Оборудование для изготовления сварной сетки
Сварная сетка для армирования железобетонных изделий – это продольные и поперечные связи из проволоки или арматурной стали, соединенные посредством контактной точечной сварки. Казалось бы, незатейливость продукта не предполагает долгих разговоров о технологиях и оборудовании для его производства.
В каждой более-менее индустриально развитой стране есть свои производители сеточного оборудования. Однако, компаний-производителей, активно работающих на мировом рынке, поставляющих свои машины на все континенты, за исключением разве что Антарктиды, наберется не более пяти.
Конкурируют эти компании не только между собой, но и с компаниями второй лиги, стремящимися выйти на мировой рынок, а также с национальными производителями, постепенно накапливающими технологический, организационный и торговый опыт. Конкуренция в этой среде довольно острая (где она, впрочем, сегодня не такова?) и обусловлена, очевидно, высоким спросом на товар, производимый на этом оборудовании.
Дело в том, что сварная сетка является универсальным элементом армирования, и интерес к ней со стороны строителей и проектировщиков повышается с каждым годом. Действительно, оперируя диаметрами продольных и поперечных связей, их количеством или, иначе говоря, шагами между ними (которые могут быть постоянными либо переменными) можно изменять несущую способность железобетонного изделия или конструкции. Сетка может служить заготовкой для производства объемных каркасов для стеновых панелей, перекрытий, фундаментов, балок и опор, т.е. наиболее распространенных железобетонных изделий. На некоторых современных европейских заводах ЖБИ в принципе отсутствует арматурный цех, вернее сказать, состоит он лишь из автоматической линии, производящей объемные каркасы на основе сварной сетки.
Таким образом, тема для разговора все-таки вырисовывается. В рамках этой статьи будут изложены технологические особенности производства сварной сетки, рассмотрены узлы сварочных линий, даны рекомендации по выбору типов машин в зависимости от вида сварной сетки, подчеркнуты важные моменты при выборе оборудования и поставщика, а также кратко охарактеризованы предложения производителей сеточного оборудования, присутствующих на нашем рынке. Несомненно, наиболее интересным для читателя форматом статьи был бы сравнительный технико-экономический анализ решений различных производителей оборудования в привязке к техническому заданию на производство сетки определенного ассортимента и количества. Однако, такой труд был бы возможным только при условии фактической одновременной реализации таких проектов и последующего доступа к экспериментальным данным, что объективно представляется невозможным. Информация о том, что собственник покупал, и что он фактически купил (в плане производимого на этом оборудовании продукта), как правило, стен предприятия не покидает. Такое положение дел исключительно на руку недобросовестным производителям и поставщикам, пользующимся неосведомленностью покупателя, который часто, по непонятным для нас причинам, с ней и не особо желает расставаться. Быть может, в будущих номерах журнала данная тема получит продолжение в виде оригинальных статей от производителей сеточного оборудования, предметно заявляющих о преимуществах определенных узлов своих машин, новых разработках, дающих заказчику определенную выгоду – в производительности, в удобстве обслуживания и наладки, в себестоимости производимой продукции и т.д.
Материал
О проволоке и арматуре, из которых могут производиться сварные сетки, используемые для армирования железобетонных конструкций, можно узнать из соответствующих нормативных документов (для Белоруссии: арматура ненапрягаемая для армирования железобетонных конструкций по СТБ 1704-2006; для России: ВР-1 по ГОСТ 6727-80; арматура горячекатаная A500 С по ГОСТ 5781-82, арматура холоднодеформированная по ГОСТ Р 52544-2006, ТУ 14-1-5573-2008; для Украины – ДСТУ 3760-98 ).
Тип исходного материала: в бухтах/мотках или мерных прутках – определяет важнейшие характеристики производства сварной сетки: производительность, время перенастройки на новый продукт, площадь производства и, в конечном счете, себестоимость продукции.
В последние годы холоднотянутая проволока ВР-1 диаметром 3; 4; 5 мм (поставляемая обычно в мотках весом до 1000 кг) активно вытесняется с рынка производства сварной сетки холоднодеформированной арматурой В500, изготавливаемой в бухтах в диапазоне диаметров до 4,5 до 12 мм с шагом 0,5 мм. Обусловлено это несколькими причинами. Прежде всего, ВР-1 уступает В500 по механическим свойствам: обычно ВР-1 не выдерживает более одного сгиба по 90 градусов, т.е. при ее использовании на автоматических сварочных линиях количество разрывов может достигать 30-50 за смену. В500 может производиться в мотках весом до 3200 кг, что значительно сокращает простои оборудования на загрузку нового материала. Кроме этого, В500 позволяет производителю сетки экономить на материале за счет производства/покупки арматуры с минусовыми допусками и отгрузки сварной сетки в метрах квадратных, а не на вес. Производить холоднодеформированную арматуру диаметром 4 мм мешает отсутствие на рынке предложения на подкат диаметром 5,2 мм. Очевидно, как только это произойдет, позиции ВР-1 еще более ослабнут. Что касается преимуществ арматуры В500 перед А500, то помимо возможности производства с минусовыми допусками, она характеризуется лучшей пригодностью для автоматического процесса производства сварной сетки. Она лучше разматывается на больших скоростях, что увеличивает производительность линии, а также при ее применении понижается расход электроэнергии. Использование В500 также благоприятно сказывается на расход электродов (один комплект на сварочную машину стоит порядка 100-120 тысяч рублей).
Бухты В500 имеют рядную намотку, что позволяет их легко разматывать, применяя стандартные размотчики зарубежных сеточных линий. Для размотки ВР-1 и А500 (если, например, сварочная линия рассчитана на диапазон 3-8 мм) машина должна быть укомплектована двумя комплектами корзин или универсальными корзинами размотчиков, т.к. моток ВР-1 отличается от бухты В500 высотой, внутренним и наружным диаметром, весом, а также типом намотки. Так, горячекатаная арматура гарантированно разматывается на высокой скорости только сверху, т.е. во избежание затяжки проволока верхнего ряда должна уходить от бухты под углом вверх, что обеспечивается применением амортизационного рычага, служащего также для своевременного аварийного останова машины в случае затяжки бухты или образования петли. Сверху следует разматывать и ВР-1, если речь идет о подаче поперечной проволоки, т.к. такая подача происходит на скорости, многократно превосходящей скорость размотки бухт продольной проволоки. Необходимо также принять во внимание, что горячекатаная арматура наматывается нашими металлургическими комбинатами в разные стороны (против и по часовой стрелке), поэтому для размотки бухтовой арматуры требуется применять универсальные размотчики, подходящие для любого типа намотки.
Меньшее электропотребление связано с тем, что горячекатаная арматура в процессе ее производства приобретает винтовое кручение. Если в позиции сварки продольные и поперечные прутки оказываются в положении соприкосновения ребрами, то для их сварки требуется один уровень сварочного тока. Если же продольный и поперечный прутки соприкасаются не ребрами, а плоскостями, то для должного проплавления требуется больший сварочный ток. Т.е. машина вынуждена работать на больших сварочных токах, чтобы избежать дефекта непроплавления. Оборудование для производства холоднодеформированной арматуры стоит порядка 40-50 % от стоимости развитой автоматической сварочной линии, т.е. доступно крупным производителям сетки.
Как сказано выше, в качестве исходного материала для производства сварной сетки для армирования железобетонных конструкций может использоваться как бухтовая арматура, проволока в мотках, так и стержневая арматура/ проволока в прутках. Легкая сетка производится из арматурной проволоки диаметром 3; 4; 5 мм, поставляемой в мотках. Тяжелая сетка из горячекатаной арматуры А500 диаметром 6-12 мм, холоднодеформированной арматуры В500С диаметром 4,2-12 мм может производиться как из стержневой, так и из бухтовой арматуры.
В обоих случаях при использовании бухтовой или стержневой арматуры процесс производства сетки может быть полностью автоматизирован, что подразумевает в первую очередь автоматическую беспрерывную подачу исходного материала к сварочному порталу. На практике же автоматическое производство легкой сварной сетки осуществляется из мотков/бухт, а тяжелая сетка варится на автоматах или полуавтоматах.
Здесь важно заметить, что достижение такой автоматической линией годовой производительности, заявляемой изготовителем оборудования, возможно лишь при условии грамотного планирования всего производства. Чем реже автомат останавливается, тем эффективней производство. Простои же обусловлены остановкой оборудования для замены бухт и стыковой сварки проволоки/ арматуры устанавливаемой бухты с предыдущей; перенастройки линии на производство нового продукта; регламентного обслуживания.
На современном оборудовании сварная сетка 6 х 2,4 м из арматуры диаметром 10 мм, при ячейке 200 х 200 мм будет производиться не дольше 40 сек. Т. е. скорость размотки каждой продольной проволоки составит около 9 м/мин. Исходя из веса погонного метра арматуры диаметром 10 мм в 0,617 кг и веса бухты 2 т, получаем, что за две 8-ми часовые смены расход на одной нитке составит 2,67 бухты. При этом надо учитывать, что бухты не заканчиваются одновременно, т.е. при наличии 12 размотчиков линию придется остановить 24 раза. Во избежание этого линия останавливается при завершении первой бухты для смены всего комплекта продольных бухт. Процесс замены всех бухт занимает одну смену. Такой прием позволяет минимизировать простой машины и выполнять большие заказы в срок, но ведет к новой проблеме – накоплению остатков бухт с неизвестной длиной.
Вообще, только из-за необходимости останавливать автоматическую линию для заправки новым материалом, ее производительность может быть ниже заявляемой производителем на 25-50 %.
Таким образом, потери в производительности автоматической линии из-за необходимости смены материала значительны и должны обязательно браться в расчет.
Именно по этой причине ведущие производители сеточных машин стали внедрять систему автоматической смены подаваемой поперечной арматуры. Для вышеприведенной сетки общая длина продольных связей (72 метра) равна общей длине поперечных связей. Но продольных бухт в 12 раз больше, соответственно, и скорость подачи поперечной арматуры будет в 12 раз выше и составит около 108 м/мин, что равнозначно средней скорости современной правильно-отрезной машины. Суть системы автоматической замены поперечной проволоки сводится к тому, что сварочная линия оснащена двумя размотчиками и двумя каналами подачи поперечной проволоки. По окончании бухты и получении сигнала от датчика на размотчике, машина автоматически останавливается. Конец поперечной проволоки автоматически выводится из зоны сварочного портала и правильного блока посредством реверсивного хода подающих роликов. Позицию подачи занимает канал, подающий проволоку от второго размотчика.
При использовании в качестве исходного материала арматуры/проволоки, выпрямленной и нарезанной в размер, потребность в периодическом останове машины для загрузки нового материала значительно ниже. Для обеспечения безостановочной работы магазин подачи поперечной арматуры может быть оснащен дополнительным предварительным магазином, который заполняется без останова линии и по мере надобности загружает арматуру в основной магазин. В свою очередь, подача арматуры в предварительный магазин может быть организована непосредственно от правильно-отрезной машины. Часто применяется комбинация, при которой в качестве продольных связей сетки используется проволока/арматура в прутках, а поперечные связи подаются из бухты. Автоматизация подачи продольных связей сетки при использовании мерной арматуры за счет применения магазина (как для поперечной проволоки) ограничивается повышенной склонностью арматуры большей длины к спутыванию и защемлению при подаче из магазина. Поэтому наиболее распространенным полуавтоматическим вариантом подачи мерной продольной арматуры является ее подача с предварительного стола, где она располагается навалом. Между торцом стола и блоком роликовой подачи обеспечивается расстояние, достаточное для свободного прохода человека. Рабочий вручную, до упора заправляет концы стержней в блок роликовой подачи и нажимает кнопку для дальнейшей автоматической подачи прутков к сварочному порталу. При этом следующая партия продольных прутков может заправляться, как только концы прутков предыдущей партии выйдут из рабочей зоны роликов.
Таким образом, к моменту производства предыдущей сетки, большая часть или все продольные прутки могут быть уже установлены рабочим в исходную для автоматической подачи позицию (заправлены в ролики блока подачи). Так, в данном случае (сетка 6х2,4 м, ячейка 200х200 мм) рабочий имеет 40 секунд для заправки 12 продольных прутков. Теоретически и даже практически, обладая определенной сноровкой, это возможно, но в течение всей смены такой темп явно выдержать невозможно. В случае более мелкой ячейки сварной сетки, количество продольных связей увеличивается, но и время производства сетки также возрастает. Производство сетки 6 х 2,4 м, с ячейкой 100 х 100 мм занимает около 1 минуты. Рабочему для производства этой сетки требуется заправить 24 продольных прутка. Для подачи каждого прутка оператору требуется взяться за конец одного из прутков, лежащих навалом на предварительном столе, протащить вперед примерно на метр и вставить до упора в канал подачи. Это несложная операция, однако, она может производиться рабочим с различной скоростью. Таким образом, производительность полуавтомата определяет скорость загрузки материала. Ввиду того, загрузка осуществляется вручную, производительность полуавтоматической машины напрямую зависит от человеческого фактора. Надо отметить, что положительным моментом здесь является возможность в два раза поднять производительность полуавтомата и фактически сравнять ее с производительностью автоматической линии за счет привлечения второго рабочего на подачу продольных прутков (каждый из рабочих начинает заправку с середины стола). Такой вариант, особенно в строительный сезон, часто применяется. Очевидно, что привлечение еще большего числа рабочих никакой эффективности уже дать не может. Из этого следует вывод, что теоретическая производительность полуавтомата и автомата может быть вполне сопоставима, если производить сравнение в течение одной смены без перехода на новый продукт. Если производство сетки ориентировано на заказы малых партий, то эффективность полуавтомата в этом случае значительно выше, т.е. перенастройка его на новый продукт осуществляется много быстрее. При правильном планировании производства и четкой организации работы между отделом продаж и производством, время на переход для производства изделий из проволки других диаметров может быть минимальным. На стол предварительной подачи в принципе может подаваться точное количество продольных прутков, требуемых для изготовления очередной партии сетки и заготовленных заранее на правильно-отрезном станке.
Полуавтоматические машины применяются, как правило, для производства тяжелой сетки (из арматуры диаметром выше 6 мм). Для меньших диаметров проволоки/арматуры много эффективней использование автоматов, особенно при наличии возможности использовать мотки весом 2-3 тонны, т. к. это позволяет минимизировать количество остановов оборудования.
Что касается площади производства, то автоматическая сварочная линия для производства сетки 6 х 2,4 м, способная производить изделия с минимальным продольным шагом 50 мм, т. е. оснащенная 48 размотчиками, занимает в длину порядка 55 метров (с выводным 6 метровым конвейером после штабелеукладчика для вывода штабеля в зону отгрузки), по ширине – 10-12 метров. Полуавтомат под такую же сетку, включая предварительный стол для продольной стержневой арматуры, занимает около 30 метров. Для обеспечения полуавтомата исходным материалом требуются две правильно-отрезных машины длиной 12 метров, которые логично располагать параллельно друг другу перед столом предварительной загрузки. Таким образом, комплект оборудования для полуавтоматического производства сварной сетки занимает по длине на 12-15 метров меньше. Экономия по площади составит около 150 м?. Здесь важно подчеркнуть, что требуемая на производстве сетки площадь под исходный материал, бухтовой или стержневой, может быть равна или даже превышать площадь, занимаемую оборудованием.
Из вышесказанного можно сделать вывод, касающийся выбора исходного сырья. При организации производства сварной сетки следует ясно представлять задачи этого производства – на выпуск какого продукта: кладочной, дорожной сетки; для армирования плит/перекрытий из сборного железобетона; тяжелой сетки для монолитных перекрытий, полов – и под какой рынок/спрос оно ориентировано. Ответ на этот вопрос: какую сетку, в каком количестве, ассортименте и по какой себестоимости вы хотите производить – позволит вам принять верное решение в выборе исходного сырья и определиться не только с типом оборудования, но и производителем последнего.
Автор: Андрей Морисов | 27 Марта 2011
