Изготовление опор освещения: технология

Технология и преимущества

Стальные опоры уличного освещения изготавливают из рулонного металла и листового проката. Лист длиной до 12 м гнут на универсальном листогибочном прессе усилием 2000 т. Так выпускают граненые пирамидальные и гладкие конические опоры для освещения улиц и дорог, опоры контактной сети городского транспорта, а также прожекторные мачты.

По механическим характеристикам граненые стальные опоры наружного освещения и прожекторные мачты выше железобетонных, а по надёжности и сроку службы превосходят их. Несущая способность стальной многогранной стойки больше, чем железобетонной, поэтому её можно применять в более жёстких условиях.

Кроме граненых столбов разных диаметров и толщин стенки, на линии можно дополнительно производить гладкие цилиндрические трубы, крупногабаритные профильные трубы и гнутые профили для строительства и машиностроения. Это помогает лучше загрузить оборудование.

Сортамент производства

На линии изготавливают:

• граненые пирамидальные опоры условным диаметром 50–650 мм с толщиной стенки 3,0–8,0 мм для линий наружного освещения, контактной сети городского транспорта и мачт освещения;
• гладкие конические осветительные столбы диаметром 60–180 мм с толщиной стенки 3,0–4,0 мм для линий наружного освещения;
• пятигранные U-образные секции размером 240×310×8,0 мм для опор контактных линий на железнодорожных магистралях.

Чтобы рационально использовать металл и не оставлять оборудование без работы, на линии можно также изготавливать квадратные и прямоугольные сварные профильные трубы (от 80×80 до 500×500 мм и от 100×80 до 500×450 мм с толщиной стенки 3,0–14,0 мм, по требованиям EN 10219-1,2), уголки и L-образные гнутые профили (от 40×40 до 140×140 мм, толщина 6,0–12,0 мм, EN 10162), U-образные гнутые профили (от 100×60 до 500×380 мм, толщина 6,0–20,0 мм, EN 10162). Эта металлопродукция может использоваться и на самом предприятии в конструкциях опор и при изготовлении арматуры.

Требования к заготовкам

Исходной заготовкой для изготовления мачт служит горячекатаная сталь в рулонах и листах, размеры которой соответствуют размерам изделий:

• рулоны: наружный диаметр 1000–2000 мм, внутренний диаметр 650–850 мм, толщина полосы 3,0–8,0 мм, ширина полосы 470–1500 мм, максимальная масса рулона 15 т;
• листы: толщина 6,0–8,0 мм, длина 6000–12000 мм.

Заготовку изготавливают из углеродистой и низколегированной конструкционной стали. Механические свойства стали: предел прочности не более 650 Н/мм², предел текучести не более 520 Н/мм², относительное удлинение не менее 20 %. Серповидность листов не должна превышать 3 мм на 1 м длины. Качество поверхности должно отвечать требованиям к горячекатаному листу, кроме дефектов, из-за которых толщина стенки выходит за предельные отклонения. Ремонтировать металл листов сваркой нельзя.

При заказе металла нужно указать, что изделия из стали должны быть пригодны для горячего цинкования. Рекомендуемое содержание кремния в такой стали лежит в пределах 0,15–0,25 %, а суммарное содержание серы и фосфора не превышает 0,04 %.

Нормативная база

Для опор и линий, на которых их применяют, действуют такие нормы:

• ДБН В.2.6-198:2014 «Стальные конструкции. Нормы проектирования»;
• Правила устройства электроустановок (ПУЭ), редакция 2026 г.;
• ТУ У 25.1-39573934-001:2016 «Конструкции стальные опор радиорелейной связи, наружного освещения и контактной сети городского транспорта».

Столбы и мачты изготавливают холодной гибкой листового металла и дуговой сваркой под слоем флюса или в среде защитного газа, без термообработки шва. Поверхность опор должна быть гладкой, соответствующей способу производства. Незначительные утолщения, выемки и продольные риски, которые возникают из-за технологии, допускаются, если толщина везде остаётся в пределах допустимых отклонений. Дефекты поверхности изготовитель может устранить шлифованием, но после ремонта толщина стенки не должна быть меньше минимально допустимой.

Сварка и контроль швов

Швы односшовных опор диаметром до 650 мм выполняют дуговой сваркой под слоем флюса или в среде защитных газов, а швы двухшовных опор делают сплошным швом в среде защитного газа. Высота усиления наружных швов составляет 0,5–3,0 мм, а валика шва на внутренней поверхности не превышает 0,5 мм.

Сварные соединения контролируют визуально и ультразвуковым методом. Дефектные места швов можно ремонтировать зачисткой и заваркой: суммарная длина отремонтированных участков продольных швов не должна превышать 10 % длины сварного соединения опоры, а отдельный участок должен быть не короче 50 мм. Кратеры внутри опоры, которые образуются при остановке и возобновлении сварки, можно заваривать. Следы усадки металла вдоль оси шва тоже допустимы, если высота усиления остаётся в пределах минимальной.

В качестве сварочных материалов используют флюс, сварочную проволоку соответствующего типа, углекислоту сварочную и аргон газообразный.

Основные технологические операции

• подача листового проката и рулонов на склад, разгрузка и складирование;
• разматывание рулонов, правка полосы и резка на трапециевидные карты мерной длины;
• маркировка разрезанных листов и листового проката (марка стали, толщина, ширина, длина);
• очистка проката от загрязнений и посторонних предметов;
• газоплазменная резка проката на трапециевидные карты; контроль геометрии карт;
• шаговая формовка: многопроходная гибка участков от края карты до середины профиля одновременно по всей длине заготовки;
• сварка продольных швов; визуальный и ультразвуковой контроль;
• визуальный осмотр и ремонт опор;
• плазменная обрезка планок и дефектных концов труб; вырезка проб для механических испытаний; плазменная резка люков;
• зачистка усиления наружного шва в зоне телескопического соединения;
• правка продольной кривизны опор, калибровка концов опор;
• приварка опорного фланца;
• приёмка опор.

Как формуют заготовку

Шаговую формовку выполняют на прессе способом многопроходной гибки участков профиля заготовки. Для граненых опор освещения это свободная гибка: многопроходная штамповка участков профиля на инструменте из узкого пуансона и секторной матрицы. Цилиндрические и конические опоры формуют гибкой в упор: многопроходной гибкой пуансоном заданного радиуса и соответствующей матрицей.

Система управления фиксирует конечное усилие формовки и величину рабочего хода гибочной балки с учётом толщины стенки и класса прочности стали. После каждого цикла оценивают остаточную деформацию (пружинение) и сравнивают её с расчётными значениями; данные заносят в базу данных и используют для корректировки хода инструмента.