Еще вчера. Часть первая. Я – инженер - Николай Мельниченко

Технические нестыковочки на стыках

И при железных дорогах лучше сохранять двуколку.

После третьего курса у нас первая производственная практика по основной сварочной специальности. Теоретически мы должны вникнуть, интересоваться, работать над собой и над материалом. Практически: после всех наук надо отдохнуть, оглядеться, собраться с силами.

Несколько человек из нашей и параллельной группы на практику направлены на киевский завод «Ленинская кузница», в просторечии – «Ленкузня», или еще проще – «Кузня». Это старинный заводик, который тогда выпускал речные буксиры, баржи, небольшие речные же танкеры. Завод располагался совсем рядом с Днепром, лето было жаркое, и наша небольшая группа рассчитывала неплохо позагорать и отдохнуть за счет совмещения приятного с полезным. Однако вскоре мы оказались вблизи некоего технического Бермудского треугольника, который значительно сократил наши пляжные намерения

«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 – сваривалось 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 2±0,5 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 ± 0,25 мм. ГОСТ же допускал разброс ширины листов ± 5 мм (!), а по длине листа – вообще ± 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…