PL200092B1 - Sposób renowacji konstrukcji stalowych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zg loszenia jest sposób reno- wacji konstrukcji stalowych, w szczególno sci masztów linii napowietrznych wysokiego napi e- cia, z montowanych elementów stalowych, przy czym mi edzy albo w elementach stalowych ukszta ltowane s a szczeliny (4) zawieraj ace produkty korozji (5). Produkty korozji (5) usuwa sie z tych szczelin (4) w stanie zmontowania elementów stalowych. Wreszcie znajduj ac a si e na powierzchni elementów stalowych szpar e zamyka si e przynajmniej strefowo spoin a wilgo- cioszczeln a. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób renowacji konstrukcji stalowych, zwłaszcza masztów linii napowietrznych wysokiego napięcia, z montowanych elementów stalowych, przy czym pomiędzy albo w elementach stalowych utworzone są szczeliny, zawierające produkty korozji.

W ramach wynalazku konstrukcją stalową nazywa się w szczególności kratownice z elementów stalowych, które montowane są za pomocą połączeń śrubowych i/lub połączeń nitowych. Takie kratownice występują przede wszystkim w masztach linii wysokiego napięcia. Tego rodzaju konstrukcje stalowe mające ponad 40 lat są wykonane z reguły z tak zwanej czarnej stali (stal konstrukcyjna lub stal węglowa) i celem uniknięcia korozji są pokrywane wielokrotnymi powłokami, na przykład minią ołowianą i warstwą kryjącą. W takich starych konstrukcjach stalowych, zwłaszcza w szczelinach między elementami stalowymi z połączeniami śrubowymi i/lub nitowymi, stwierdza się obecnie występowanie znacznych ilości produktów korozji. Zjawisko to nazywane również bywa korozją szczelinową.

W elementach stalowych montowanych za pomocą połączeń ś rubowych i/lub nitowych, korozja szczelinowa występuje zwłaszcza w szczelinach, w których istnieje stosunkowo duży odstęp pomiędzy otworami śrubowymi i/lub nitowymi, a obrzeżem elementu stalowego lub otworem szczeliny. W tych strefach można zaobserwować mianowicie lokalną korozję szczelinową. Korozja taka powoduje w szczelinie ubytek stali, w połączonych ze sobą elementach stalowych, a tak zwane rozkwitanie produktów korozji doprowadza do niekorzystnego rozwarcia szczeliny. W miarę upływu czasu, szczeliny takie mogą poszerzyć się do kilku centymetrów. Jeżeli elementy stalowe są połączone śrubami i/lub nitami, to rozszerzenie szczeliny doprowadza do znacznego osiowego naprężenia śrub i nitów. Pomiary wykazały, że śruby i nity pod wpływem korozji szczelinowej są narażone na znaczne naprężenia rozciągające, których wartości przewyższają wielkości dopuszczalne normą. W skrajnym przypadku, naprężenia mechaniczne elementów połączeniowych, w szczególności śrub i/lub nitów, mogą spowodować uszkodzenie łączników lub też połączeń między elementami stalowymi.

W mł odszych konstrukcjach stalowych, poniż ej 40-letnich, elementy stalowe s ą cynkowane celem ograniczenia korozji. Jednak także w tych cynkowanych konstrukcjach stalowych nie można wyeliminować całkowicie korozji szczelinowej i z czasem można zaobserwować również wyżej opisane wady.

W znanym z praktyki sposobie, od którego wychodzi wynalazek, najpierw demontuje się elementy stalowe połączone śrubami i/lub nitami. Następnie usuwa się produkty korozji z odpowiednich powierzchni elementów stalowych, po czym znów montuje się te elementy albo wymienia się je częściowo na nowe. Ten znany sposób jest w dużej mierze czasochłonny, kosztowny i materiałochłonny. Poza tym także ta metoda nie gwarantuje długiej ochrony antykorozyjnej, która spełniałaby wszelkie wymagania.

Celem wynalazku jest zaproponowanie sposobu, za pomocą którego w krótszym czasie, taniej i oszczędzając materiały zapewnia się długotrwałą ochronę antykorozyjną między połączonymi ze sobą elementami stalowymi.

Sposób według wynalazku polega na tym, że usuwa się produkty korozji ze szczelin zmontowanych elementów stalowych a następnie szparę na powierzchni zewnętrznej elementów stalowych zamyka się przynajmniej strefowo spoiną wilgocioszczelną.

Korzystnie, usuwa się produkty korozji ze szczelin między elementami stalowymi, które są wykonane jako kształtowniki i stalowe blachy łączące, przy czym blachy łączące są połączone śrubami i/lub nitami z kształtownikami stalowymi. Taka blacha stalowa jest w szczególności tak zwaną węzłówką, którą stosuje się korzystnie do połączenia kształtowników stalowych w konstrukcjach masztów linii wysokiego napięcia. Przykładowo taką węzłówkę wykorzystuję się w strefie skrzyżowania rozmieszczonych diagonalnie kształtowników takich konstrukcji stalowych.

Korzystnie, przed usunięciem produktów korozji poszerza się strefę danej szczeliny albo samą szczelinę. Celowo można poszerzyć szczelinę klinem albo przecinakiem. Szczelina rozwiera się przy tym na przykład o około 1 cm.

Korzystna odmiana realizacji, której przypisuje się specjalne znaczenie w ramach wynalazku, charakteryzuje się tym, że produkty korozji usuwa się na drodze obróbki mechanicznej, korzystnie za pomocą piły wzdłużnej (otwornicowej). Stosuje się do tęgo celowo piły o różnym rozwarciu zębów brzeszczotów, które umożliwiają funkcjonalne usuwanie produktów korozji ze szczelin.

Chociaż mechaniczne usuwanie produktów korozji stanowi preferowaną odmianę realizacji wynalazku, tym niemniej w ramach wynalazku przewiduje się też usuwanie produktów korozji ze szczelin poprzez obróbkę termiczną, korzystnie za pomocą palnika do cięcia. Podczas obróbki termicznej, korzystnie przy użyciu przecinaka gazowego, wypala się produkty korozji w szczelinach. Stosując taki

PL 200 092 B1 palnik prowadzi się go celowo w małym odstępie równolegle wzdłuż elementów stalowych. Jako taki palnik można celowo wykorzystać używany do usuwania nitów obcinak łbów nitowych, który ma odpowiednią dyszę palnikową. Okazało się, że porowate produkty korozji, które można znaleźć w szczelinach stali konstrukcyjnych odpornych na wpływy atmosferyczne, można efektywnie wypalać poprzez obróbkę termiczną. Jednak w przypadku produktów korozji o dużej gęstości preferuje się obróbkę mechaniczną i dlatego jest ona korzystną odmianą realizacji wynalazku. W ramach wynalazku przewiduje się, że luźne produkty korozji pozostające w szczelinach po mechanicznym albo termicznym usuwaniu wydmuchuje się sprężonym powietrzem.

U podstaw wynalazku leży przede wszystkim przekonanie, że produkty korozji istniejące w szczelinach można całkowicie usunąć także w stanie zmontowania elementów stalowych i że nie jest potrzebny do tego kosztowny demontaż tych elementów, Takie usuwanie produktów korozji, korzystnie poprzez obróbkę mechaniczną, jest możliwe, gdyż produkty korozji tworzą się zwłaszcza w szczelinach, które znajdują się blisko obrzeży elementów stalowych lub też są łatwo dostępne z zewnątrz. W porównaniu z opisanym na wstępie znanym sposobem uzyskuje się znaczną korzyść, gdyż nie jest potrzebny kosztowny demontaż elementów stalowych ani kosztowne usuwanie odpowiednich elementów połączeniowych. Na przykład nie jest potrzebne czaso- i pracochłonne usuwanie nitów przez obcinanie łba i wybijanie sworznia nita. W sposobie według wynalazku nie jest też konieczne podpieranie konstrukcji stalowych ze względu na ich statykę, gdy usuwa się elementy stalowe albo otwiera się połączenia śrubowe i/lub nitowe. Po usunięciu produktów korozji i umieszczeniu spoiny według wynalazku uzyskuje się nadspodziewanie długotrwałą ochronę antykorozyjną elementów stalowych.

W korzystnej odmianie realizacji wynalazku, której przypisuje się specjalne znaczenie, po usunięciu produktów korozji zmniejsza się rozwartość szczeliny za pomocą przyrządu dociskowego. Można tu celowo zastosować ściskacze. Oczywiście zaciska się szczelinę przed umieszczeniem spoiny według wynalazku, przy czym wielkość szczeliny ustala się tak, aby można było funkcjonalnie umieścić spoinę w otworze szczeliny. W ramach wynalazku przewiduje się zwężenie szczeliny zwłaszcza wówczas, gdy poszerzono ją uprzednio zgodnie z korzystną odmianą realizacji wynalazku celem usunięcia produktów korozji. Ale ograniczenie wielkości szczeliny jest potrzebne także wtedy, gdy istnieją szczeliny o dużej rozwartości, które powstały w wyniku tak zwanego rozkwitania produktów korozji. Wskutek korozji szczelinowej następuje często plastyczne odkształcenie elementów stalowych, tak że nawet po usunięciu produktów korozji nie można zamknąć całkowicie szpary. W powiązaniu z ograniczaniem wielkości szczeliny za pomocą urządzenia dociskowego, szparę na powierzchni elementów stalowych zamyka się wilgocioszczelnie przynajmniej odcinkowo za pomocą spoiny. Korzystnie wykonuje się spoinę jako spaw, celowo jako spoinę pachwinową. W ramach wynalazku przewiduje się, że spoinę tę nanosi się stosunkowo cienko na obrzeżach szczelin mając na uwadze wilgocioszczelne zamknięcie otworu szczeliny, żeby nie mogły wnikać do niej korodujące ciecze. W przypadku szczelin utworzonych między połączonymi ze sobą elementami stalowymi, na przykład między kształtownikami stalowymi i zamontowanymi na nich blachami łączącymi, nie jest potrzebne zaprojektowanie spawu stosownie do obciążeń mechanicznych, które przejmuje to połączenie. Takie obciążenia mechaniczne przejmują na siebie elementy łączące, w szczególności połączenia śrubowe i/lub nitowe. Przewiduje się też w ramach wynalazku, że całą szparę między lub w elementach stalowych zamyka się spoiną według wynalazku. Korzystnie przed naniesieniem spoiny szlifuje się powierzchnie spawane, co zapewnia dobre trzymanie naniesionej według wynalazku spoiny.

W korzystnej odmianie realizacji sposobu wedł ug wynalazku, po usunię ciu produktów korozji ze szczelin, wprowadza się do nich przynajmniej jedną powstrzymującą korozję i/lub hydrofobową substancję. Celowo przynajmniej jedną substancję wprowadza się po zredukowaniu rozwarcia szczeliny. Jako substancje powstrzymujące korozję można zastosować minię ołowianą i/lub pigmenty cynkowe. Jako substancje hydrofobowe lub też eliminujące wilgoć wprowadza się celowo do szczelin oleje i/lub woski. W ramach wynalazku wprowadza się do szczelin substancje twardniejące, na przykład żywice epoksydowe i/lub poliuretany. W korzystnej odmianie realizacji, która ma specjalne znaczenie w ramach wynalazku, wprowadza się do szczelin jako środki przeciwkorozyjne rzadką zalewę przeciwrdzewną o małej lepkości na bazie twardniejących pod wpływem wilgoci poliuretanów. Zalewa taka przenika skutecznie także do cienkich i gęstych warstw rdzy. Wilgoć zawarta w rdzy jest oddzielana jako gaz i wyparowuje z rozpuszczalnikiem zalewy przeciwrdzewnej. Pory rdzy są wypełniane i zalewane poliuretanem. Istnieje ponadto możliwość wprowadzania wspomnianych substancji do szczelin przed zamknięciem ich otworu spoiną. Według korzystnej odmiany realizacji wymienione substancje wprowadza się do szczelin po zamknięciu ich otworu. W związku z tym w elemencie stalowym umieszcza

PL 200 092 B1 się celowo przynajmniej jeden otwór, przez który wprowadza się wymienione substancje do szczeliny. Korzystnie wykonuje się w elemencie stalowym przynajmniej jeden otwór gwintowany, w który można celowo wkręcić przyrząd do wprowadzania lub wtłaczania substancji. Przyrządem takim może być przykładowo dozownik smaru. Również w ramach wynalazku można wyposażyć otwór lub otwór gwintowany w tak zwane zaworowe gniazdo smarowe, do którego można przyłączyć przyrząd do wprowadzania lub wtłaczania substancji. Przez otwór lub też otwór gwintowany albo przez gniazdo smarowe można wtłaczać pod ciśnieniem do wnęk szczeliny przynajmniej jedną powstrzymującą korozję i/lub hydrofobową i/lub twardniejącą substancję. Wprowadzanie wspomnianych substancji do szczelin jest o tyle celowe, ż e po usunię ciu produktów korozji pozostają z reguły na elementach stalowych mniejsze lub większe wżery korozyjne, a wiec powstają wnęki zagrożone korozją, które możną chronić przez dłuższy okres za pomocą wymienionych substancji w ramach sposobu według wynalazku.

Podsumowując, sposób według wynalazku w porównaniu ze znanymi metodami jest mniej czasochłonny i charakteryzuje się małymi kosztami robocizny. W szczególności, do realizacji sposobu, nie potrzeba wielu przyrządów i narzędzi. W zasadzie sposób według wynalazku jest przewidziany do renowacji różnych konstrukcji stalowych. Wykorzystuje się go z pożytkiem do renowacji stalowych albo kratownicowych konstrukcji masztów linii wysokiego napięcia, które istnieją w dużych ilościach. Zwłaszcza w tym zakresie sposób według wynalazku przynosi znaczne korzyści ekonomiczne. Poniżej objaśnia się wynalazek na podstawie przykładu realizacji przedstawionego na rysunku schematycznym, na którym: fig. 1 przedstawia przekrój dwóch połączonych śrubą elementów stalowych, fig. 2 - przedmiot z fig. 1 po realizacji sposobu według wynalazku, fig. 3 - przekrój blachy stalowej ze szczeliną korozyjną, fig. 4 - przedmiot z fig. 3 po realizacji sposobu według wynalazku.

Figura 1 ukazuje dwa zmontowane elementy stalowe masztu linii wysokiego napięcia, które są wykonane jako stalowy kształtownik i połączona z nim śrubą 3 stalowa blacha łącząca 2. Między tymi elementami ukształtowane są szczeliny 4 zawierające produkty korozji 5. Można zauważyć na fig. 1, że wskutek rozkwitania produktów korozji 5 powstały szerokie szczeliny 4 między kształtownikiem 1 i blachą łączącą 2 i elementy te uległy deformacji plastycznej. W sposobie według wynalazku produkty korozji 5 usuwa się w zmontowanym stanie elementów 1, 2 ze szczelin 4 za pomocą obróbki mechanicznej, korzystnie przy użyciu piły wzdłużnej. W powiązaniu z tym redukuje się rozwartość szczelin 4 za pomocą, nie pokazanego na rysunku, przyrządu dociskowego doprowadzając przy tym elementy stalowe w znacznym stopniu do ich pierwotnego stanu. Potem wprowadza się do szczelin 4, powstrzymującą korozję substancję 6. Wreszcie istniejącą na powierzchni elementów stalowych szparę 7 zamyka się wilgocioszczelnie spoiną 8. Figura 2 pokazuje stalowy kształtownik 1 i blachę łączącą 2 po realizacji sposobu według wynalazku.

Figura 3 przedstawia przekrój obrzeża łączącej blachy łączącej 2 konstrukcji stalowej. W przykładzie tym można zauważyć szczelinę 4 powstałą wskutek korozji na obrzeżu i we wnętrzu blachy łączącej 2 między powierzchniami blachy. Taka korozja szczelinowa w blachach stalowych wynika z reguł y z błędów walcowniczych podczas produkcji blach stalowych. Wzdł u ż rozwarstwienia, powstałego podczas produkcji blachy, mogą przenikać do obrzeży blachy stalowej substancje korodujące. Figura 3 pokazuje, że rozkwitanie produktów korozji 5 doprowadziło w obrębie szczeliny 4 do znacznego rozwarstwienia blachy łączącej 2.

Zgodnie z wynalazkiem produkty korozji 5 usuwa się ze szczeliny 4 poprzez obróbkę mechaniczną i następnie redukuje się znacznie wielkość szczeliny 4 za pomocą przyrządu dociskowego, korzystnie przy użyciu ściskacza. Figura 4 pokazuje blachę łączącą 2 po realizacji sposobu według wynalazku. Po ściśnięciu wprowadzono do szczeliny 4 substancję 6 powstrzymującą korozję. Znajdującą się na powierzchni blachy łączącej 2 szparę 7 zamknięto wilgocioszczelnie za pomocą spoiny 8. W rezultacie uzyskuje się długotrwałe zabezpieczenie antykorozyjne blachy łączącej 2.

Claims (7)

1. Sposób renowacji konstrukcji stalowych, zwłaszcza masztów linii napowietrznych wysokiego napięcia, z montowanych elementów stalowych, przy czym między albo w elementach stalowych utworzone są szczeliny zawierające produkty korozji, znamienny tym, że usuwa się produkty korozji (5) ze szczelin (4) zmontowanych elementów stalowych a następnie szparę (7) na powierzchni zewnętrznej elementów stalowych zamyka się przynajmniej strefowo wilgocioszczelną spoiną (8).

PL 200 092 B1

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że usuwa się produkty korozji (5) ze szczelin (4) między elementami stalowymi, które są wykonane jako kształtowniki (1) i blachy łączące (2), przy czym kształtowniki (1) i blachy łączące (2) połączone są śrubami (3) i/lub nitami.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że usuwa się produkty korozji (5) ze szczelin (4) utworzonych w elemencie stalowym wykonanym jako blacha łącząca (2).

4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że usuwa się ze szczelin (4) produkty korozji (5) poprzez obróbkę mechaniczną, korzystnie za pomocą piły wzdłużnej.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że po usunięciu produktów korozji (5) redukuje się rozwartość szczeliny (4) za pomocą przyrządu ściskającego.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że spoinę (8) wykonuje się jako spaw.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po usunięciu produktów korozji (5) ze szczelin (4) wprowadza się do szczelin (4) przynajmniej jedną, powstrzymującą korozję i/lub hydrofobową, substancję (6).