Как выбрать подрядчика для продольно-поперечной резки металла
Продольно-поперечная резка — одна из самых востребованных технологий металлообработки. Несмотря на большое количество предложений на рынке, качество резки металла у всех предприятий, занимающихся роспуском проката, всё же отличается.
Разберемся, на что нужно обратить внимание, если вы планируете выбрать услуги резки, какие преимущества имеет профессиональная резка металла и как предотвратить возможные ошибки при размещении заказа на её выполнение.
Рисунок 1. Автоматизированная линия продольной резки
Выбор технологии резки исходя из назначения продукции
Первый этап оказания услуги промышленной резки на производстве — это обсуждение технического задания. Подрядчик обязательно уточняет назначение выпускаемого металлопроката, поскольку в каждой сфере применения существуют свои требования.
Строительство
Толсто- и тонколистовой прокат алюминия, оцинкованной и нержавеющей стали широко применяется в строительной сфере для создания:
- несущих конструкций,
- крепежных элементов,
- систем навесных вентилируемых фасадов и подвесных потолков,
- кровельных покрытий,
- вентиляционных и водоотводящих систем.
Для конструкций, работающих под нагрузкой, важно обеспечить стабильность прочностных характеристик: выбрать марку материала и снизить количество дефектов кромки и поверхности. Дефекты металла концентрируют напряжения, из-за чего изделие может разрушиться при нагрузке ниже расчетного предела.
Рисунок 2. Фасадные панели из плоского проката в отделке кампуса МГТУ им. Баумана
Долговечность строительных конструкций тоже во многом закладывается на этапе обработки проката, особенно если технический процесс включает оцинковку или нанесение на сталь полимерных покрытий. Нарушение температурного режима, неправильный выбор расходных материалов, отсутствие контроля состояния поверхности при выполнении этих операций могут привести к обратному эффекту.
Вместо защиты изделия от коррозии отслоившееся или «пошедшее пузырями» покрытие может накапливать влагу, ускорять окисление и гидратацию металла.
Рисунок 3. Коррозия стали под слоем краски
Кроме механических и функциональных характеристик в строительстве, архитектуре и смежных областях (например, в рекламной индустрии) не менее важны эстетические качества изделий: отсутствие повреждений и загрязнений, точность геометрии, качественное нанесение защитно-декоративных покрытий.
Машиностроение и энергетика
Из проката стали и других металлов производят корпуса и структурные элементы машин и аппаратов, емкости, трубопроводы и проч. Условия эксплуатации металлических изделий в каждой отрасли машиностроения имеют свои особенности:
- повышенные или пониженные температуры,
- химически агрессивные и коррозионно-активные среды,
- повышенное давление жидкостей и газов,
- электромагнитные излучения различной частоты,
- абразивные воздействия,
- механические и термические напряжения и т.д.
Поэтому при обработке металлопроката подрядчик должен учитывать специфические требования заказчиков из сферы судостроения, авиации, автомобилестроения, энергетики, химической и нефтегазовой промышленности к механическим свойствам металлических изделий (предел прочности, предел текучести, твердость, упругие модули), а также к их жаростойкости, жаропрочности и химической стойкости.
Рисунок 4. Примеры изделий в сфере энергетики
Области применения, важные для здоровья и гигиены
Металлопрокат для медицины и фармацевтики, пищевой промышленности, производства посуды, бытовой техники и мебели кроме технических характеристик должен соответствовать строгим стандартам санитарной и экологической безопасности.
Например, благодаря сочетанию этих условий нержавеющая сталь и алюминий так часто применяются для изготовления медицинской мебели. Неправильный подбор материала для резки или его некачественная обработка могут превратить лист металла в субстрат для размножения опасных микроорганизмов.
Рисунок 5. Оборудование чистых комнат из нержавеющей стали
Компетенции металлосервисного предприятия в перечисленных сферах должны подтверждаться сертификатами соответствия продукции. Отсутствие сертификатов — это не только «кот в мешке» при выборе подрядчика, но и трудности при сдаче-приемке объектов, созданных с использованием несертифицированных металлоизделий.
Рисунок 6. Пример сертификата соответствия
Какие факторы влияют на качество продольно-поперечной резки
Задачи, которые должна решать качественная продольно-поперечная резка — это получение ленты, полосы и штрипса, а также листов и карточек заданных размеров с минимальными допусками и максимальной скоростью. Металлопродукция должна соответствовать требованиям технического задания и укладываться в отраслевые нормативы резки металла.
Перечислим основные условия, без соблюдения которых качественное выполнение продольно-поперечной резки невозможно.
1. Высокое качество исходного сырья
Существует множество отраслевых стандартов, определяющих, каким условиям должны соответствовать металлы, подвергаемые резке.
Часть стандартов на катаную металлопродукцию мы уже обсуждали в предыдущей статье. Добавим, что кроме размеров, формы и дефектов поверхности ГОСТы и ТУ регламентируют множество других аспектов: химический состав, требования к упаковке, маркировке, хранению и транспортировке.
Обязанность подрядчика — организовать входной контроль металлопроката, поступающего на производство. Кроме проверки документации (сертификатов, паспортов, накладных), проводят визуальный и инструментальный контроль по выбранным характеристикам.
Качественное сырье направляют на линию резки, а отбракованное возвращается поставщику. Один из путей снижения количества брака сырья — прямая закупка металлопроката на металлургических комбинатах без посреднических схем.
Нередко заказ металла у перекупщиков грозит не только увеличением затрат из-за завышенных цен, но и несоответствием сырья заявленным характеристикам. Чем длиннее цепочка от производителя до металлосервисной службы, тем выше вероятность встретить дефекты поверхности, царапины, загрязнение и коррозию, нарушения формы края, заусенцы. Рулоны сомнительного происхождения могут иметь меньшую длину или толщину полотна, большее количество стыков, чем это заявлено в документации.
Рисунок 7. Рулонный прокат на складе ПАО «Северсталь»
2. Качество оборудования производственных линий
Точность резки металла напрямую зависит от морального и физического износа оборудования. Старые агрегаты, даже если они находятся в хорошем техническом состоянии, далеко не всегда соответствуют современным требованиям по предельно допустимым отклонениям геометрии изделий. Дефекты при резке металла с использованием устаревших машин чаще всего возникают при проведении сложных операций, например — пакетной резки.
Правильные устройства предыдущих поколений не могут обеспечить необходимую компенсацию остаточных напряжений в кристаллической решетке металла. Это может приводить к деформации при резке металла, искажению плоскостности и выходу за пределы допусков по ширине и длине. Необходимо, чтобы правильная машина позволяла регулировать давление индивидуально на каждом валке, или имела встроенную систему динамического распределения крутящего момента.
Рисунок 8. Валки с системой динамического распределения крутящего момента TDDS
Второй крупный недостаток старого оборудования — его низкая производительность. Скорость продольной резки до 200 м/мин, характерная для высокотехнологичных автоматизированных линий, недостижима для станков предыдущих поколений.
Низкая точность реза старых станков приводит к повышенному количеству производственных отходов, что повышает расход материалов, затраты на утилизацию и отрицательно сказывается на экологии.
Чтобы исключить перечисленные негативные моменты, вызванные устареванием парка, подрядчик должен регулярно обновлять оборудование резки на производстве в соответствии с актуальными стандартами отрасли.
Однако даже новое технологическое оборудование при отсутствии должного обслуживания или при работе в непредусмотренных режимах может снижать качество резки металла. Например, небрежное отношение к позиционированию дисковых ножей на валах может привести к нарушению точности и однородности реза, появлению заусенцев, снижению скорости работы и увеличению количества отходов.
Рисунок 9. Вал с дисковыми ножами в процессе работы
Для гарантированного выполнения требований к металлопродукции, описанных в техническом задании и заданных ГОСТами, технические характеристики станков, агрегатов и линий подрядчика должны обеспечивать выполнение допусков с некоторым запасом.
В качестве конкретного примера сравним допуски по ширине ленты современной автоматической линии продольной резки FIMI с требованиями ГОСТ 19904-90. Станок роспуска имеет допустимые отклонения по ширине 0,2 мм при ширине проката до 1500 мм. Это в 50 раз более строгий допуск, чем регламентированное стандартом значение — не более 10 мм при ширине от 1000 до 1500 мм. В данном случае многократный запас гарантирует точное попадание в заданные размеры.
Еще один фактор, определяющий качество резки — это степень автоматизации линий. Высокий уровень автоматизации снижает риск появления ошибок металлообработки, вызванных человеческим фактором. Чем меньше операций выполняется или управляется вручную, тем меньше будет случайных отклонений от техпроцесса. Лучше всего, если линии будут не только автоматизированы, но и цифровизированы, например в рамках концепции «умного предприятия», что сведет к минимуму дефекты при резке металла.
Рисунок 10. Оператор за пультом
3. Профессионализм персонала
Этот фактор отчасти связан с предыдущим, поскольку работа оборудования зависит от действий сотрудников, непосредственно занятых в управлении и обслуживании процесса. Но высокая компетентность требуется и от других сотрудников металлообрабатывающего предприятия, занятых менеджментом, входным и выходным контролем, транспортировкой, упаковкой и хранением сырья и готовой продукции.
От штата инженеров требуется понимание физики и химии процесса резки. Недопустимы попытки провести на линии роспуск проката несоответствующих размеров, или металлов, твердость которых превышает установленные производителем станка значения — листов быстрорежущей стали или тугоплавких металлов. И то и другое приведет к выходу из строя режущего блока и системы протяжки.
От сотрудников, планирующих схему раскроя, зависит расход материала, коэффициент использования сырья и размер затрат на утилизацию отходов и переделку испорченных партий. Пока что существует не так много предприятий, где проведена цифровизация планирования раскроя, поэтому его эффективность зависит от действий раскройщика.
Менеджмент косвенно влияет на качество выполняемых работ, обеспечивая проведение закупок, соблюдение требований к срокам, контролю, упаковке, маркировке и доставке готовой продукции. Также важна и работа над имиджем компании, включая ведение портфолио выполненных работ, участие в социально значимых проектах.
Рисунок 11. Пример социально значимого проекта — листовой металл в облицовке станции метро
Подводя итог, можно перечислить основные критерии выбора надежного подрядчика для проведения продольно-поперечной резки:
- большой парк современного оборудования с высокой производительностью и запасом по допускам;
- прямые закупки сертифицированного сырья;
- квалифицированный персонал;
- сертификаты соответствия на выпускаемую металлопродукцию и портфолио реализованных подрядчиком проектов.
