CZ294680B6 - Způsob sanace ocelových konstrukcí - Google Patents

Abstract

Způsob sanace ocelových konstrukcí, zejména stožárů pro volné vedení vysokého napětí, vytvořených z ocelových prvků /1, 2/, je určen pro takové ocelové konstrukce, u kterých mezi ocelovými prvky /1, 2/ nebo v nich vznikly štěrbinové oblasti /4/ obsahující korozní produkty /5/. Při provádění tohoto způsobu se korozní produkty /5/ ve smontovaném stavu ocelových prvků /1, 2/ odstraní ze štěrbinových oblastí /4/ a potom se štěrbinová ústí /7/ vytvořená na vnější povrchové ploše ocelových prvků /1, 2/ uzavřou alespoň v částech své délky svarovým švem /8/ odolným proti pronikání vlhkosti.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu sanace ocelových konstrukcí, zejména stožárů pro volné vedení vysokého napětí, vytvořených z ocelových prvků, přičemž mezi ocelovými prvky nebo v nich jsou vytvořeny štěrbinové oblasti obsahující korozní produkty. Ocelovými konstrukcemi se v rámci vynálezu rozumí zejména příhradové ocelové konstrukce z ocelových prvků, které byly vytvořeny se šroubovými a/nebo nýtovými spoji. Takové příhradové konstrukce se zejména vyskytují u stožárů pro vedení vysokého elektrického napětí. Tyto konstrukce staré více než 40 let byly zpravidla vyráběny z tak zvaných černých ocelí, označovaných také pojmem stavební ocel nebo C-ocel, a nyní jsou opatřeny vícevrstvým povlakem vytvořeným například ze základní vrstvy ze suříku olovnatého a nejméně jedné krycí vrstvy. U těchto starších ocelových konstrukcí je dnes možno pozorovat, že zejména v oblastech spár v okolí šroubových a/nebo nýtových spojů vznikly ve značné míře produkty koroze. Tento jev se nazývá také štěrbinovou korozí.

Dosavadní stav techniky

U šroubových a/nebo nýtových spojů vzniká štěrbinová koroze zejména v oblastech, kde vzájemně spojované ocelové prvky na sebe dosedají a kdy byl volen poměrně velký odstup mezi děrami vytvořenými pro spojovací šrouby a/nebo nýty a okraji ocelových prvků, popřípadě štěrbinových otvorů. Lokální štěrbinová koroze se objevuje zejména v těchto oblastech. Štěrbinová koroze vede ve štěrbině k úbytku oceli na vzájemně se stýkajících plochách ocelových prvků a tak zvané nabývání produktů koroze, které vede k nevýhodnému rozšiřování spáry. V průběhu doby mohou šířky takto roztahovaných spár dosáhnout velikosti několika centimetrů. Jestliže jsou ocelové prvky spolu spojeny šroubovými a/nebo nýtovými spoji, vede takové rozšiřování spár k výraznému zvýšení axiálního namáhání šroubů a/nebo nýtů. Měření prokázala, že šrouby a/nebo nýty jsou působením štěrbinové koroze vystaveny působení značných tahových napětí, jejichž hodnoty se nacházejí nad hodnotami, které připouštějí všechny normy. V extrémním případě mohou vést tato mechanická namáhání spojovacích prvků, zejména šroubů a/nebo nýtů, k porušení spojovacích prostředků, popřípadě celých spojů obou ocelových prvků. U novějších ocelových konstrukcí, jejichž stáří nepřekračuje 40 let, byly ocelové prvky již ve výrobně pozinkované pro omezení koroze. Také u těchto pozinkovaných ocelových konstrukcí není možno úplně zamezit vzniku štěrbinové koroze, takže také v těchto případech byly rovněž alespoň částečně pozorovány nevýhody uvedené v předchozí části.

U způsobu známého z praxe, ze kterého řešení podle vynálezu vychází, se nejprve ocelové prvky, spojené šroubovými a/nebo nýtovými spoji, demontují. Potom se produkty koroze odstraní z odpovídajících ploch ocelových prvků, načež se ocelové prvky opět smontují nebo se částečně nahradí novými ocelovými prvky. Tento známý postup je zejména velmi náročný na potřebu pracovního času, nákladný a spotřebovává také značné množství materiálu. Kromě toho není možno ani tímto postupem zajistit dlouhodobou ochranu proti korozi, která by vyhovoval všem požadavkům.

Kromě toho by měl být způsobem podle vynálezu vyřešen další technický problém spočívající v tom, že je nutno nalézt výhodnější způsob uvedeného druhu, kterým by se dosáhlo ochrany proti korozi u ocelových prvků, které jsou spolu spojeny, a která by byla časově, nákladově a materiálově méně náročná.

- 1 CZ 294680 B6

Podstata vynálezu

Tento úkol je vyřešen způsobem sanace ocelových konstrukcí podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že korozní produkty se ve smontovaném stavu ocelových prvků odstraní ze štěrbinových oblastí a potom se štěrbinová ústí štěrbin mezi ocelovými prvky, otevřená do vnějších povrchových ploch ocelových prvků, uzavřou alespoň v částech své délky svarovými švy odolnými proti pronikání vlhkosti.

Ve výhodném provedení vynálezu jsou ocelové prvky tvořeny profilovými prvky a spojovacími plechy spojenými šroubovými a/nebo nýtovými spoji s profilovými prvky a korozní produkty se odstraňují ze štěrbinových oblastí mezi profilovými prvky a spojovacími plechy. Spojovací ocelový plech je přestavován zejména tak zvaným styčníkovým plechem, který se používá zejména pro spojování profilových ocelových prutů v ocelových konstrukcích, vytvořených ve formě stožárů pro vedení vysokého elektrického napětí. Takový styčníkový plech je použit pro spojení prutových prvků zejména v oblasti, ve které se protínají podélné osy těchto zejména diagonálně probíhajících prutových prvků ocelových konstrukcí.

Do rámce vynálezu spadá také takové provedení, kdy se před odstraňováním produktů koroze příslušné oblasti spáry nebo celá příslušná spára rozšíří. Rozšíření spáry se výhodně provádí pomocí klínu nebo sekáče. Spára se tak rozevře o asi 1 cm.

Výhodné provedení vynálezu, které má v rámci tohoto vynálezu zvláště velký význam, spočívá v tom, že korozní produkty se odstraňují ze štěrbinové oblasti mechanickým působením, zejména pomocí děrovky. Při této pracovní operaci se výhodně použijí děrovky s různým sklonem pilkových listů, kterými se mohou s dostatečnou funkční bezpečností odstraňovat korozní produkty odebírat z oblastí spáry. I když mechanické odstraňování představuje nejvýhodnější provedení vynálezu, spadá přesto do rámce vynálezu také odstraňování produktů koroze tepelným působením, zejména řezacím hořákem, pomocí kterého se produkty koroze v oblastech spáry vypálí. Při nasazení řezacího hořáku se tento hořák výhodně vede rovnoběžně podél ocelových prvků a v malých odstupech od nich. Výhodným typem tohoto řezacího hořáku je odřezávací hořák pro odřezávání hlav nýtů, používaný při odstraňování nýtů, který má vhodný tvar hořákové trysky. Ukazuje se, že pórovité produkty koroze, které je možno nalézt v oblastech spár u stavebních ocelí, odolávajících vlivům povětmosti, se mohou velmi účinně vypálit tepelným působením. U produktů koroze majících velkou hustotu je však výhodnější mechanické působení, takže je také možno pokládat mechanické odstraňování za nejvýhodnější formu. Do rámce vynálezu spadá také takové provedení, při kterém se po mechanickém odstranění produktů koroze nebo tepelném vypálení produktů koroze v napadených oblastech spár odstraní zbývající volné produkty koroze vyfukováním proudem tlakového vzduchu.

Provedené zkoušky způsobu podle vynálezu přinesly poznatky ze kterých vyplývá, že je možno odstranit produkty koroze ze všech oblastí styčných spár prakticky úplně i ve smontovaném stavu ocelových prvků, takže není nutná nákladná demontáž ocelových prvků. Toto odstraňování produktů koroze zejména mechanickým působením je možné, protože produkty koroze se tvoří zejména v těch oblastech spár mezi jednotlivými ocelovými prvky, které přímo hraničí s vnějšími okraji ocelových prvků, popřípadě které jsou snadno přístupné. Oproti popsaným známým způsobům má způsob podle vynálezu, že není nutné časově a pracovně náročné odstraňování příslušných spojovacích prvků. To znamená není nutné časově a pracovně náročné odstraňování hlav nýtů a vyrážení nýtových dříků. V porovnání se známými opatřeními není také u způsobu podle vynálezu nutné podepírat ze statických důvodů opravované stavební konstrukce jako je tomu z známých postupů, kdy je konstrukce staticky oslabena odebráním některých ocelových prvků, popřípadě uvolněním šroubů a/nebo nýtů. Vytvořením svarů v oblasti vyústění spáry bylo dosaženo překvapivě dlouhé ochrany ocelových prvků proti korozi.

-2 CZ 294680 B6

V dalším výhodném provedení způsobu podle vynálezu má zvláštní význam, jestliže se šířka spáry v oblasti, odkud byly odstraněny produkty koroze, zmenší spínacím zařízením. Pro tuto pracovní operaci se výhodně využívají spínací svorky. Rozumí se, že toto zmenšování šířky spáry se provádí před vytvářením svarového švu a šířka spáry se upraví tak, že se svar může vytvořit funkčně spolehlivě v oblasti ústí spáry. Do rámce vynálezu spadá také to, že redukce šířky spáry se provádí zejména tehdy, až se šířka příslušné mezery nejprve zvětšila pro odstraňování produktů koroze podle výhodného provedení vynálezu. Redukce šířky spáry je nutné zejména tehdy, když byly spáry roztaženy do větší šířky produkty koroze, které zvětšují svůj objem nadouváním. Korozí ve spárách dochází často k plastické deformaci ocelových prvků, takže spára se nemůže sama po odstranění produktů koroze z jejích takto deformovaných oblastí úplně zavřít. V návaznosti na redukci šířky spáry pomocí stahovacího ústrojí se vyústění spáry do vnější plochy ocelových prvků alespoň v některých obtastech uzavře proti pronikání vlhkosti spojovacím švem. Tento šev je výhodně vytvořen ve formě svarového švu, zejména koutového svaru. Ve výhodném provedení vynálezu je tento svar poměrně tenkým svarem na okraji uzavírané oblasti spáry, avšak stále pro něj platí požadavek, že ústí spáry má být uzavřeno proti pronikání vlhkosti, takže do spáry nemůže pronikat kapalina vyvolávající korozi. U oblastí spár, které jsou vytvořeny mezi vzájemně spojenými ocelovými prvky, například mezi profilovými ocelovými pruty nebo tyčemi a k nim připojenými ocelovými styčníkovými plechy, není nutné, aby svarové švy po svém vytvoření byly schopny odolávat mechanickým zatížením, která působí na tyto spoje. Mechanická zatížení a namáhání jsou zpravidla zachycována spojovacími prvky, zejména šroubovými a/nebo nýtovými spoji. Vynález počítá také s tím, že celá délka otevřeného ústí spáry mezi ocelovými prvky nebo v nich bude uzavřena svarem podle vynálezu. Je výhodné, jestliže se povrchové plochy ocelových prvků, na kterých se mají vytvářet uzavírací svarové švy, před svařováním obrousí. Tím se zejména zajistí funkčně spolehlivé uchycení svaru na povrchu ocelových prvků.

Podle výhodného provedení způsobu podle vynálezu se po odstranění korozních produktů ze štěrbinových oblastí do štěrbinových oblastí vpraví nejméně jeden inhibitor koroze a/nebo hydrofobní látka. Tyto látky se vpravují nebo nejméně jedna látka se vpravuje do spáry po redukci její šířky. Látkami bránícími další korozi mohou být materiály s obsahem suříku olovnatého a/nebo zinkové pigmenty. Hydrofobní látky nebo látky odpuzující vodu a vlhkost jsou výhodně oleje a/nebo vosky. Dalšími látkami, spadajícími do rozsahu těchto látek, jsou tvrdnoucí látky, například epoxidové pryskyřice a/nebo polyuretany, které se vpravují do oblastí rozevřených spár. Podle výhodného provedení způsobu podle vynálezu, spadajícího rovněž do rámce vynálezu a majícího zvláštní význam, se do oblasti spáry vpravuje řídká kapalina s nízkou viskozitou, působící proti dalšímu rozvoji koroze. Tato kapalina bránící dalšímu vzniku koroze proniká zvláště efektivně také do tenkých a hustých vrstev rzi. Kapalina obsažená ve rzi se rozkládá na plyn a odpařuje se s rozpouštědlem kapaliny pro konzervaci rzi. Póry ve rzi se vyplní polyuretanem a tak se uzavřou. Existuje možnost, že tyto látky se vpraví do oblasti spáry štěrbinovým otvorem před jeho uzavřením svarovým švem. Podle výhodného provedení způsobu podle vynálezu se uvedené látky zavádějí do oblasti styčné spáry po uzavření štěrbinového otvoru. Pro tento účel se v ocelovém prvku vytvoří nejméně jeden vyvrtaný otvor a tímto vyvrtaným otvorem se vpraví uvedené látky do oblasti styčné spáry. V ocelovém prvku se vytvoří nejméně jeden vyvrtaný otvor, do kterého se výhodně zašroubuje ústrojí pro vtlačování nebo vpravování uvedených látek. Tímto ústrojím může být například zásobníkové ústrojí pro dávkování maziva. Do rámce vynálezu spadá také taková úprava, podle které je do vyvrtané díry, popřípadě opatřené závitem, osazena tlaková maznice, na kterou může být napojena další část ústrojí pro vpravování nebo vtlačování uvedených látek. Vyvrtanou dírou, opatřenou například závitem nebo tlakovou maznicí, se může pod tlakem vpravovat pod tlakem látka bránící pokračování koroze a/nebo hydrofobní látka, popřípadě vytvrzovací látka. Vpravování uvedených látek do oblastí rozevřených spár je proto výhodné, protože po odstranění produktů koroze zůstávají v materiálu větší nebo menší korozní důlky na povrchu ocelových prvků, takže vznikají dutiny, které by jinak umožňovaly další pokračování koroze a které jsou takto látkami vpravovanými na potřebná místa způsobem podle vynálezu dlouhodobě chráněny před korozí.

-3 CZ 294680 B6

Způsob podle vynálezu se odlišuje od dosud známých opatření nižšími pracovními náklady a menší spotřebou času na provedení všech pracovních operací. Zejména je významné, že k provedení všech pracovních operací, nutných pro uskutečnění způsobu podle vynálezu, je potřebný jen malý počet ústrojí a zařízení. V zásadě je způsob podle vynálezu využitelný pro 5 sanaci nejrůznějších typů ocelových konstrukcí. Vynález může nalézt uplatnění při opravách ocelových konstrukcí, popřípadě příhradových ocelových konstrukcí stožárů pro vedení vysokého napětí, které jsou obecně používány ve velkém počtu. Zejména v tomto oboru přináší řešení podle vynálezu ty největší ekonomické výhody.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 řez dvěma ocelovými prvky, vzájemně spojenými šroubovými spoji, obr. 2 řez dvěma ocelovými prvky, spojenými stejně jako v příkladu na obr. 1, po provedení způsobu podle vynálezu, obr. 3 řez ocelovým plechem, ve kterém se vytvořila korozní štěrbina, a obr. 4 řez stejnou částí ocelového plechu po provedení způsobu podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 jsou zobrazeny dva spolu spojené ocelové prvky 1, 2 stožáru venkovního vedení vyso25 kého napětí, které jsou tvořeny ocelovým profilovým prvkem f a ocelovým spojovacím plechem

2, spojeným s ocelovým spojovacím prvkem 1 šroubovým spojem 3. Mezi ocelovým profilovým prvkem 1 a ocelovým spojovacím plechem 2 jsou tak vytvořeny štěrbinové oblasti 4. ve kterých postupně vznikají korozní produkty 5. Z obr. 1 je patrno, že postupnou tvorbou korozních produktů 5 ve formě výkvětů vznikají mezi ocelovým prvkem 1 a ocelovým spojovacím plechem 30 2 široké štěrbinové oblasti 4, takže ocelové prvky 1, 2 se plasticky deformují. Způsobem podle vynálezu se korozní produkty 5 ve smontovaném stavu obou ocelových prvků 1, 2 odstraní ze štěrbinové oblasti 4 mechanickým opracováním, zejména pomocí děrovky. Bezprostředně po odstranění korozních produktů 5 se šířka štěrbinové oblasti 4 redukuje neznázoměným spínacím ústrojím a tím se oba ocelové prvky 1, 2 přetvařují do svého původního tvaru. Potom se do 35 štěrbinové oblasti 4 vpraví inhibitor 6 koroze. V následující fázi se štěrbinové ústí 7 mezi oběma povrchy ocelových prvků 1, 2 uzavře svarovým švem 8, aby se zamezilo dalšímu pronikání vlhkosti. Obr. 2 znázorňuje stav po realizaci způsobu podle vynálezu.

Obr. 3 znázorňuje řez okrajovou oblastí spojovacího ocelového plechu 2. V tomto příkladném 40 provedení je zobrazena štěrbinová oblast 4, která vznikla v okrajové oblasti a uvnitř spojovacího prvku 2 ve formě plechu mezi oběma jeho povrchovými plochami. Taková štěrbinová koroze v ocelovém plechu má zpravidla příčinu ve válcovacích vadách, vznikajících při výrobě ocelového plechu. Podél nežádoucího zdvojení, vznikajícího při výrobě ocelových plechů, mohou mezi okraje ocelových plechů pronikat korodující látky. Obr. 3 zobrazuje, že expanzí korozních 45 produktů 5 se podstatně zvětšuje šířka štěrbinové oblasti 4 spojovacího prvku 2 ve formě plechu.

Podle vynálezu se korozní produkty 5 mechanicky odstraní ze štěrbinové oblasti 4 a potom se šířka štěrbiny ve štěrbinové oblasti 4 výrazně zmenší spínacím zařízením, zejména spínací svorkou. Obr. 4 znázorňuje spojovací prvek 2 ve formě plechu po provedení způsobu podle vynálezu. Po zmenšení šířky štěrbiny se do štěrbinové oblasti 4 vpraví inhibitor 6 koroze. 50 Štěrbinové ústí 7 na vnější povrchové ploše spojovacího prvku 2 se potom uzavře svarovým švem 8 zamezujícím pronikání vlhkosti. Výsledkem tohoto postupu je dlouhodobá ochrana spojovacího prvku 2, tvořeného plechem, proti korozi.

Claims (7)

1. Způsob sanace ocelových konstrukcí, zejména stožárů pro volné vedení vysokého napětí, vytvořených z ocelových prvků (1, 2), přičemž mezi ocelovými prvky (1, 2) nebo v nich jsou štěrbinové oblasti (4) obsahující korozní produkty (5), vyznačující se t í m , že korozní produkty (5) se ve smontovaném stavu ocelových prvků (1,2) odstraní ze štěrbinových oblastí (4) a potom se štěrbinová ústí (7) nacházející se na vnějších povrchových plochách ocelových prvků (1,2) uzavřou alespoň v částech své délky švy odolnými proti pronikání vlhkosti.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m , že ocelové prvky (1, 2) jsou tvořeny profilovými prvky (1) a spojovacími plechy (2) spojenými šroubovými a/nebo nýtovými spoji (3) s profilovými prvky (1) a korozní produkty (5) se odstraňují ze štěrbinových oblastí (4) mezi profilovými prvky (1) a spojovacími plechy (2).

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že štěrbinové oblasti (4) jsou vytvořeny v ocelovém prvku (2) ve formě plechu a korozní produkty (5) se odstraňují z těchto štěrbinových oblastí (4).

4. Způsob podle nároků 1 až 3, vyznačující se t í m , že korozní produkty (5) se odstraňují ze štěrbinové oblasti (4) mechanickým zpracováním, zejména pomocí děrovky.

5. Způsob podle nároků laž4, vyznačující se tím, že šířka štěrbiny ve štěrbinové oblasti (4) se po odstranění korozních produktů (5) zmenší spínacím zařízením.

6. Způsob podle nároků laž5, vyznačující se tím, že šev se vytvoří ve formě svarového švu (8).

7. Způsob podle nároků 1 až 6, vyznačující se t í m , že po odstranění korozních produktů (5) ze štěrbinových oblastí (4) se do štěrbinových oblastí (4) vpraví nejméně jeden inhibitor (6) koroze a/nebo hydrofobní látka.