Wprowadzenie: Czym są belki dwuteowe spawane?
Spawane belki stalowe typu H to stalowe elementy konstrukcyjne wytwarzane poprzez spawanie trzech pojedynczych blach stalowych: jednego środnika i dwóch kołnierzy, w celu utworzenia przekroju poprzecznego w kształcie litery H. W przeciwieństwie do belek walcowanych na gorąco, które są ograniczone do standardowych rozmiarów, spawanie belek H może być dostosowane pod względem wysokości, szerokości i grubości, oferując elastyczność, której nie mogą zapewnić walcownie na gorąco.
Ta zdolność adaptacji sprawia, że belki spawane są solidnym wyborem dla konstrukcji morskich i przybrzeżnych, głębokich fundamentów, systemów oporowych, mostów i ciężkich ram przemysłowych, gdzie duża nośność i dostosowane wymiary mają kluczowe znaczenie.
Niniejszy przewodnik wyjaśnia, czym są spawane belki typu H, jak są produkowane, dlaczego są preferowane w niektórych zastosowaniach i jak wypadają w porównaniu z innymi typami belek stalowych.
Kluczowe zalety spawanych belek stalowych typu H
1. Konfigurowalne wymiary
Największą zaletą spawanych belek dwuteowych jest ich elastyczność projektowa. Inżynierowie mogą określić wysokość belki, szerokość kołnierza oraz grubość środnika i kołnierza zgodnie z wymaganiami projektu. Pozwala to na tworzenie belek o dużej nośności lub mniejszej ilości surowców w celu oszczędności kosztów. Spawanie belek stalowych typu H zapewnia elastyczność wykraczającą poza to, co jest dostępne w przypadku belek stalowych typu H walcowanych na gorąco.
Przykład: W ścianach kombinowanych nabrzeża można zwiększyć szerokość górnej półki, aby zwiększyć szerokość systemu, a poprzez dostosowanie grubości półki i środnika można dostosować wydajność belki. Umożliwia to dopasowanie, a nawet przewyższenie wydajności profili walcowanych na gorąco, często w bardziej ekonomiczny sposób.
2. Wysoka stabilność strukturalna i nośność
Poprzez dostosowanie grubości i szerokości blach, spawane belki dwuteowe mogą być zaprojektowane do przenoszenia znacznych obciążeń pionowych i bocznych, dzięki czemu nadają się do wymagających projektów. Spawanie umożliwia produkcję bardzo dużych belek bez konieczności stosowania specjalistycznych walcarek. Sprawia to, że spawanie jest preferowanym rozwiązaniem w przypadku ponadwymiarowych wymiarów.
3. Optymalizacja materiałów
Inżynierowie mogą projektować stalowe belki typu H specjalnie dla miejsc, w których występują największe naprężenia, z grubszymi kołnierzami do zginania i cieńszymi środnikami w celu zmniejszenia masy, co prowadzi do bardziej wydajnej i opłacalnej konstrukcji. Jest to szczególnie cenne w przypadku projektów, w których wykorzystanie materiałów musi być zoptymalizowane ze względu na wagę lub względy zrównoważonego rozwoju.
4. Bardziej przewidywalne czasy realizacji
Spawanie wydłuża czas produkcji, ale pozwala uniknąć ograniczonych harmonogramów walcowania w walcowniach, zwłaszcza w przypadku belek ponadgabarytowych. To sprawia, że są one praktycznym wyborem, gdy dostawy walcowanych na gorąco są ograniczone lub gdy szybko wymagane są niestandardowe rozmiary.
Zastosowania spawanych dwuteowników
Systemy fundamentów i pale królewskie w ścianach kombinowanych
Spawane pale H są powszechnie stosowane jako pale królewskie w systemach ścian kombinowanych, zwłaszcza w ścianach nabrzeży i konstrukcjach oporowych z grodzic. Ich wysoka sztywność na zginanie i możliwość łączenia z blokadami sprawiają, że idealnie nadają się do głębokich fundamentów.
Konstrukcje morskie i przybrzeżne
W morskich fundamentach kratownicowych (jacket) stosuje się spawane belki dwuteowe:
- Stężenia ukośne i pionowe w fundamentach kratownicowych (jacket).
- Połączenia węzłowe, pale przypodłogowe i elementy przejściowe.
- Odporność na ciśnienie: wytrzymuje cykliczne obciążenia falami i wiatrem w trudnych warunkach morskich.
Roboty mostowe i infrastrukturalne
Spawane na zamówienie belki dwuteowe służą w:
- Dźwigary mostowe i podpory wiaduktów, gdzie wymagane są niestandardowe przęsła
- Konstrukcje podsuwnicowe i oczepy pali o dużej koncentracji obciążeń
- Nadaje się do stref sejsmicznych dzięki dostosowanemu stosunkowi sztywności do masy
Wsparcie dla przemysłu ciężkiego i sprzętu
Ramy stalowe dla:
- Rafinerie i zakłady chemiczne
- Podstawy pod ciężkie maszyny wymagające obciążenia punktowego
- Stojaki na rury, modułowe płozy i platformy przemysłowe
Proces spawania wiązką H
Proces produkcji obejmuje cięcie, montaż i spawanie konstrukcji stalowych w kształcie litery H. Oto podział:
Proces produkcji spawanych dwuteowników
Produkcja spawanych belek H obejmuje następujące etapy:
1. Cięcie płyt:
Blachy stalowe z wysokogatunkowej stali są przycinane do żądanych wymiarów środnika i kołnierza za pomocą maszyn CNC do cięcia płomieniowego lub plazmowego.
2. Fazowanie i przygotowanie:
Krawędzie są fazowane w celu przygotowania do głębokiego spawania i zminimalizowania wad spawalniczych.
3. Montaż i Spawanie:
Płyty są wyrównywane w systemie jig, aby zapewnić wysoką precyzję i prostopadłość przed spawaniem. Trzy części (2 kołnierze i 1 środnik) są montowane i sczepiane, a następnie łączone za pomocą spawania łukiem krytym (SAW) lub spawania MIG/MAG, w zależności od specyfikacji.
Preferowaną metodą jest automatyczne spawanie łukiem krytym (SAW):
- Głębokie spawanie
- Wysoka szybkość osadzania
- Stała jakość spawania
Spawanie przebiega zazwyczaj wzdłuż obu połączeń kołnierza z taśmą.
4. Prostowanie i łagodzenie naprężeń:
Prostowanie po spawaniu i opcjonalna obróbka cieplna eliminują zniekształcenia i zmniejszają naprężenia szczątkowe.
5. Wiercenie i Obróbka mechaniczna (jeśli wymagane)
Otwory na śruby, wycięcia i płyty łączące są obrabiane zgodnie z rysunkami warsztatowymi.
6. Obróbka powierzchni
Belki są czyszczone (np. piaskowanie SA 2.5) i pokrywane podkładem lub powłoką antykorozyjną zgodnie z wymaganiami projektu.
7. Znakowanie i testowanie
Badania nieniszczące (NDT), takie jak UT, MT lub RT, są często wykonywane zgodnie z normą EN 1090-2 EXC3/EXC4 dla krytycznych zastosowań.
Normy dotyczące produkcji i Spawania
Spawane belki dwuteowe są produkowane zgodnie z:
- EN 1090-2 (Wykonywanie konstrukcji stalowych)
- ISO 3834-2 (Wymagania dotyczące jakości spawania)
- AWS D1.1 lub EN ISO 5817 dla jakości spawania
Kontrola jakości obejmuje:
- Badania ultradźwiękowe (UT) spawów
- Kontrole wymiarów
- Certyfikaty badań materiałowych (MTC)
- Dokumentacja WPS i WPQR
Dlaczego warto wybrać belki dwuteowe spawane zamiast walcowanych na gorąco?
Spawanie belek dwuteowych to najlepsze rozwiązanie, gdy standardowe profile nie wystarczają. Niezależnie od tego, czy projektujesz most w strefie sejsmicznej, ścianę nabrzeża do rozbudowy portu, czy złożoną ramę podstacji morskiej, spawanie belek zapewnia:
- Możliwość dostosowania wymiarów w celu zoptymalizowania wytrzymałości i masy jednostkowej
- Zgodność z rygorystycznymi wymaganiami inżynieryjnymi
- Zgodność z globalnymi standardami projektowymi
- Odporność na trudne warunki morskie i przemysłowe
Dzięki możliwości zaprojektowania każdej sekcji tak, aby spełniała unikalne wymagania dotyczące obciążenia, spawane belki dwuteowe oferują niezrównaną wydajność i wartość – zapewniając, że Twoje konstrukcje są zarówno bezpieczne, jak i zoptymalizowane pod względem ekonomicznym.
Powiązane produkty od Aema Stal
- Spawane pale H
- Systemy ściągów stalowych
- Gorącowalcowane grodzice typu U
- Gorącowalcowane grodzice typu Z
- Rury stalowe jako pale
Skontaktuj się z nami już dziś, aby otrzymać ofertę dostosowaną do Twojego nadchodzącego projektu.
