Энергетика России представляет собой одну из крупнейших и наиболее сложных в мире систем, которая обеспечивает жизнедеятельность страны, её промышленность и население. По сути, это фундамент нашей экономики, от эффективной работы электростанций зависит успех как промышленности, так и наше бытовое счастье. Внимательный читатель моего блога знает, что энергетику я очень люблю, лично посетил уже почти 150 различных электростанций. Были в моей практике и ТЭЦ, и АЭС, ВЭС и СЭС и, конечно же, целая солянка гидроэлектростанций. Но мало энергию добыть, её же надо ещё доставить до потребителя. Так вот наиболее заметный и самый дорогостоящий элемент линии электропередачи - это её опоры. Производство их - дело весьма непростое. Тут нужны не только масштабы самого производства, но и знатные компетенции сотрудников, богатый опыт и знания. Именно такой завод я и покажу сегодня. Наш герой - МуромЭнергоМаш. О себе они пишут, что их миссия обеспечить будущее отрасли, соединяя города и регионы прочными и инновационными решениями, беречь традиции отечественного инженерного дела и воплощать в жизнь самые смелые идеи. МуромЭнергоМаш - надёжная опора будущего! Смело! Проверим вместе?
Свою историю предприятие ведёт с 2010 года, причем изначально оно создавалось как взрослое, с полным циклом производства, со своим конструкторским бюро, не забыли и про такой важный вопрос, как собственную оцинковку. Сегодня МуромЭнергоМаш - это надежный производитель многогранных и решетчатых оцинкованных опор линий электропередачи, опор освещения и контактных сетей, а также мачт сотовой связи, молниеотводов, да и других инженерных металлоконструкций по запросам клиентов.
Завод большой и важный, сразу видно - упакован в достатке. А все начинается с металла. Его принимают, проверяют и в объятия умных станков тут же отправляют, где его уже режут и всячески гнут. Опоры воздушных линий электропередач (ВЛ) здесь изготавливают из конструкционных углеродистых и низколегированных сталей.
Заготовительных цех.
Пока идут подготовительные работы, начнем, пожалуй, с матчасти. Итак, откуда пошла опорная страна, какие вообще бывают опоры линий электропередачи (ЛЭП). Снаружи все выглядят просто: стоят себе столбы, держат провода - что тут ещё обсуждать? А они действительно бывают очень разными как по материалу, из которых они изготовлены, так и для каких задач они нужны. Местоположение, город или чистое поле, где линия поворачивает, какие нагрузки испытывает, какие препятствия пересекает и т.д.
Линия по обработке уголка. Этой линии всего год, но уже себя хорошо зарекомендовала.
Опоры линий электропередачи появились вместе с развитием электрических сетей в конце XIX века. Первые деревянные столбы использовались для передачи телеграфных сигналов, а затем стали основой для прокладки электрических линий. С развитием энергетики и увеличением потребности в передаче электроэнергии на большие расстояния опоры ЛЭП эволюционировали.
Ещё одна линия по обработке уголка, только чуть поменьше.
Машина плазменной резки в действии.
Впервые, согласно истории, передачу электрического сигнала на расстояние осуществил в 18 веке аббат Ж. А. Нолле, который провел соответствующий эксперимент. В ходе эксперимента двести монахов из Картезианского монастыря по указанию автора исследования взяли в руки металлический провод и образовали линию длиной больше мили. Тогда любознательный аббат, исследовавший электричество, разрядил электроконденсатор на провод, который они держали в руках. Это позволило доказать существование электричества в целом, а также проверить скорость распространения его по металлическому проводу. Конечно, тогда мученики в монастыре даже не подозревали, что стали в итоге первой в истории линией электропередачи. Далее в 1874 году в России инженер Пироцкий Ф. А. внес предложение применять для проведения электрической энергии рельсы на железной дороге. Это позволило пустить по рельсам-проводникам небольшие вагончики, что решило бы проблему развития городского транспорта, но это оказалось в итоге очень опасно для пешеходов.
Уже в 1890 году ученые заметили, что куда практичнее и эффективнее строить электростанции около гидро- или топливных ресурсов. Уже в том же году, 1890-м, в Пушкино запустили электростанцию однофазного тока, а Царское Село было названо «первым городом в Европе, который было исключительно освещен электричеством». Однако тогда же возникла проблема необходимости передачи электричества от удаленных населенных пунктов к крупным промышленным городам, чтобы обеспечить их питанием от электросетей.
Поскольку расстояния между опорами в былые годы были невелики, 50-70 метров, наиболее часто использовались деревянные столбы с железными крючьями или горизонтальными консолями - траверсами. В 1904 году для электроснабжения шахт в мексиканском штате Гуанахуато была построена одна из первых в мире линий, на которой использовались только металлические опоры. Опоры для этой линии были закуплены у американской компании Aeromotor Windmill, производившей ветряные мельницы. Применение металлических опор на линии Замора-Гуанахуато вызвало существенный интерес в среде инженеров-электриков. В 1904-06 годах в США было сооружено ещё несколько линий с опорами аналогичной конструкции. Немаловажным фактором, поспособствовавшим распространению металлических опор, стало изобретение подвесных изоляторов.
В условиях бурного развития электрических сетей в 1910-20-х годах выделились два основных подхода к конструированию металлических опор: американский и немецкий. В начале XX века США было создано множество различных видов опор, но, в основном, американский подход заключался в применении пространственных конструкций с широким основанием, составленных из стержней (уголков) сравнительно малых (по сравнению с европейскими конструкциями) сечений. Немецкий подход предполагал использование узких квадратных в плане стоек с основанием, помещённым на один массивный, компактный фундамент. В 1920-30-х годах опоры немецкого типа, также называемые «узкобазными», применялись при длине пролёта до 200 метров и получили значительное распространение в Европе, так как позволяли сократить расходы на отчуждаемую землю.
В Российской Империи первые линии электропередачи 30 кВ стали строиться Обществом «Электропередача», в планы которого входило развёртывание в Богородском уезде Московской губернии местной высоковольтной распределительной сети для снабжения близлежащих частных фабрик. С самого начала было решено использовать для всех линий металлические опоры, но первую линию 30 кВ Электропередача - Зуево по ряду причин пришлось строить на деревянных опорах. Примерно, через год, в 1914 году, была построена вторая линия - на деревню Большие Дворы, на которой, как и на всех последующих, были применены уже только металлические опоры. Значительная часть линий Общества проходила по частным владениям, и за аренду земли под опоры взималась плата, из-за чего при рассмотрении конструкций было решено остановиться на опорах немецкого типа, занимавших меньшую площадь, чем американские. Опоры производились заводом Гюжона в Москве (ныне «Серп и Молот»), доставлялись в Богородский уезд в разобранном виде на платформах по Нижегородской железной дороге, а затем развозились по трассе на лошадях.
Следующая веха в нашей истории - это, конечно же, план ГОЭЛРО, который подразумевал мощную электрификацию всей страны. План ГОЭЛРО, составленный в 1920 году под руководством бывшего петербургского монтера по ЛЭП и кабельным сетям, в будущем академика Г.М. Кржижановского, заставил развиваться все виды электротехники. Согласно ему, должно было быть построено двадцать тепловых и десять гидроэлектрических станций суммарной мощностью 1 миллион 750 тысяч кВт. Именно на германский и американский опыт ориентировались отечественные инженеры при создании металлических опор ЛЭП для этой истории. Да, опять всё буржуи на высоте. Года идут, а нам всё иностранные бусы нравятся, хотя картина в последние годы стала и правда сильно меняться. Металлические опоры для линий электропередачи ГОЭЛРО изготавливались разными механическими заводами, наиболее крупные из них: ленинградский завод «Стальмост», «Серп и Молот» и «Парострой» в Москве, Краматорский завод в Донбассе.
Существенное влияние на выбор опор, особенно на первых порах, оказывала нехватка металла: металлические опоры старались применять для строительства лишь наиболее ответственных линий, или только в качестве анкерных или угловых. Даже на самой первой в СССР линии 115 кВ Каширская ГРЭС - Москва из-за дефицита металла пришлось применить только деревянные опоры. Важным моментом в истории отечественных линий электропередачи стало строительство в 1924-25 годах линии ШГЭС - Москва. Это была первая в СССР ЛЭП 115 кВ, на которой использовались двухцепные металлические опоры. В связи с тем, что в 1930-х годах в СССР шло освоение заводской сборки опор с применением сварки, к 1933 году появились сварные модификации опор шатурского типа. Сварные опоры имели аналогичное с заклёпочными технологическое членение, что позволяло применять при строительстве линий одинаковую оснастку и шаблоны и было удобно с точки зрения транспортировки.
В 1927 году началось строительство Нижнесвирской ГЭС в Ленинградской области. Для передачи энергии реки Свирь в Ленинград предстояло соорудить самую длинную и самую мощную в СССР ЛЭП. Хотя во время строительства линии Свирь-Ленинград уже существовала возможность изготовить опоры с применением сварки, из-за особой важности линии и из соображений надёжности все опоры были выполнены с использованием заклёпок. Линия электропередачи Свирь-Ленинград пережила Великую Отечественную войну, большинство её изначальных опор сохранились и продолжают эксплуатироваться по сей день. Первые годы ГОЭЛРО, отмеченные интенсивным строительством ЛЭП разных классов напряжений с использованием самых разнообразных технических решений, были очень важны для накопления опыта проектирования и сооружения высоковольтных линий. Славная история отечественного опоростроения продолжается на наших глазах, как раз отличный пример МуромЭнергоМаш.
ОТК не дремлет, брак не пройдет.
Заводское творчество.
Поработав с металлом, его отправляют на большой листогибочный пресс Colly (Франция). Их тут два таких, работают в связи, что позволяет работать с листами до 12 метров. Их мощь позволяет спокойно сгибать листы до 40 мм толщиной. Каждый пресс обладает усилием под тысячу тонн.
Чеботаев Евгений, уже более 17 лет работает на заводе, собственно, он и курирует данный пресс.
Согнутые на прессе заготовки далее поступают на участок сварки.
Операция сварки внутренних швов. На прессе согнули, а тут предварительно сварили.
Окончательная проварка шва осуществляется на вот такой портальной установке.
Сварка под флюсом - это высокопроизводительный метод дуговой сварки. Его ключевая особенность в том, что зона горения дуги и сварочная ванна полностью изолированы от воздуха слоем гранулированного флюса. Перед дугой по линии шва насыпается слой гранулированного флюса. Тепло дуги плавит его: образуется жидкий шлак, который всплывает на поверхность сварочной ванны, и защитный газовый пузырь вокруг дуги. Расплавленный металл (проволока + часть основного металла) образует сварочную ванну. По мере перемещения дуги ванна кристаллизуется под защитой флюса, тем самым формируется шов.
Смотрите, какая красота получается.
По материалу изготовления опоры бывают. Самыми простыми являются деревянные. Их часто применяют на линиях низкого и среднего напряжения (до 35 кВ, иногда до 220 кВ в отдельных регионах). Они недорогие, относительно лёгкие и простые в монтаже, правда, имеют ограниченный срок службы. Железобетонные - широко используются на линиях разного напряжения (в России - «золотой стандарт» для многих распределительных сетей 0,4–500 кВ). Они долговечны, стойки к атмосферным воздействиям, не ржавеют. Но главный их минус - большой вес, что усложняет транспортировку и монтаж. И наконец, металлические (стальные), о которых и идет речь сегодня. Их чаще выбирают для линий высокого и сверхвысокого напряжения (35 кВ и выше), а также в сложных условиях (сильный ветер, сложный рельеф). Такие опоры прочны, при качественной защите (например, оцинковке) служат долго. По конструкции бывают решётчатыми (фермными) и многогранными (полые стальные стволы с гранями).
Когда речь идёт о передаче электроэнергии на большие расстояния, экономия на опорах оборачивается миллионными потерями. Решётчатые конструкции - это тип опор, который гарантированно выдерживает экстремальные нагрузки при минимальных эксплуатационных затратах. Это такие пространственные каркасы из угловой стали для высоковольтных линий напряжением до 500 кВ, обеспечивающие максимальную прочность при минимальном весе конструкции. Они бывают: Промежуточные (основа любой ВЛ, поддерживают провода на прямых участках), Анкерные (ограничивают участки при механических напряжениях), Угловые (обеспечивают поворот трассы до 30° без дополнительных нагрузок), Концевые (завершают линию с максимальной надёжностью крепления) и Транспозиционные (специального назначения, предназначенными для использования в точках ответвлений от основной воздушной линии или при смене порядка проводов. Такие опоры применяются в регионах с повышенной ветровой нагрузкой, а также в местах пересечения с другими ЛЭП).
Многогранные опоры - это полые усеченные пирамиды с многогранным сечением из листовой стали для ВЛ 10-500 кВ, сочетающие архитектурную эстетику с превосходными эксплуатационными характеристиками. В больших городах чаще всего их и ставят. Они компактные, аккуратные и позволяют совмещать ЛЭП с опорами освещения. Многогранные опоры не портят ландшафт, а интегрируются в архитектуру современного города. Возможность дизайнерских решений и цветовых покрытий делает их единственным выбором для престижных районов. Именно такие опоры являются коньком завода.
Решётчатые опоры обычно дешевле по цене за килограмм, но их многоэлементная конструкция усложняет монтаж. Многогранные - дороже в производстве, зато проще в сборке. Ещё важный момент транспортировка. Решётчатые опоры едут как набор уголков и профилей - занимают много места по габариту. Многогранные опоры поставляются секциями до 12 м, и верхние секции можно вложить внутрь нижних. В результате в один полуприцеп или полувагон помещается больше опор. На дальних перевозках это даёт заметную экономию, особенно по сравнению с неразборными крупногабаритными конструкциями.
Многогранные опоры - конструкции XXI века - это математически точное инженерное решение, где каждая грань работает как ребро жёсткости, распределяя нагрузку оптимальным способом. Пустотелый конус с 8 или 16 гранями - не просто дизайн, а научно обоснованная геометрия, которая обеспечивает максимальную прочность при минимальном весе материала. Многогранные опоры МуромЭнергоМаш - это не просто эволюция в энергетическом строительстве, это технологический скачок, который меняет правила игры. По функциональному назначению бывают: Промежуточные, Анкерные, Угловые, Ответвительные (создают отводы от основной магистрали) и Переходные.
Ух ты, и тут я частичку Перми нашел. А про этот завод я даже не знал, век учусь, век по нашим заводам в поисках истины мне ездить :).
Мы все ближе к финишу. Конструктивно наша опора почти готова. Теперь на нее надо одеть доспехи, вернее, защиту методом оцинковки.
На заводе работают более 400 сотрудников. Вот, например, Влад, пришёл на завод чуть больше года назад, и ему здесь всё нравится. Сейчас работает на сваркой опоры для нашего нефтегаза.
Чтоб придать металлу дополнительную прочность его оцинковывают. Горячее цинковое покрытие считается наиболее эффективным способом защиты металлоконструкций от коррозии. Изделия, прошедшие такое SPA, могут служить верой и правдой до 50 лет без видимых коррозионных повреждений и ремонта цинкового покрытия. Для этого дела на заводе МуромЭнергоМаш есть чудо линия высокоскоростного горячего оцинкования металла от фирмы Western Techologies inc (США).
Мощности предприятия позволяют выпускать до 40 тысяч тонн продукции в год.
Если упростить длинную технологическую карту, цинкование проходит следующим образом. Нашим изделиям нужно преодолеть несколько этапов. Первым делом происходит обезжиривание (на этом этапе смывается масло, смазки, грязь), далее наступает пора травления (с помощью кислоты снимается ржавчина и окалина), после чего изделие надо промыть (удаляют остатки кислоты). Наследующем этапе происходит флюсование, т.е. поверхность нашей будущей опоры покрывают специальным флюсом, чтобы сталь не успела снова окислиться до основной ванны цинкования. Важно перед погружением в расплав цинка опору сушат, и только после этого изделие уходит в ванну с расплавом.
Здесь две ванны химического обезжиривания, восемь ванн травления металла и одна ванна флюсования.
Для нормального горячего цинкования нужны обычные, но «правильные» конструкционные стали. Если говорить именно про опоры ЛЭП, мачты и разные металлоконструкции для улицы, на практике чаще всего работают со сталями С245, С255 и 09Г2С (С345). Они нормально варятся, предсказуемо ведут себя в ванне и дают достаточную прочность, чтобы опора спокойно отрабатывала свои десятки лет.
Вот, собственно, сама ванна для оцинковки. Это не просто емкость с расплавленным металлом - это сердце производства, где стальные конструкции обретают защиту на десятилетия вперед. Размеры впечатляют. В длину 13 метров, в ширину - 2 метра и глубиной 3 метра. Она позволяет оцинковывать конструкции с габаритными размерами 12,6 х 2,6 х 1,7 м и весом до 5 тонн. Мало кто может похвастаться собственной аналогичной историей.
Температура в ванне примерно 450 градусов. Причем эта температура поддерживается с точностью до ±5°C. И это важно, ибо ниже 445°C - покрытие получается неравномерным, а выше 455°C - ускоряется окисление цинка, следовательно растут затраты. Резкие же перепады - приводят к деформации самой конструкций.
Для улучшения технологичности и свойств цинкового покрытия применяется специальная лигатура расплава. Толщина горячего цинкового покрытия составляет от 40 до 350 мкм, в зависимости от марки стали и размеров самого изделия.
Производительность данной линии высокоскоростного горячего оцинкования металла составляет 2500-3000 тонн/месяц.
После ванны цинкования изделия охлаждают. Для этого предусмотрены две ванны (одна пустая, просто воздушное охлаждение), одна с водой. По времени это все занимает порядка 20 минут.
Горячее цинкование работает просто: пока слой цинка есть, сталь под ним жива. Чем толще слой - тем дольше он «сгорает» под действием коррозии. Но бесконечно увеличивать толщину тоже бессмысленно. В обычной городской или сельской среде около 60 мкм обычно хватает на 20–50 лет до заметной коррозии. В прибрежных и тяжёлых промзонах имеет смысл уходить в диапазон 80-100 мкм.
Конечная стадия, участок зачистки. Именно здесь наводится окончательный марафет.
А это уже склад готовой продукции.
Как делают опоры линий электропередачи. Большая экскурсия по заводу МуромЭнергоМаш
Выбирают МуромЭнергоМаш не только за производство, но и за экспертность в помощи выбора того или иного решения. Короче, МуромЭнергоМаш - это выбор тех, кто понимает разницу между стандартной поставкой и стратегическим партнерством. От себя добавлю, правильный производитель - открытый производитель! В наше время это ОЧЕНЬ важно. Созданный в прошлом образ, что мы делать ничего не умеем, а наши заводы стоят, рушится как раз благодаря вот таким примерам. Всё мы можем, а люди то у нас какие золотые. Спасибо МуромЭнергоМаш за открытость и теплый приём, уважаемый промышленник, берем пример!
Ваш Промблогер №1 в России Игорь (ZAVODFOTO)! Подписывайтесь на мой канал, я Вам ещё много чего интересного покажу: https://zen.yandex.ru/zavodfoto
Р. S. Уважаемые собственники и акционеры, представители пресс-служб компаний, отделы маркетинга и другие заинтересованные лица, если на Вашем предприятии есть что показать - "Как это делается и почему именно так!", смело приглашайте в гости. Пишите мне сюда: akciirosta@yandex.ru Берите пример с лидеров!
Я уже лично посетил более 650 предприятий, а вот и ссылки на все мои промрепортажи: http://zavodfoto.livejournal.com/4701859.html
Есть возможность внести свою лепту в развитие блога, будем рады донату (реквизиты карты): 2200 7013 2573 4801