Zártszelvényes acélszerkezetek tűzihorganyzáshoz
A tűzihorganyzás tervezési követelményei elsősorban az acélszerkezetek anyagának és keresztmetszetének alkalmas megválasztására, egy-egy elem, vagy részegység befoglaló méreteinek meghatározására, továbbá a technológiai nyílások megfelelő kialakítására vonatkoznak.
Zárt szelvényen esetünkben azt a melegen vagy hidegen alakított acélrudat értjük, melynek keresztmetszete önmagába visszazáródó (zárt)profilt képez. De tűzihorganyozás szempontjából már a zártszelvények körébe soroljuk azokat az egyébként még nyitott keresztmetszeteket is, melyek egy majdnem zárt szelvényalakot mutatnak (például C-szelvény, szigma-szelvény). Egy korábbi cikkünkben már részletesen foglalkoztunk az acélanyag kiválasztásával, a továbbiakban a konstrukciós kérdéseket érintjük.
Termékméretek, tömeg
A tűzihorganyzóban az egy lépésben bevonatható termékek mérete maximalizálva van, mely általában a bevonókád belső méreteinek (hossz, magasság, szélesség) függvénye. Általános szabály, hogy horganyzandó termék magasságának és hosszának legalább 0,5 m-rel, szélességének legalább 0,2 m-rel kell kisebbnek lenni, mint a tűzihorganyzó kád teljes belső méretei, de ezt minden esetben egyeztetni kell a kiválasztott tűzihorganyzó vállalattal, mert lehetnek ettől eltérő helyi előírások, vagy egyes termékek méretei ettől eltérhetnek. Az egy darabban horganyzandó acélszerkezet tömege legfeljebb a horganyzómű maximális, nettó emelőkapacitását érheti el, melyet szintén egyeztetni kell a horganyozásra kiszemelt üzemmel.
Megjegyzés: a gyakorlatban lehetséges a fentieknél jóval nagyobb befoglaló méretű darabok bevonása is ún. átfordításos, vagy kétszeres horganyozással. Ezt a speciális műveletet nem minden tűzihorganyzó képes végrehajtani, továbbá az acélszerkezeti elem deformációs kockázatai megnőnek.
Keresztmetszetek, technológiai nyílások
Csőszelvényes konstrukciók
A csőszelvények akár szálanyagként is tűzihorganyozhatók. Ekkor végeiket szabadon kell hagyni, csupán a felfüggesztési lehetőséget kell rajtuk biztosítani. Amennyiben sík, vagy térrácsos acélszerkezetet állítanak elő belőlük, a rácsszerkezet keresztmetszetének két egymásra merőleges súlyponti tengelyére szimmetrikusnak kell lenni. Még a legegyszerűbb keresztmetszetű zártszelvényes acélszerkezetnél is fontos a technológiai nyílások helyes pozicionálása, darabszáma és kellően nagy méretek.
Az 1. ábra bal oldalán lévő tartó esetében mind a rácsrudak, mind pedig az övrúd végén tökéletesen kialakított nyílások, a rácsrúd végein nyílások, sliccelések vannak. A jobb oldali ábrán, a csővégeket lezáró lemez csőközépre fúrt lyukkal, valamint a rácsrudak oldalára elhelyezett kivágások nem megfelelő megoldások, mert folyadékzsebek és légzsákok keletkeznek. Alapelv, hogy a technológiai nyílások szélei mindig érjék el a horganyozás mozgási síkja zárt tér legmagasabb (kilevegőzés) és legmélyebb pontját, vagy legalább azzal érintőleges legyen.
1. ábra: Csőszelvényes síkrácsos szerkezetek helyes (balra) és helytelen kialakításai
A javasolt megoldások lényege, hogy a síkrácson elhelyezett technológiai nyílások egy centrális síkba, éppen a keresztmetszet és a darab hossztengelyébe eső, függőleges szimmetria síkjába essenek, ekkor ezek pozíciója megegyezik a tűzihorganyzás közbeni mozgatás (bemerítés-kiemelés) síkjával.
Négyszögszelvényes konstrukciók
A négyszög szelvények is csövekként tűzihorganyozhatók, kialakításuknál gondoskodni kell a felfüggesztő és egyéb technológiai nyílásokról. Amennyiben sík-, vagy térrácsos acélszerkezetet állítanak elő belőlük, a rácsszerkezet keresztmetszetének a két egymásra merőleges súlyponti tengelyére szimmetrikusnak kell lenni. Így el lehet kerülni a nemkívánatos deformáció kockázatát.
2. ábra: Ajánlott és nem ajánlott technológiai nyílások
A 2. ábrán látható technológiai nyílások közül az ábra alján, balszélen ábrázolt megoldást nem ajánljuk, mert a furatok rejtve maradnak az ellenőrzés előtt. Robbanásbiztonsági szempontok miatt a legtöbb esetben el kell vetni.
3. ábra: Ajánlott térrácsos megoldások, technológiai nyílások
A 3. ábra bal oldalán látható megoldás (A) a vízszintes rácsrudak és tartóvég lemezek a horganyzási pozíciónak megfelelő, átlós irányú furatozását mutatja, amely megfelelő, ha a nyíláskeresztmetszetek méretei elegendők. A jobb oldalon ábrázolt térrácsos tartónál a vízszintes rácsrudak és tartóvég lemezek „négylyukas” megoldása gyorsabb technológiai kezelést, így kedvezőbb bevonattulajdonságokat és kisebb horganyzási költséget eredményez.
Technológiai nyílások
A nyílások elhelyezésének egyik alapelve, hogy a technológiai nyílások szélei mindig érjék el a felfüggesztés szerint a zárt tér legmagasabb (kilevegőzés) és legmélyebb pontját, de legalább azzal érintőleges legyen. Amennyiben ez nem így történik, a keletkező „küszöbök” miatt kisebb-nagyobb horganybevonat-hiányok, légzsákok, illetve anyagmaradványok ronthatják le a horganybevonat minőségét.
A táblázat tartalmazza az ajánlott technológiai nyílások méreteit és darabszámait.
1. táblázat: Ajánlott technológiai nyílások
Cső- vagy négyszögszelvényes térbeli korlátok
Tűzihorganyzás szempontjából a legkedvezőbb szerkezetek az egyszerű rudak és rúdszerű termékek, ezt követik a síkrácsos szerkezetek, végül a térrácsok. Ahogyan az acélszerkezet konstrukciója egyre bonyolultabbá válik, úgy lesz egyre bonyolultabb a technológiának megfelelő termékkialakítás, amely megállapítás a zártszelvényes acélszerkezetekre is igaz. Az acélépítmények másodlagos acélszerkezetei a lépcsőszerkezetek és a korlátok, melyek tervezésénél előfordul, hogy a tér több irányába tartó korlátokat egy összehegesztett egységbe foglalják.
Az optimális termékminőség és gazdaságos horganyzás megkívánja, hogy a „háromdimenziós” acélszerkezet helyett, ilyenkor inkább síkokra bontott megoldást válasszunk. Ennek oka, hogy a térben kialakított korlátoknál sokszor körülményes a megfelelő technológiai nyílások elhelyezése. Az 4. ábra B része mutatja a javasolt konstrukciót.
4. ábra: Ajánlott és nem ajánlott szerkezeti megoldások
Korlátok technológiai nyílásai
A teljes szerkezetből, így a csomópontok minden részéből el kell távoznia a korábban oda bekerülő technológiai folyadékoknak, salakoknak és gázoknak. Emiatt az 1. táblázat szerinti legkisebb technológiai nyílások alkalmazása a korlátoknál is alapvető követelmény. A sokszor négyszögszelvényes korlátok esetében is a zártszelvények furatozása helyett a már bevált ék alakú kivágást (sliccelést) használhatják, ugyanis ez – a körülményes furatozással ellentétben – már a korlátok részegységeinek darabolását követően azonnal végrehajtható.
Fontos felhívni a figyelmet arra, hogy az előre darabolt és kivágott szerkezeti részek összeállításánál követni kell a korábban megtervezett nyíláspozíciókat (beömlő és kilevegőző nyílások értelemszerű elhelyezését). Rosszul elhelyezett technológiai nyílások esetleg „rossz” kompromisszumra kényszerítheti a tűzihorganyzókat, ami minőségi hibákhoz vezethet.
(x)
