i zmniejsza efektywną powierzchnię przekroju poprzecznego metalu spoiny, co prowadzi do zmniejszenia wytrzymałości spoiny.
7. Badania nieniszczące to metoda badawcza mająca na celu sprawdzenie jakości powierzchni i wnętrza badanych części bez uszkadzania stanu roboczego przedmiotu obrabianego lub surowców.
Popularne metody badań nieniszczących:
Badanie ultradźwiękowe: Metoda sprawdzania defektów części poprzez wykorzystanie charakterystyki energii ultradźwiękowej wnikającej głęboko w materiały metalowe i odbijającej się na krawędzi interfejsu podczas przechodzenia z jednej sekcji do drugiej. Gdy wiązka ultradźwiękowa przechodzi z powierzchni części przez sondę do wnętrza metalu, generuje odbite fale podczas napotykania defektów i dna części, tworząc fale impulsowe na ekranie fluorescencyjnym. Pozycja i rozmiar defektu są określane na podstawie tych fal impulsowych.
Badania radiograficzne (promienie rentgenowskie, promienie gamma): Metoda badań polegająca na użyciu promieni do penetracji obiektów w celu znalezienia ich wewnętrznych defektów.
Badanie cząstek magnetycznych: Metoda testowania stosowana do wykrywania defektów powierzchniowych i powierzchniowych materiałów ferromagnetycznych. Gdy przedmiot obrabiany jest namagnesowany, jeśli na powierzchni przedmiotu obrabianego występują defekty, opór magnetyczny w miejscu defektu wzrasta i generowany jest strumień magnetyczny wycieku, tworząc lokalne pole magnetyczne. Proszek magnetyczny pokaże kształt i położenie defektu w tym miejscu, oceniając w ten sposób jego istnienie.
8. Proces obróbki części: przygotowanie, korekta, układ, cięcie, gięcie, wykonywanie otworów, montaż, spawanie, testowanie, usuwanie rdzy, malowanie.
9. Istnieją cztery metody usuwania rdzy z powierzchni metalowych: obróbka ręczna, obróbka mechaniczna, obróbka chemiczna i obróbka płomieniowa.
(1) Leczenie manualne
Ręczne leczenie polega głównie na użyciu narzędzi, takich jak skrobaki, szczotki druciane, papier ścierny, złamane stalowe ostrza pił itp. i polega na ręcznym pukaniu, łopatowaniu, skrobaniu, szczotkowaniu i szlifowaniu w celu usunięcia rdzy. Jest to tradycyjna metoda usuwania rdzy stosowana przez malarzy, a także najprostsza metoda. Nie ma żadnych ograniczeń dotyczących warunków środowiskowych i konstrukcyjnych. Jednak ze względu na słabą wydajność i efekt można ją stosować tylko w niewielkim zakresie usuwania rdzy.
(2) Metoda mechanicznego usuwania rdzy
Mechaniczna metoda usuwania rdzy wykorzystuje głównie niektóre narzędzia elektryczne i pneumatyczne do usuwania rdzy. Powszechnie stosowane narzędzia elektryczne obejmują szczotki elektryczne i elektryczne tarcze szlifierskie; narzędzia pneumatyczne obejmują szczotki pneumatyczne. Szczotki elektryczne i szczotki pneumatyczne wykorzystują obrót specjalnych okrągłych szczotek drucianych do usuwania rdzy lub osadu tlenkowego poprzez uderzenie i tarcie. Są one szczególnie skuteczne w przypadku rdzy powierzchniowej, ale trudno je usunąć w przypadku głębszych plam rdzy. Elektryczne tarcze szlifierskie są w rzeczywistości przenośnymi tarczami szlifierskimi, które można swobodnie przesuwać w dłoni. Wykorzystują one szybki obrót tarczy szlifierskiej do usuwania rdzy, co jest szczególnie skuteczne w przypadku głębszych plam rdzy. Mają wysoką wydajność pracy, dobrą jakość wykonania i są łatwe w użyciu. Są idealnymi narzędziami do usuwania rdzy. Należy jednak uważać podczas pracy, aby nie wniknąć w powierzchnię metalu.
(3) Metody piaskowania i śrutowania
Metody piaskowania i śrutowania są takie same jak metody stosowane w poprzedniej sekcji do usuwania starych powłok. (4) Metoda obróbki płomieniowej Metoda obróbki płomieniowej wykorzystuje palnik gazowy do spalania niewielkiej ilości głębszych plam rdzy, które są trudne do usunięcia ręcznie. Wysoka temperatura powoduje, że tlenek rdzy zmienia swój skład chemiczny, aby osiągnąć cel usuwania rdzy. Podczas stosowania tej metody należy uważać, aby nie przepalić powierzchni metalu i zapobiec odkształceniu dużych obszarów powierzchni pod wpływem ciepła.
(5) Metoda obróbki chemicznej
Metoda obróbki chemicznej jest w rzeczywistości metodą trawienia i usuwania rdzy, która wykorzystuje roztwór kwasu do reakcji chemicznej z tlenkami metali (rdzą) w celu wytworzenia soli i usunięcia ich z powierzchni metalu. Powszechnie stosowanymi roztworami kwasu są: kwas siarkowy, kwas solny, kwas azotowy i kwas fosforowy. Podczas operacji roztwór kwasu jest nakładany na zardzewiałą część metalu, aby umożliwić jej powolną reakcję chemiczną z rdzą i jej usunięcie. Po usunięciu rdzy należy ją spłukać czystą wodą i zneutralizować słabym roztworem alkalicznym. Następnie spłukać czystą wodą, wytrzeć do sucha i osuszyć, aby zapobiec szybkiemu rdzewieniu.
Wytrawioną powierzchnię metalu należy zmatowić lub fosforanować, głównie w celu zwiększenia przyczepności między powierzchnią metalu a podkładem. Podczas rozcieńczania stężonego kwasu siarkowego należy powoli wlewać kwas siarkowy do wody w pojemniku i mieszać go nieprzerwanie. Nie należy wykonywać czynności w kierunku przeciwnym, aby uniknąć rozchlapywania kwasu siarkowego i obrażeń ludzi.
10. Typowe urządzenia dźwigowe: suwnica bramowa, żuraw wieżowy, żuraw gąsienicowy, dźwig samochodowy, dźwig kołowy, żuraw masztowy, podnośnik, wciągarka, podnośnik, suwnica pomostowa.