6.7.1 Монтаж магистральных шинопроводов

Магистральные шинопроводы в зависимости от принятого проектного решения прокладываются по стойкам, фермам здания, колоннам, стенам. Трассы их могут быть смешанными с переходами от одного вида прокладки на другие. Опорные конструкции в зависимости от заказа обеспечиваются в комплекте заводами-поставщиками (табл. 7). Трассы и способы прокладки определяются рабочими чертежами проекта. В большинстве случаев они нуждаются в доработке в процессе подготовки производства для увязки по месту и для заготовки укрупненных узлов и блоков. В связи с тем, что заводские конструкции не предусмотрены для широкого разнообразия строительных особенностей отдельных участков и производственных помещений, иногда приходится эти конструкции частично переделывать или же изготовлять новые.

К последним относятся охватные хомуты для прокладки шинопроводов по колоннам, в некоторых случаях — по трубопроводам, коробам и т. п. Типовые опорные конструкции изготовляются нз перфорированных гнутых профилей. Они обладают достаточной прочностью и удобны в монтаже, имея высечки, пригодные для болтового крепления с любым шагом. Нетиповые конструкции рекомендуется изготовлять до начала монтажа шинопроводов, следует изучить трассу прокладки линии.

Таблица 1.

Перечень действующих альбомов рабочих типовых чертежей деталей и узлов по монтажу комплектных шинопроводов.

При этом определяют места установки опорных конструкций с таким расчетом, чтобы использовать, как правило, типовые конструкции без их переделок или без изготовления новых – нетиповых. 

Изучаются также пути доставки секций к местам установки, а также потребность в необходимых транспортно-подъемных механизмах, вышках и тому подобных средствах механизации монтажа.

В настоящее время способ электросварки считается наилучшим соединением секций между собой. Сварное соединение при наличии обученного сварщика технологически проще и менее трудоемко. 

Таблица 2.

Типовые опорные конструкции для установки магистральных шинопроводов.

Вид прокладки	Наименование и тип опорной конструкции	Масса, кг
По стенам и колоннам	Кронштейн настенный К881	4
На полу на высоте 3000 мм	Стойка напольная К882	37
По нижнему поясу железобетонных ферм параллельно	Кронштейн К883	7,2
По нижнему поясу металлических ферм параллельно им	Кронштейн К884	5,2
По нижнему поясу металлических ферм перпендикулярно им	Стойка К885	4,4
На тросах или струнах	Подвес тросовый К886	4,3

В эксплуатации оно надежнее и практически не требует надзора за контактными соединениями. Так, проведенные обследования контактных соединений дали следующие увеличения переходных сопротивлений, мкОм, болтовых соединений шин за 850 сут эксплуатации:

Алюминий – алюминий	От 5 до 105
Медь – алюминий	От 8 до 200
Медь – медь	От 2 до 5

Сварное соединение алюминий — алюминий 1—2 неизменно, чем обеспечивается высокая надежность.

По трудозатратам сварное соединение также экономичнее болтового соединения. Ранее считалось, что сварное соединение лишает шинопроводы их легкой разборности. Исходя из этого, в комплекте шинопроводов полагалось поставлять 25% одноболтовых сжимов, затем эта норма была снижена до 20, 15, 10% и, наконец, до 2-3%. Сейчас болтовое соединение применяется лишь в исключительных случаях, например при невозможности выполнить сварочные работы из-за стесненности или же в местах преднамеренного разъема линии в эксплуатационных целях.

В случае необходимости разборки сварного соединения шин это легко выполнить с помощью простого механизма. Он представляет собой фрезу на валу электросверлилки (дрели). Механизм собран на металлической раме с передвижной по вертикали и горизонтали фрезой.

Основные технические данные:

Тип электросверлилки	С-480 или др.
Частота вращения, об/мин	680
Максимальная длина резания, мм ..	130
Скорость резания, м/мин	0,05
Максимальная глубина резания, мм	10—12
Основные размеры (длина, ширина, высота), мм	500X700X270
Масса, кг	27

Для работы раму механизма закрепляют над сварным соединением шин. Фрезу устанавливают точно на сварной шов, включают электросверлилку и по мере резания фрезу подают вручную вдоль сварного шва, при этом следят, чтоб не были срезаны плоскости и ребра шин.

Как было сказано выше, монтаж шинопроводов ведут укрупненными блоками. Для этого в мастерских электромонтажных заготовок обычно оборудуют специальный стенд-кантователь, соответствующие подъемно-транспортные приспособления, рольганги для подачи секций на стенд и со стенда в контейнер-накопитель. Вообще секции шинопроводов и укрупненные их блоки рекомендуется хранить в специально изготовленных контейнерах, предназначенных для хранения и транспортировки их в зону монтажа. Контейнеры изготовляют из угловой стали или швеллера. Блоки заготовок обычно делаются длиной 12 м.

Бывает, что по условиям транспортировки (загроможденность проходов) затруднена доставка блоков в

монтажную зону. Тогда стендовая заготовка организуется непосредственно у линии монтажа шинопровода. Для этого стенд-кантователь вместе со сварочным постом и необходимой монтажной оснасткой устанавливается в начале магистрали, и по мере монтажа установки передвигают с помощью лебедки или других средств такелажа. Такой стенд обычно делают на роликах для удобства передвижения.

Из широкого разнообразия конструкций стендов, разработанных рационализаторами Главэлектромонтажа, наиболее производительным является четырехсекционный поворотный стенд. Он представляет собой сварную крестообразную конструкцию из угловой стали с осью, поворачиваемой в концевых подшипниках. В рабочем положении стенда (когда стеллажи крестовины находятся в горизонтальном положении и поворотная часть его застопорена) на обе его рабочие (горизонтальные) поверхности закладывают стыкуемые секции; соединения шин стягивают болтами-кондукторами. Ими могут быть одноболтовые сжимы У1304 или их модели. Секции прикрепляют к раме стенда прижимами (струбцинами) за опорные уголки секций, следя за прямолинейностью собранного блока.

В зависимости от принятой технологии стенд может быть на два или четыре рабочих отсека. В первом случае две рабочие противоположные плоскости крестовины оборудуются крепежными деталями для блока секций, во втором же — все четыре.

Сборку блоков для последующей сварки шва выполняют, когда рабочая плоскость поворотной крестовины закреплена в горизонтальном рабочем положении. После прикрепления собранного блока к поворотной раме стенда она может быть повернута на 90° и зафиксирована, а последующая сборка нового блока может выполняться на другой поверхности крестовины, вставшей в рабочее (горизонтальное) положение. Таким образом, заполнив все четыре отсека стенда, можно поочередно обваривать стыки шин как по верхней части их, так и по нижней. Если в левой части стенда блок находится в опорном положении, т. е. верхние ребра шин обращены вверх, то после поворота стенда вокруг оси на 180° (в правое положение) блок окажется в перевернутом положении, т. е. теперь нижние ребра шин будут обращены вверх. Таким образом, выполняется горизонтальная сварка шин по обоим ребрам их. В результате за оборот крестовины стенда все стыки шин четырех блоков обваривают с обеих сторон. Для простоты можно ограничиваться стендом лишь на двухрядное расположение блоков.

Ниже приводится рекомендация по оборудованию стендовой линии в мастерской электромонтажных заготовок.

При значительных количествах монтируемых шинопроводов такие технологические линии целесообразно иметь в мастерских электромонтажных заготовок (МЭЗ).

На стенде свариваются прямые секции, фигурные (угловые и ответвительные), а также и опорные накладки (перемычки) кожухов, хотя они могут крепиться и болтами, входящими в комплектную поставку завода.

В заготовленных блоках изолируют стыки шин, маркируют секции и складируют в транспортно-монтажные контейнеры.

Изолирование соединений шин секций (как с ответвлениями, так и без ответвлений), а также свободных концов шин крайних секций выполняется накладными (с защелкой) кожухами из пластмассы либо наборными комплектами У1569. Они входят в поставку завода. В состав комплекта У1569 входит стеклолакоткань ЛСЭ-0,15 и клей № 88. Один комплект рассчитан на изоляцию сварных стыков шин шинопроводов ШМА68-Н на 2500 А.

Лакоткань, раскроенная на ленты необходимого размера, смазывают клеем № 88. Сварное соединение без ответвления по всему оголенному участку плотно обматывают стеклолакотканью в два слоя.

Сварное соединение шин секций с ответвлением изолируют последовательным наклеиванием на каждую группу шин двух полотен стеклоткани. Кромки полотен, выходящие за пределы шин, склеиваются между собой. В тройниковых секциях изолируются также поверхности между шинами ответвлений. Изолирование концов шин (концевых секций) выполняется аналогичным способом. Места примыкания нанесенной изоляции с существующей (заводской) обматываются лентой, которая перекрывает обе изоляции не менее чем на 15 мм с последующим покрытием эпоксидной смолой. Должное качество приклеивания обеспечивается лишь по сухой обезжиренной поверхности при положительной температуре.

При работе с клеем надо иметь в виду, что он пожароопасен, а при попадании на кожу может вызвать травмы. Смывать его надо тампоном, смоченным в бензине.

Стендовая линия для блочной заготовки шинопроводов оборудуется в следующем виде:

Наименование оборудования	Технологическая характеристика
Стенд блочной заготовки шинопроводов (кантователь)	Кантователь в виде верстака-стеллажа, оборудованный сварочным постом, необходимыми механизмами и приспособлениями
Траверса для транспортирования блоков в зоне сборки	Конструкция траверсы определяется способом транспортирования секций и блоков при сборке (монорельс, рольганги, толкатели и т. п.)
Стенд окончательной сборки блоков шинопроводов	Верстак-стеллаж, на котором выполняются все сборочные операции после сварки стыков секций (проверка, зачистка сварочных швов, изолировка, маркировка, проверка изоляции и пр.)
Контейнер-накопитель для транспортирования блоков к месту монтажа	Сварная конструкция из угловой стали, пригодная для транспортирования грузовым транспортом к месту монтажа. Для шинопроводов ШОС и ШТМ контейнеры делаются из более легких профилей металла

При соединении секций между собой стыкуют и закрепляют на стенде их так, чтобы совпали отверстия шин и соединительных накладных уголков на кожухах. Правильность стыков проверяют по положению изгибов концов шин секций. Внутренняя поверхность крайней шины с большим изгибом одной секции должна прилегать к наружной поверхности конца шины с малым изгибом другой секции. Шины подгоночных секций ШМА68-Н обрезают с концов, не имеющих изгибов, т. е. вразбежку.

Стыкованные секции фиксируют шпилькой или сквозным болтом кондуктора и сжимают, после чего приступают к сварке шин по ребрам их соприкосновения. Для сварки применяют кондукторы.

Существует множество конструкций, кондукторов. Все они основаны на принципе сжатия пакета шин с одновременной центровкой с помощью шкворня (через отверстия на концах шин). Наиболее удачным считается кондуктор с эксцентриковым зажимом и формирующими графитированными брусками (рис. 1).

Аргонодуговую сварку шин с помощью аппарата ПРМ-4М при должной квалификации сварщика можно выполнять без формирующих брусков. Этот кондуктор легко изготовить в условиях МЭЗ. Он пригоден для двусторонней сварки шин без перестановки его.

Для работы на высоте (при проложенных линиях шинопроводов) существует еще более облегченный кондуктор для пофазной сварки шин (рис. 2). Кондуктор накладывают до упора на один пакет стыкованных шин, при этом рукоятки эксцентриковых сжимов находятся в вертикальном положении. Затем поворотом рукояток вниз пакет шин сжимают валиком сжима как сверху, так и по бокам. Стальные планки и щеки кондуктора предотвращают растекание металла. Кондуктор настолько прост и легок, что сварщик даже на высоте может обходиться без подручного.

Рис. 1. Кондуктор для сварки шин магистральных шинопроводов. 1 — пакет шин; 2 — каркас кондуктора; 3 — центрующий шкворень с зажимным эксцентриком; 4 — графитовые центрирующие бруски.

Рис. 2. Кондуктор для пофазной сварки стыков секций магистральных шинопроводов. 1 — свариваемые шины; 2 — зажимные эксцентрики: 3 — ограничительная планка; 4 — стальные щеки; 5 — рукоятка.

Сварка шин является ответственной операцией. К ней допускаются электромонтажники не ниже 5-го разряда, прошедшие специальную подготовку, имеющие удостоверение на производство этих работ. При обучении и выполнении работ руководствуются «Инструкцией по электродуговой сварке шин из меди, алюминия и его  сплавов».

Для отработки приемов и подбора наилучшего значения тока рекомендуется перед сваркой стыков шин и накладных уголков провести ряд тренировочных сварок на алюминиевых отрезках металла с данными электродами, которыми будет производиться сварка.

Сварка шин шинопроводов характеризуется тем, что при этом нельзя допускать затяжного процесса, иначе изоляция шин может быть повреждена и даже изменится структура металла в местах сварки. Продолжительность сварки шва не должна превышать 1 мин. Если почему либо за это время сварщик не уложился, лучше перейти на следующий шов, дать остыть первому и затем закончить его. Вообще допускается односторонняя сварка шин по верхней линии соприкосновения их. Однако при стендовой сборке блоков применяют двухстороннюю сварку (с кантованием).

Сварка уже смонтированных в линию блоков, как правило, выполняется односторонней (по верхней кромке стыка). Качество сварки контролируется по толщине наплавленного шва. Она должна быть не менее толщины шины и по длине не менее ширины шины. Правильный шов имеет чешуйчатую поверхность без ноздреватости и зашлакованности. В сварном контакте должен быть обеспечен плавный переход от расплавленного к основному металлу. Наилучшая глубина провара считается 5 мм. Не допускаются трещины и непровары. При неудачных швах допускаются непровары до 10% шва, а незаплавленные кратеры и подрезы — глубиной менее 0,1 толщины свариваемых шин. Примеры правильно выполненных сварок шин показаны на рис.3.

Наилучшая сварка получается при полуавтоматическом способе в среде аргона с применением полуавтомата ПРМ-4М. Работа с ним высокопроизводительна. Опытные сварщики обеспечивают высокое качество потолочных и вертикальных швов, что особенно ценно для сварки швов на смонтированных линиях шинопроводов.

Рис. 3. Сварное соединение алюминиевых шин магистральных шинопроводов. I — шины свариваемых секций; 2 —шины ответвительных или тройниковых секций; а — ширина шин; б — толщина шин; с — глубина проварки; I — длина сварного шва.

При этом избегают применения дефицитных и трудоемких болтовых соединений. При отсутствии полуавтомата ПРМ-4М (или дефицитного аргона) применяют электродуговую сварку с алюминиевыми электродами. Но ее по возможности надо заменять на сварку постоянным током с угольным электродом, поскольку флюс, внесенный в сварочный шов при сварке алюминиевыми электродами, вызывает последующую коррозию металла от воздействия влаги. При сварке постоянным током (от преобразователей ПС500, ПС0500 или других аппаратов на ток 400 — 500 А) соблюдается схема прямой полярности, т. е. минус источника тока подключается к электроду, а плюс— к свариваемой детали. Для этого применяют обычные сварочные агрегаты. Можно сваривать и на переменном токе обычными сварочными трансформаторами (например, СТЭ-34). При этой сварке рекомендуется применение осциллятора. Сварочный ток поддерживается в пределах 350—500 А.

До начала сварки заготовляют необходимые материалы и приспособления, электроды, присадочные алюминиевые прутки, флюс ВАМИ, кондуктор. При сварке углем применяют электроды из графитированного угля. В случае отсутствия их изготовляют из отходов графитированных электродов марки А или Б, применяемых в электроплавильных печах. Для сварки шин используются круглые электроды диаметром 18 мм и длиной 150 мм или прямоугольного сечения 18X18 мм той же длины. Рабочий конец электрода делается конусообразным.

Присадочные прутки из алюминиевой проволоки диаметром 10 мм и длиной 500 мм смазаны флюсом ВАМИ. Состав его: хлористый кальций 50%, хлористый натрий 30%, криолит 20%. Составляющие материалы должны храниться в герметически закрытой стеклянной таре. За полчаса до использования перемешанную порошкообразную смесь разводят в воде: на одну часть порошка половину части воды (по массе). В флюсы или обмазки не допускается вводить составляющие, содержащие литий, так как после сварки алюминий подвергается усиленной коррозии. При отсутствии специальных присадочных электродов их можно изготовить из алюминиевой проволоки марок AJI, А, или же нарезать полоски из алюминиевых шин. Обмазка для них составляется из 65% флюса марки АФ-4А и криолита 35% (по массе). Флюс с криолитом тщательно перемешивают и разводят в воде в соотношении: на 100 г смеси 30—40 г воды. Прутки до обмазки обезжиривают погружением на 1 мин в 5%-ный раствор едкого натра и после промывки водой просушивают. Потом прутки дважды погружают в раствор обмазки. Толщина обмазки должна быть 1,2—1,3 мм. Обмазанные прутки сушат при комнатной температуре в течение суток, затем в течение 4 ч прокаливают в сушильном шкафу при температуре 150°С. Прутки хранят в сухом помещении. Увлажненные прутки перед употреблением повторно прокаливают.

Ток для сварки алюминиевых шин при четырех полосах в сварном шве составляет:

Сечение шины, мм	100X8 100X10 160X12
Сварочный ток, А	350\450\500

Режим сварки соответствует данным, приведенным в табл.8.

Таблица 3

Режим сварки угольным электродом алюминиевых шин, установленных на ребро

При сварке и после сварки шин (а также несущих уголков) блоки нельзя подвергать вибрации или перемещению до полного остывания сварочного шва во избежание нарушения его качества. После остывания швы зачищают щеткой, протирают чистым материалом, пропитанным ацетоном или бензином (но не водой), и изолируют стыки.

Как сказано выше, соединение шин секций между собой надо выполнять сваркой. Однако в некоторых случаях приходится применять и болтовое соединение. К таким случаям относятся, например, места преднамеренного разъема магистрали по эксплуатационным соображениям, невозможность сварки соединения на высоте из-за стесненности и др. Во всех случаях стараются свести до минимума применение болтового соединения, заменяя его сваркой.

Сжим представляет собой стальной болт в комплекте с изолирующими деталями, гайками и специальными пружинящими тарельчатыми шайбами. В боковых стенках кожухов секций, а соответственно и на концах шин имеются специальные отверстия для прохода сжима.

Изолирующие детали, расположенные концентрически на болте, обеспечивают жесткую фиксацию шин в месте стыкования секций, а гайки в комплекте с пружинящими шайбами — необходимое для контакта сжатие.

На рис. 4 показан одноболтовой сжим в сборе. Соединение секций шинопроводов с помощью одноболтового сжима выполняют в следующем порядке. Зачищают контактные поверхности соединяемых шин. Для этого сначала удаляют заводскую консервирующую смазку тряпкой, смоченной ацетоном или бензином, затем зачищают концы шин стальной щеткой или крупным плоским напильником, освобождая их от оксидной пленки, и покрывают новым слоем технического вазелина. Совмещают стыкуемые шины с помощью направляющего конусного стержня. Вставляют в отверстия двух крайних шин трубчатый изолятор (для прохода болта), а в просвет между двумя крайними шинами и следующей группой шин помещают два круглых изолятора и шайбы. Продвигая вперед трубчатый изолятор через отверстия шин и всех изолирующих деталей доводят его до последней группы На концы трубчатого изолятора надевают гетинаксовые прокладки и изоляторы с шайбами, на стальную шпильку с навернутой и раскерненной гайкой надевают ушко для заземления и шайбу опорную, после чего продвигают шпильку до упора сквозь трубчатый изолятор. На свободный конец шпильки надевают вторую опорную шайбу. Наконец, установив тарельчатую шайбу 2 на свободный конец шпильки, затягивают ее.

Рис. 4. Одноболтовой сжим. 1 — трубчатый изолятор; 2 — дистанционная шайба; 3 — опорная шайба; 4 — тарельчатая пружинящая шайба; 5 — специальная гайка; 6 — шпилька; 7 — круглый изолятор; 8 — шины стыкуемых секций.

Тарельчатая шайба предназначена для обеспечения заданного стабильного контактного давления. По мере ввертывания шпильки 3 в большую гайку происходит затяжка контактных поверхностей шин. Необходимая степень сжатия контролируется мерительной скобой (рис. 5). Затяжку сжима доводят до такого состояния, когда между пружинящей шайбой и мерительной скобой, накладываемой на сжим, не будет зазора (рис. 5,б) или в крайнем случае не более 0,15 мм. Отрегулированный зазор следует зафиксировать, раскернив малую гайку в трех местах.

Заготовленные блоки маркируют в соответствии с монтажной картой, испытывают напряжением по соответствующим нормам, проверяют кожух на непрерывность металлической связи и складывают на стеллажи-накопители или же в контейнеры. Все перемещения блоков как в заготовительной, так и в монтажной зоне выполняют только с помощью траверс (или по рольгангам). Непосредственно перед укладкой блоков по трассе проверяют состояние опорных конструкций.

Магистральные шинопроводы прокладывают как горизонтально, так и вертикально по специальным опорным конструкциям.

Расстояние от незащищенного шинопровода до различных трубопроводов принимают не менее 1000 мм, а до технологического оборудования не менее 1500 мм. Аналогичные расстояния от защищенных шинопроводов, имеющих сплошную оболочку, не нормируются. При пересечениях шинопроводов с технологическими трубопроводами не следует шинопроводы располагать рядом с соединительными фланцами, муфтами и задвижками, имеющимися на трубопроводах.

Рис. 5. Регулировка затяжки болтового сжима. а — неправильная затяжка (сжим перетянут): б —правильная затяжка (зазоры отсутствуют); в — неправильная затяжка (сжим недотянут); 1 — контрольная скоба; 2 — большая гайка: 3— тарельчатые пружины.

При прокладке шинопровода поблизости от теплопровода во избежание неблагоприятных температурных воздействий от теплопровода следует либо принять увеличенное расстояние между ним и шинопроводом, в местах пересечения, или параллельной прокладки, либо снабдить теплопровод дополнительной теплоизоляцией.

Опорные конструкции изготовлены из облегченных гнутых перфорированных швеллеров. Они обеспечены соответствующими прижимами как для крепления их к строительному основанию зданий и металлоконструкций, так и для крепления к этим опорным конструкциям шинопроводов.