Чтение онлайн

"Вверенный нашему развлечению" завод тогда имел особый статус негласного полигона патоновского Института Электросварки. Именно на этом "придворном" заводе отрабатывались в производственных условиях новые сварочные автоматы, технология, оснастка и изделия, особенно – листовые конструкции больших размеров. Корпуса танкеров и барж состоят фактически из больших сварных листов, на которые уже потом привариваются профили продольного и поперечного наборов, придающих прочность и жесткость всей конструкции. Еще большее значение сварка полотнищ из листов имеет для строительства огромных резервуаров и газгольдеров. Чтобы понять это, надо слегка углубиться в историю.

Резервуаров всегда требуется огромное количество, особенно для хранения нефти и ее производных. Строились резервуары всегда долго и трудно, даже после того как старинная клепка была заменена быстрой сваркой. Аварии

первых сварных резервуаров, вызванных непониманием внутренних напряжений, неизбежно появляющихся при сварке, – это особая тема. К нашему времени конструкция резервуаров и технология сварки в основном уже была отработана. По классической технологии днище резервуара – стальной "кружок" диаметром 10-20 метров, – сваривался из отдельных листов на клетях, чтобы можно было подобраться снизу к сварочным швам: это нужно было для их контроля на плотность (непроницаемость). Листы сваривались внахлест, когда кромка одного листа ложилась на край другого. Только в зоне примыкания днища с будущей стенкой (уторный шов) вырезались "замки" и листы днища сваривались встык, чтобы образовать ровную поверхность, без уступов, возникающих в нахлесточных соединениях. Технология (особенно – последовательность сварки) была очень строгая. Если она нарушалась, то днище готового резервуара "вздыбливалось" буграми (т. н. хлопунами) высотой до 2 метров(!), что зачастую делало невозможным эксплуатацию резервуара.

Сваренное и проверенное на плотность днище опускалось на основание, после чего приступали к сборке и сварке цилиндрического корпуса. Стальные листы, размером 6 х 1,5 метров, толщиной от 4 до 10 мм и весом до полутонны, изгибались на вальцах до кривизны цилиндра корпуса, подавались наверх и приваривались в нужном месте. Работа чрезвычайно трудоемкая и длительная, причем, обычно – в полевых условиях. Вот цифры, позволяющие представить ее объемы. Резервуар 5000 кубических метров ("пятитысячник") имеет диаметр более 20 метров, высоту – около 12 метров. Его металлоконструкции весят более 100 тонн; на их сварку требуется более 3500 кг высококачественных электродов и труд более 150 человеко-смен только дипломированных сварщиков. Трудозатраты монтажников и других рабочих будут почти на порядок больше: их задерживает также медленная сварка и ее контроль. Поскольку работы ведутся под открытым небом, в любую погоду и время года, то длительность работ еще увеличивается, а качество – снижается.

В Институте электросварки была разработана идея переноса основных объемов сварки в заводские условия. При этом сварка выполнялась автоматами – быстро и высококачественно. Изготовлялись большие полотнища, которые как лист бумаги сворачивались в рулоны. Вес и габариты рулонов ограничивались только условиями транспортировки. На монтаже рулоны днища (два или три) разворачивали и сваривали вместе. Рулон корпуса поднимался на днище "на попа" и разворачивался с одновременной сваркой уторного шва, т. е приваривался к днищу. Оставалось заварить вертикальный замыкающий шов и корпус был готов к установке крыши и всяких прибамбасов: люков, лестниц, дыхательной арматуры, противопожарных систем и др.

Так вот: чтобы позволить автоматам (сварочным тракторам) сваривать полотнища, на нашем заводе был установлен стенд потрясающих размеров и конструкции. На его площади вплотную друг к другу укладывались десятки листов, образуя страницу "в клеточку". Включались мощные электромагниты и кромки листов намертво "прилипали" к стенду. Подавался сжатый воздух и флюс поджимался снизу к свариваемым кромкам. Наступала очередь автоматов – сварочных тракторов. Четырехколесное чудо двигалось по стыку, насыпая впереди себя валик зернистого флюса. Проволока, подающаяся с кассеты на тракторе, где-то в толще флюсового валика, потрескивая мощной невидимой дугой, намертво соединяла кромки двух листов. Сзади трактора раструб отсоса собирал флюс опять в бункер; на шве оставалась только быстро темнеющая корочка расплавленного шлака. После сварки поперечных швов, автомат сваривал продольные. Отключались электромагниты и сжатый воздух, остывшая шлаковая корка легко скалывалась, обнажая ровную блестящую выпуклость сварного шва. Точно такая же выпуклость была снизу: ведь там был тоже флюс, поджатый снизу воздушным шлангом. К краю полотнища подсоединялись захваты, и идеально ровное полотнище с прямоугольной сеткой блестящих швов наматывалось на огромный барабан, готовый к отправке на монтаж.

Такую картину видели создатели стенда, и такой она могла бы быть, если бы… Наша группа участвовала в наладке и испытаниях стенда. Эта работа затянула нас, как игра – картежника, жаждущего выигрыша, как жаждущих

в пустыне – мираж оазиса. Всему виной была несовместимость допусков по ГОСТу на размеры листов и допусков, требуемых для автоматической сварки.

Выкладывая листы на стенде надо было получить зазоры 2Ђ0,5 мм между любыми кромками – продольными и поперечными. Это значит, что надо было иметь стальные листы с допусками на размеры в два раза меньшими, то есть – всего Ђ 0,25 мм. ГОСТ же допускал разброс ширины листов Ђ 5 мм (!), а по длине листа – вообще Ђ 20 мм! Но и это еще не все: когда мы с трудом подобрали несколько относительно одинаковых по размерам листов, то узнали еще об одном понятии: о ненормируемой "серповидности". Два рядом лежащих листа придвинуты друг к другу без зазора. Увы, "без зазора" получается только по краям листов. Посредине же между кромками зияет зазор около 20 мм! И это на "качественном прокате" из спокойной стали, которая применяется для резервуаров…

Вместе с рабочими и мастерами завода мы тщательно измеряем листы, чтобы найти хотя бы 4 одинаковых по размерам и без серповидности. Кое-что подгоняем шлифмашинками. Устанавливаем на стенд и свариваем желанное полотнище, увы, только из четырех листов. На нашем полотнище ярко блестит сварной шов в виде креста. Им можно было бы обозначить и наши рухнувшие надежды…

Нет худа без добра. Мы получили уроки: а) не все можется, что хочется; б) от малых причин бывают весьма важные последствия; в) прежде чем бухать в колокола, загляни в святцы. Разочаровавшись в передовых технологиях, мы с усердием приступили к отдыху на Днепре: там-то было все в порядке.

Горестный взгляд из будущего, и не только на технику.. Блестящая идея сворачивания сваренных на стенде полотнищ в рулоны – не умерла, а только трансформировалась, пойдя на поводу несовершенной технологии прокатчиков металла. Листы в полотнища стали варить внахлест, устранив этим безобразием безобразия металлургов. Дело в том, что нахлесточное соединение листов всегда хуже стыкового: оно слабее почти на 40 %, ведет к перерасходу металла, повышает жесткость конструкции в рулоне, создает трудности при сборке. Однако преимущества автоматической сварки в условиях цеха с лихвой перекрывают эти недостатки.

В начале 60-х годов, на специально изобретенном и изготовленном стенде, я сваривал полотнища из листов нержавеющей стали. Это было нужно для монтажа рядом расположенных ответственных резервуаров: в них хранились жидкие радиоактивные отходы высокой концентрации. Требования к качеству сварки были очень высокие: 50 % швов просвечивались. Мы сваривали листы встык по длинной стороне автоматом (трактором) под слоем флюса. Листы нержавейки короче "черных", допуски на размеры – жестче. О пагубной серповидности и речи не могло быть. Наш трактор "пахал как часы". Брака и исправлений у нас не было, хотя наш стенд был не таким шикарным, как на "Кузне".

Что касается точности изделий, то эта наша беда, увы, не изжита до сих пор, на чем страна несет неисчислимые потери. Из-за разброса характеристик элементов страдает и хромает вся наша техника: автомобили и электроника, сварка и строительство, – практически нет отраслей техники, где точность была бы избыточной. Поэтому мы предпочитаем иностранные автомобили и приемники. Даже этот текст набирается на компьютере, изготовленном где-то на Тайване…

Речь идет не только о точности размеров: имеется в виду точность соблюдения технологии. В сварке, например, точность изготовления электродов, самого массового изделия, значительно и напрямую влияет на качество и надежность самой распространенной ручной сварки. Дело в том, что обмазка электродов – сложная шлаковая система, количество компонентов которой доходит до нескольких десятков. Нарушение точности их дозировки или тонкости помола изменяет физические и химические свойства шлака, защищающего и легирующего металл шва. Обязательно что-нибудь ухудшается, часто – непоправимо. Ширина допусков на легирующие элементы в нержавеющих электродах, например, может безнадежно загубить конструкцию, изменив количество ферритной фазы в металле шва. Неточность и износ скоростных прессов, на которых изготовляются электроды, приводит к нарушению концентричности обмазки, что в ряде случаев вообще делает невозможной качественную сварку. (На профессиональном жаргоне – электроды "козыряют". Точнее, наверное, был бы иной карточный термин, типа "садятся на мизере" или "залезают на горку". Конечно, сварщики имеют в виду не козыри, а козырек).