40 лет сварной конструкции башни Киевского телецентра
Изложены основные моменты, связанные с выполнением сборочно-сварочных работ при строительстве башни Киевского телецентра. Особое внимание уделено применению автоматической сварки при наращивании стоек башни, поскольку такое решение впервые использовано в практике строительства высотных сооружений...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Дата: | 2014 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2014
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/103259 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | 40 лет сварной конструкции башни Киевского телецентра / Л.М. Лобанов, Э.Ф. Гарф, Л.Н. Копылов, А.Г. Синеок // Автоматическая сварка. — 2014. — № 1 (728). — С. 45-49. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859974021343346688 |
|---|---|
| author | Лобанов, Л.М. Гарф, Э.Ф. Копылов, Л.Н. Синеок, А.Г. |
| author_facet | Лобанов, Л.М. Гарф, Э.Ф. Копылов, Л.Н. Синеок, А.Г. |
| citation_txt | 40 лет сварной конструкции башни Киевского телецентра / Л.М. Лобанов, Э.Ф. Гарф, Л.Н. Копылов, А.Г. Синеок // Автоматическая сварка. — 2014. — № 1 (728). — С. 45-49. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Автоматическая сварка |
| description | Изложены основные моменты, связанные с выполнением сборочно-сварочных работ при строительстве башни Киевского телецентра. Особое внимание уделено применению автоматической сварки при наращивании стоек башни, поскольку
такое решение впервые использовано в практике строительства высотных сооружений
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:22:44Z |
| format | Article |
| fulltext |
451/2014
УДК 621.791:658.011.54
40 ЛЕТ СВАРНОЙ КОНСТРУКЦИИ БАШНИ
КИЕВСКОГО ТЕЛЕЦЕНТРА
Л. М. ЛОБАНОВ, Э. Ф. ГАРФ, Л. Н. КОПЫЛОВ, А. Г. СИНЕОК
ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
Изложены основные моменты, связанные с выполнением сборочно-сварочных работ при строительстве башни Киевско-
го телецентра. Особое внимание уделено применению автоматической сварки при наращивании стоек башни, поскольку
такое решение впервые использовано в практике строительства высотных сооружений.
К л ю ч е в ы е с л о в а : башня, сварка, автоматическая сварка, ручная дуговая сварка, трубы, узлы
Исполнилось 40 лет со дня ввода в эксплуатацию
башни Киевского телецентра. При строительстве
башни использованы новые конструктивные и
технологические решения, призванные показать
успехи и достижения киевской школы проекти-
рования в области металлостроительства и воз-
можности современных сварочных технологий.
Несмотря на жесткое сопротивление предложен-
ному проекту телебашни со стороны Всесоюзного
объединения по проектированию строительных
металлических конструкций, а также благодаря
активной поддержке президента АН Украины Б.
Е. Патона и правительства УССР, его удалось от-
стоять и реализовать.
К основным достоинствам проекта телебашни,
которые могут служить примером для подражания
и сегодня, о которых нельзя не упомянуть, следу-
ет, прежде всего, отнести:
- использование для элементов башни трубча-
тых сечений, изготовленных из высокопрочной
стали;
- применение узловых соединений с непосред-
ственным примыканием элементов друг к другу;
- изготовление цельносварного сооружения с
высоким процентом использования автоматиче-
ской сварки;
- применение монтажа башни способом «под-
ращивания» впервые в отечественной практике
для подобных сооружений.
Важным компонентом для успешной реализа-
ции этих прогрессивных новшеств являлась свар-
ка. Заметим, что объем сварки при сооружении
башни был достаточно высок, поскольку трубы
изготавливали из листа и укрупняли с помощью
кольцевых стыков. При монтаже все соединения
также выполняли с помощью сварки.
При сооружении башни использовали ав-
томатическую сварку в среде углекислого газа
и ручную электродуговую сварку плавящимся
электродом.
Изготовление труб. Трубы изготавливали из
листа на Ждановском заводе тяжелого машино-
строения (ЖЗТМ). Технологический процесс из-
готовления труб предусматривал такую последо-
вательность операций.
Обработка кромок и снятие фасок под два про-
дольных стыковых шва;
Холодная штамповка заготовок (полутруб)
длиной 4000 мм.
Сборка и сварка труб на специально изготов-
ленном стенде. Сварку наружных и внутренних
продольных стыковых швов выполняли в соот-
ветствии с разработанной ИЭС им. Е. О. Патона
и лабораторией ЦНИИТС технологией. При этом
использовали специально разработанный малога-
баритный трактор ТС-42 для сварки под флюсом
внутренних продольных швов. Для автоматиче-
ской сварки под флюсом применяли сварочную
проволоку марки Св-08Н2М в сочетании с флю-
сом марки 138КФ-1.
Контроль качества сварных соединений.
Термическая обработка труб для снятия вну-
тренних напряжений в трубе, образовавшихся в
процессе формовки корыт и сварки продольных
швов.
Калибровка концов труб в холодном состоя-
нии, позволяющая без особых затруднений осу-
ществлять их стыковку.
Завершающая операция – снятие фасок под
сварку на концах труб.
Автоматическая сварка кольцевых стыков
поясов при монтаже башни. Принятый при раз-
работке проекта башни способ монтажа «подра-
щиванием» позволил все основные сборочно-сва-
рочные работы по сварке колонн ствола башни
выполнять со стационарных монтажных площа-
док, расположенных на высоте 18 м от поверх-
ности земли, закрепленных на направляющем
кондукторе, находящемуся внутри ствола башни
(рис. 1).
© Л. М. Лобанов, Э. Ф. Гарф, Л. Н. Копылов, А. Г. Синеок, 2014
46 1/2014
Это позволило применить автоматическую
сварку при наращивании наиболее ответствен-
ных элементов башни (8 вертикальных колонн по-
ясных труб диаметром 550 мм с толщиной стен-
ки 18 и 22 мм) и таким образом реализовать все
преимущества автоматической сварки как с точ-
ки зрения обеспечения качества, так и с позиций
трудоемкости.
На начальном этапе выполняли работы по раз-
работке техники и технологии сварки. Основ-
ные задачи, решаемые на этом этапе: обеспече-
ние высокого качества сварного шва и прочности
сварного соединения не ниже прочности основ-
ного металла; получение максимальной произво-
дительности сварочного процесса.
Экспериментальные работы по разработке
техпроцесса автоматической сварки были выпол-
ны группой сотрудников (руководитель В. С. Кри-
вошея, ведущие инж. Л. Н. Копылов, В. М. Зиль)
под руководством лауреата Ленинской премии
Б. Я. Дубовецкого и д-ра техн. наук В. Ф. Лебеде-
ва. К работе привлекались также научно-исследо-
вательские лаборатории института. Для экспери-
ментальных исследований по разработке техники
и технологии сварки горизонтальных швов на вер-
тикальной плоскости была смонтирована лабора-
торная установка, на которой сваривали натурные
образцы труб.
После сварки обечаек контролировали каче-
ство сварного шва (ультразвуковая дефектоско-
пия, гаммаграфирование), затем из сварного со-
единения вырезали заготовки, изготавливали
образцы для механических и металлографических
исследований. По результатам испытаний прово-
дили корректировку параметров сварочного про-
цесса, которая учитывалась при выполнении по-
следующих экспериментов.
Поясные трубы ствола башни были изготовле-
ны из стали марки ИЗ-138 с повышенными проч-
ностными характеристиками. Эта сталь, выплав-
ленная на Ижорском металлургическом заводе,
впервые использовалась в практике строительства
объектов башенного типа, поэтому необходимо
было выполнить большой объем исследований по
ее свариваемости. При проведении экспериментов
столкнулись с рядом трудностей. В частности, на
начальном этапе исследований, при проведении
механических испытаний сварных соединений
не удавалось получить положительные результа-
ты при испытании образцов на загиб (требование
—180о). Необходимых результатов удалось до-
стичь после применения простого технологиче-
ского приема – наплавки четырех-пяти отжигаю-
щих валиков на нижней и верхней кромках стыка
(рис. 2).
В результате выполненных экспериментальных
работ была установлена оптимальная V-образ-
ная разделка кромок стыкового соединения тру-
бы с минимальной площадью поперечного сече-
ния сварного шва. Скос нижней кромки равен 11,
верхней — 27о. Были определены основные пара-
метры технологического процесса, разработана
техника автоматической сварки горизонтальных
кольцевых швов на вертикальной плоскости, обе-
спечивающая получение бездефектных сварных
соединений.
Разработанный технологический процесс обе-
спечивал равнопрочность сварного соединения и
основного металла труб.
Рис. 1. Откидная монтажная площадка для выполнения авто-
матической сварки
Рис. 2. Макрошлиф сварного соединения трубы, выполненно-
го автоматической сваркой в среде углекислого газа
471/2014
На основании данных, полученных при раз-
работке техники и технологии сварки, были раз-
работаны Технологическая инструкция по сварке
монтажных стыков ствола башни и Техническое
задание на проектирование оборудования для ав-
томатической сварки горизонтальных кольцевых
стыков.
Разработка конструкции аппарата для сварки
монтажных стыков поясных труб ствола башни
выполнялась под руководством канд. техн. наук
В. Е. Патона. Основными исполнителями про-
ектной документации были Ю. И. Сапрыкин и
В. Н. Котов. При разработке конструкции допу-
скалось, что при монтаже ствола башни снима-
лись нагрузки одновременно с двух диаметраль-
но расположенных вертикальных колонн. Таким
образом, можно было выполнять сварку одновре-
менно двух стыков. Поэтому, с целью сокращения
затрат на переустановку сварочного оборудования
и обеспечения максимальной производительно-
сти сварочных работ, было принято решение при
монтаже башни одновременно использовать два
комплекта сварочных автоматов, а для удобства
транспортировки аппаратуры при сварке после-
дующих стыков расположить автоматы на транс-
портной тележке.
Коллективом конструкторов ОКТБ ИЭС
им. Е. О. Патона была разработана конструк-
ция специализированного сварочного автомата
А-1311, состоящего из сварочной головки с на-
правляющим рельсом (рис. 3).
На Опытном заводе сварочного оборудования
ИЭС им. Е. О. Патона были изготовлены два ком-
плекта сварочных автоматов А-1311. Оборудова-
ние прошло технологические испытания и было
передано СМУ-21 Минмонтажспецстроя УССР.
Специалистами ИЭС им. Е. О. Патона было
проведено обучение бригады сварщиков монтаж-
ной организации, которые за короткий период
успешно освоили технику автоматической сварки
и приемы работы на сварочных автоматах, были
аттестованы и получили допуск на выполнение
работ по автоматической сварке монтажных сты-
ков поясных труб башни. Для качественного вы-
полнения автоматической сварки был выполнен
ряд организационно-технических мероприятий:
- на строительной площадке оборудован стенд
для предварительной контрольной сборки свари-
ваемых труб;
- в зоне монтажных площадок смонтированы
дорожки, обеспечивающие возможность транс-
портировки сварочных автоматов от стыка к
стыку;
- оборудованы откидные площадки, которые
устанавливались на время сварки монтажного
стыка и опускались во время подъема башни;
- изготовлены быстросъемные палатки, кото-
рые защищали от ветра монтажную площадку во
время сварки;
- обеспечены освещением монтажные площад-
ки для сварки.
Работы по монтажу башни, а также автомати-
ческая сварка монтажных стыков поясных труб
велись в две смены. Был отработан техпроцесс их
сборки и сварки.
На стенд для контрольной сборки труб укла-
дывали две трубы, которые должны были стыко-
ваться друг с другом, подбирали наиболее благо-
приятное расположение стыкуемых торцов. На
торец той трубы, которая будет нижней при сбор-
ке монтажного стыка, устанавливали бочкообраз-
ное металлическое подкладное кольцо толщиной
4 мм. Затем, со стороны наружной поверхности
трубы, кольцо приваривали к корневому участку
трубы сплошным швом по всему периметру коль-
ца. На наружной поверхности труб краской нано-
сили метку, позволяющую при сборке повторить
данное положение труб. После разгрузки двух ди-
аметрально расположенных домкратов, обеспечи-
вающих подъем башни, на толкатели домкратов
устанавливали нижнюю трубу, при помощи дом-
кратов трубу подводили к нижнему торцу верх-
ней трубы и выставляли технологический зазор в
корне.
Рис. 3. Сварочный аппарат А-1311 на технологической транс-
портной тележке
48 1/2014
Для сварки автомат на тележке подвозили к ме-
сту сварки, закрепляли на свариваемом стыке, те-
лежку убирали с монтажной площадки и устанав-
ливали защитную палатку.
Монтажный стык собирали с технологиче-
ским зазором в корне 3,0...4,0 мм. Многопроход-
ную сварку монтажного стыка выполняли с пред-
варительным подогревом кромок до температуры
180...200 оС. Для подогрева использовали много-
пламенную газовую бескислородную горелку, ко-
торую закрепляли на сварочном аппарате впереди
сварочного мундштука. После нагрева начально-
го участка стыка до необходимой температуры
включался сварочный процесс. Для сварки приме-
няли электродную проволоку марки Св-10ГСМТ
диаметром 1,2 мм. Сварку внутренних проходов
шва выполняли на токе 230...250 А при напряже-
нии дуги 23...24 В. Режим облицовочных прохо-
дов: ток – 50...180 А, напряжение – 19...21 В. В за-
висимости от толщины стенки трубы (18, 22 мм)
для заполнения разделки необходимо было напла-
вить 16...20 проходов Линейная скорость свар-
ки отдельных проходов – 13...15 м/ч. При сварке
выполняли периодическую зачистку поверхности
шва абразивным инструментом от шлака. После
окончания сварки стыка абразивным инструмен-
том выполняли зачистку поверхности сварного
соединения – шву придавали бочкообразную фор-
му. Такая обработка повышает эксплуатационные
характеристики сварного соединения и дает воз-
можность качественно выполнять ультразвуковой
контроль шва. Затем проводили 100%-ный ульт-
развуковой контроль сварного соединения. При
необходимости для уточнения результатов приме-
няли гаммаграфирование. За весь период строи-
тельства не было ни одного случая исправления
дефектов шва. Общее время сварки одного стыка
с наладкой оборудования, установкой и демонта-
жем защитной палатки не превышало 2,5 ч, из ко-
торого сварка занимало не более 1,5 ч.
На протяжении всего периода строительства
башни Киевского телецентра специалисты ИЭС
им. Е. О. Патона обеспечивали авторский кон-
троль на всех этапах сборочно-сварочных работ
металлоконструкций ствола башни (рис. 4), что
способствовало повышению качества сварных
соединений.
Ручная электродуговая сварка. Значитель-
ный объем работ при строительстве башни выпол-
нен ручной электродуговой сваркой плавящимся
электродом. Контроль за всеми операциями, свя-
занными с ручной сваркой, осуществляла группа
сотрудников ИЭС им. Е. О. Патона, возглавляемая
В. А. Ковтуненко.
Способ монтажа «подращиванием» позволил
сварку элементов решетки (сталь 20) со стойками
башни выполнять на небольшой высоте – в преде-
лах двух ярусов. Поскольку соединение элементов
решетки со стойками осуществлено путем непо-
средственного примыкания по пространственной
кривой, большое внимание уделяли прирезке кон-
цов труб элементов решетки (завод им. И. В. Ба-
бушкина). Для этого заводом совместно с ВНИИ
«Автомат» и Одесским заводом «Автогенмаш»
была изготовлена установка, обеспечившая при-
резку концов необходимого качества. Лишь в от-
дельных случаях при монтаже требовалась под-
гонка для обеспечения нужных зазоров.
Собранные соединения элементов допускались
к сварке после их приемки представителем ИЭС
им. Е. О. Патона и инспектором по сварке СМУ-
21, с регистрацией в журнале сборочных работ.
На соединение наносили маркировку, разрешаю-
щую выполнять сварку.
Сварку выполняли низководородными элект-
родами марки 48Н-1, обеспечивающими механи-
ческие свойства сварного соединения на уровне
стали класса С-60. Сварку вели при температуре
не ниже -15 оС. Независимо от температуры окру-
жающей среды, при сварке узловых соединений
применялся предварительный подогрев до темпе-
ратуры +50...60 оС с целью удаления конденсата.
Сварку выполняли ниточными многослойными
швами (рис. 5).
Западание между валиками регламентирова-
лось в пределах 1,0...1,2 мм, с плавным переходом
от металла шва к основному металлу.
Соединения на участках полного провара кон-
тролировали ультразвуковым способом. В от-
Рис. 4. Контроль качества сборки кольцевого стыка
491/2014
дельных местах, требующих углубленной рас-
шифровки результатов контроля, применяли
гаммаграфирование. Разработку методик и осу-
ществление контроля выполняли сотрудники ИЭС
им. Е. О. Патона.
Ручной электродуговой сваркой выполнено
значительное количество стыковых соединений
труб в опорной части, стойке решетчатой части
антенны «Алтай» и стволе антенны.
Стыковые соединения выполнялись на под-
кладном кольце с использованием тех же сва-
рочных материалов. В ИЭС им. Е. О. Патона
отрабатывалась технология и техника сварки, оп-
тимальные режимы, обеспечивающие стабильное
качество сварных соединений. Все сварщики про-
ходили квалификационный отбор с обязательной
сваркой контрольных образцов. При сварке сты-
ков из стали марки 14ХГН2МД (ИЗ-138) обяза-
тельным был предварительный подогрев до тем-
пературы 160...200 о. В остальном требования к
сварным соединениям были аналогичны приня-
тым для узловых соединений.
Ручной электродуговой сваркой выполня-
ли и другие соединения (каркас здания, связи,
площадки).
В заключение хотелось бы отметить, что и по
прошествии 40 лет башня Киевского телецентра –
образец совершенства инженерной мысли, а так-
же высокого уровня проектирования и техноло-
гий, использованных при строительстве.
В создании башни принимало участие большое
количество инженеров-проектировщиков, ученых,
монтажников, инженеров и рабочих строительных
специальностей. Каждый внес свою важную часть
в создание уникального сооружения, украшающего
Киев и сегодня. По случаю юбилейной даты со дня
создания башни хотелось бы особо отметить вклад
О. И. Шумицкого и В. И. Новикова, которые прило-
жили огромные усилия для реализации проекта в
том виде, в котором он осуществлен, решившихся
на новые для того времени и неординарные инже-
нерные решения. И необходимо отметить поддерж-
ку новых идей со стороны Б. Е. Патона, без кото-
рой реализация проекта в тех условиях была бы
нереальна.
Поступила в редакцию 16.07.2013
Рис. 5. Макрошлиф соединения, выполненного ручной элек-
тродуговой сваркой
Международная научно-техническая
конференция «сВарочнЫе МатериаЛЫ»
16-18 июня 2014 г. в Институте электросварки им. Е. О. Патона состоится Международная
научно-техническая конференция «Сварочные материалы».
ОрганизатОры:
♦ Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины
♦ Ассоциация «Электрод» предприятий стран СНГ, Международная ассоциация «Сварка»
♦ Общество сварщиков Украины
♦ Российское научно-техническое сварочное общество
На конференции предполагается обсудить актуальные вопросы разработки, производства и
промышленного применения сварочных и наплавочных материалов, включая покрытые электро-
ды, проволоки порошковые и сплошного сечения, ленты, флюсы, порошки. Планируется издание
сборника по итогам работы конференции.
Для участия в работе конференции необходимо до 1 марта 2014 г. прислать заявку на адрес:
office@association-electrode.com или journal@paton.kiev.ua.
Контакты: 03680, г. Киев, ул. Горького, 54, Дирекция Ассоциации «Электрод».
Тел.: +38 (044) 200-63-02, +38 (044) 200-82-77, +38 (044) 200-80-62.
Факсы: +38 (044) 287-72-35, +38 (044) 200-82-77.
E-mail: association-electrode.com; journal@paton.kiev.ua. http//www.association-electrode.com
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-103259 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:22:44Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Лобанов, Л.М. Гарф, Э.Ф. Копылов, Л.Н. Синеок, А.Г. 2016-06-15T06:48:07Z 2016-06-15T06:48:07Z 2014 40 лет сварной конструкции башни Киевского телецентра / Л.М. Лобанов, Э.Ф. Гарф, Л.Н. Копылов, А.Г. Синеок // Автоматическая сварка. — 2014. — № 1 (728). — С. 45-49. — рос. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/103259 621.791:658.011.54 Изложены основные моменты, связанные с выполнением сборочно-сварочных работ при строительстве башни Киевского телецентра. Особое внимание уделено применению автоматической сварки при наращивании стоек башни, поскольку такое решение впервые использовано в практике строительства высотных сооружений ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Производственный раздел 40 лет сварной конструкции башни Киевского телецентра 40 years of welded structure of Kiev TV tower Article published earlier |
| spellingShingle | 40 лет сварной конструкции башни Киевского телецентра Лобанов, Л.М. Гарф, Э.Ф. Копылов, Л.Н. Синеок, А.Г. Производственный раздел |
| title | 40 лет сварной конструкции башни Киевского телецентра |
| title_alt | 40 years of welded structure of Kiev TV tower |
| title_full | 40 лет сварной конструкции башни Киевского телецентра |
| title_fullStr | 40 лет сварной конструкции башни Киевского телецентра |
| title_full_unstemmed | 40 лет сварной конструкции башни Киевского телецентра |
| title_short | 40 лет сварной конструкции башни Киевского телецентра |
| title_sort | 40 лет сварной конструкции башни киевского телецентра |
| topic | Производственный раздел |
| topic_facet | Производственный раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/103259 |
| work_keys_str_mv | AT lobanovlm 40letsvarnoikonstrukciibašnikievskogotelecentra AT garféf 40letsvarnoikonstrukciibašnikievskogotelecentra AT kopylovln 40letsvarnoikonstrukciibašnikievskogotelecentra AT sineokag 40letsvarnoikonstrukciibašnikievskogotelecentra AT lobanovlm 40yearsofweldedstructureofkievtvtower AT garféf 40yearsofweldedstructureofkievtvtower AT kopylovln 40yearsofweldedstructureofkievtvtower AT sineokag 40yearsofweldedstructureofkievtvtower |