MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ Grzegorz Pośpiech Montaż kominów stalowych 712[04].Z1.07 Poradnik dla ucznia Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji Państwowy Instytut Badawczy Radom 2006 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego Recenzenci: mgr inż. Halina Darecka mgr inż. Anna Kusina Opracowanie redakcyjne: mgr inż. Barbara Olech Konsultacja: mgr inż. Krzysztof Wojewoda Korekta: Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 712[04].Z1.07 Montaż kominów stalowych zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu monter konstrukcji budowlanych. Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 1 SPIS TREŚCI 1. Wprowadzenie 3 2. Wymagania wstępne 5 3. Cele kształcenia 6 4. Materiał nauczania 7 4.1. Rodzaje konstrukcji kominów 7 4.1.1. Materiał nauczania 7 4.1.2. Pytania sprawdzające 8 4.1.3. Ćwiczenia 9 4.1.4. Sprawdzian postępów 9 4.2. Materiały stosowane do budowy kominów 10 4.2.1. Materiał nauczania 10 4.2.2. Pytania sprawdzające 11 4.2.3. Ćwiczenia 11 4.2.4. Sprawdzian postępów 12 4.3 Elementy konstrukcyjne kominów 13 4.3.1. Materiał nauczania 13 4.3.2. Pytania sprawdzające 18 4.3.3. Ćwiczenia 19 4.3.4. Sprawdzian postępów 21 4.4. Przykłady rozwiązań kominów stalowych i metody ich montażu 22 4.4.1. Materiał nauczania 22 4.4.2. Pytania sprawdzające 26 4.4.3. Ćwiczenia 26 4.4.4. Sprawdzian postępów 27 5. Sprawdzian osiągnięć 28 6. Literatura 34 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 2 1. WPROWADZENIE Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o zasadach konstruowania kominów stalowych i sposobach ich montażu. Poradnik ten zawiera: 1. Wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności i wiedzy, które powinieneś mieć opanowane, aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej. 2. Cele kształcenia tej jednostki modułowej. 3. Materiał nauczania (rozdział 4) umożliwia samodzielne przygotowanie się do wykonania ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianów. Do poszerzenia wiedzy wykorzystaj wskazaną literaturę oraz inne zródła informacji. Materiał obejmuje również: pytania sprawdzające wiedzę niezbędną do wykonania ćwiczeń, ćwiczenia zawierające polecenie, sposób wykonania oraz wyposażenie stanowiska pracy, sprawdzian postępów, sprawdzający poziom wiedzy po wykonaniu ćwiczeń. Wykonując sprawdzian postępów powinieneś odpowiadać na pytanie tak lub nie, co oznacza, że opanowałeś materiał albo nie. Zaliczenie ćwiczeń jest dowodem osiągnięcia umiejętności określonych w tej jednostce modułowej. Jeżeli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproś nauczyciela lub instruktora o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność. 4. Zestaw pytań sprawdzających Twoje opanowanie wiedzy i umiejętności z zakresu całej jednostki. Po przerobieniu materiału spróbuj zaliczyć sprawdzian z zakresu jednostki modułowej. Jednostka modułowa: Montaż kominów stalowych , której treści teraz poznasz jest częścią modułu Technologia montażu konstrukcji metalowych . Bezpieczeństwo i higiena pracy W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bhp oraz instrukcji przeciwpożarowych, wynikających z rodzaju wykonywanych prac. Przepisy te poznasz podczas trwania nauki. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 3 712[04].Z1 Technologia montażu konstrukcji metalowych 712[04].Z1/2.01 Dobieranie narzędzi, sprzętu i maszyn do robót montażowych 712[04].Z1/2.02 Wykonywanie podstawowych pomiarów w robotach budowlanych 712[04].Z1/2.03 Wykonywanie rusztowań do robót budowlanych 712[04].Z1.04 Aączenie elementów konstrukcji w stykach montażowych 712[04].Z1.05 Montaż hal 712[04].Z1.06 Montaż zbiorników cylindrycznych 712[04].Z1.07 Montaż kominów stalowych 712[04].Z1.08 Montaż budynków wielokondygnacyjnych 712[04].Z1.09 Montaż wież i masztów 712[04].Z1.10 Montaż zbiorników kulistych 712[04].Z1.11 Wykonywanie konserwacji i napraw uszkodzonych elementów konstrukcji metalowych 712[04].Z1.12 Schemat układu jednostek modułowych Rozliczanie robót montażowych Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 4 2. WYMAGANIA WSTPNE Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej Montaż kominów stalowych powinieneś umieć: - stosować terminologię budowlaną, - odczytywać i interpretować rysunki budowlane, - posługiwać się dokumentacją budowlaną, - organizować stanowisko pracy zgodnie z wymogami ergonomii i przepisami bhp, - transportować materiały budowlane, - korzystać z różnych zródeł informacji, - dobierać narzędzia i sprzęt do robót montażowych, - wykonywać podstawowe pomiary w robotach budowlanych, - wykonywać rusztowania do robót budowlanych, - łączyć elementy konstrukcji w stykach montażowych. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 5 3. CELE KSZTAACENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: - scharakteryzować kominy stalowe, - dobrać narzędzia i sprzęt do montażu kominów stalowych, - dobrać materiały do montażu kominów, - dobrać odpowiednią metodę do montażu kominów stalowych, - zmontować turbulizatory i tłumiki drgań na trzonach kominów stalowych, - zmontować elementy wyposażenia komina, - złączyć liny odciągowe z trzonem komina i blokiem fundamentowym, - wykonać połączenia kołnierzowe segmentów komina, - wykonać połączenia śrubowe segmentów wieży podtrzymującej trzon komina, - wykonać połączenie trzonu komina z fundamentem, - zmontować głowicę trzonu komina, - wykonać izolację termiczną trzonu komina, - wykonać prace montażowe kominów zgodnie z zasadami bhp, - wykorzystać dokumentację techniczną. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 6 4. MATERIAA NAUCZANIA 4.1. Rodzaje konstrukcji kominów 4.1.1. Materiał nauczania Klasyfikacji kominów stalowych można dokonać uwzględniając następujące kryteria: a) technologiczne (temperatura i skład odprowadzanych gazów, sposób doprowadzania i odprowadzania gazów), b) konstrukcyjno-budowlane (typ komina, jego kształt, przekrój poprzeczny, wysokość, sposób posadowienia rodzaj materiału) c) szczegółów konstrukcji i rodzajów zabezpieczeń (ochrona termiczna, wykładzina wewnętrzna lub wykładzina zewnętrzna, ochrona antykorozyjna, sposób łączenia segmentów, wyposażenie zwykłe i dodatkowe). Ze względu na konstrukcję rozróżnia się następujące typy kominów stalowych: a) kominy wolnostojące, b) kominy z dodatkowym podparciem, c) kominy z odciągami stalowymi, d) kominy w wieży kratowej. Rys.1. Rodzaje kominów ze względu na konstrukcję: a) wolnostojący, b) z dodatkowym podparciem, c) z odciągami stalowymi, d) w wieży kratowej [1, s.416] Najczęściej stosowanym rozwiązaniem konstrukcyjnym komina jest komin wolnostojący. Schemat statyczny takiego komina odpowiada wspornikowi utwierdzonemu w fundamencie. Trzon komina jest wówczas sztywno zakotwiony w fundamencie żelbetowym, który przenosi wszystkie obciążenia na grunt i zapewnia sztywność całej konstrukcji. Kominy wolnostojące nie muszą w każdym przypadku być zakotwione w fundamencie, mogą być również ustawione na dachu, stropie lub na specjalnej konstrukcji wsporczej. Kominy z odciągami linowymi mają jeden lub więcej poziomów odciągów. Trzon komina może być zamocowany na fundamencie sztywno lub przegubowo. Odciągi są rozmieszczone Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 7 w poziomie co 120 stopni. W tego typu konstrukcjach wymagana jest odpowiednio duża powierzchnia terenu, aby można było zakotwić liny w blokach fundamentowych. Kominy umieszczone w wieżach kratowych pozwalają uzyskać wysokość nawet ponad 300 m. Przewody kominowe mogą być zawieszone na konstrukcji wieży lub oparte na własnym fundamencie. Trzon komina może współpracować z obudową kratową w przenoszeniu obciążeń, lub całość obciążenia może przejmować wieża. Kominy z dodatkowym podparcem przedstawiają rozwiązania pośrednie. Trzon nośny oparty jest dołem na fundamencie, a wyżej podparty poziomo trójnogami w postaci ukośnych słupów. Wykonuje się również kominy o trzonach poziomo mocowanych do budynków. Ze względu na ilość użytych rur na trzon komina rozróżnia się: - kominy jednopowłokowe, - kominy dwupowłokowe. W kominach jednopowłokowych trzon komina jest jednowarstwowy, tj. składa się z samego płaszcza nośnego. Do tej grupy kominów zalicza się również kominy z izolacją termiczną, antykorozyjną lub wykładziną niemetaliczną. Kominy dwupowłokowe składają się z dwóch rur stalowych, pomiędzy którymi znajduje się warstwa izolacji termicznej. Płaszczem nośnym jest najczęściej rura zewnętrzna, wykonana ze stali o podwyższonej odporności na korozję. Rura wewnętrzna odprowadzająca gazy może być albo cienką wykładziną ze stali kwasoodpornej albo stalową rurą samonośną. Rys.2. Komin dwupowłokowy [3, s.381] 4.1.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Według jakich czynników możemy dokonać klasyfikacji kominów? 2. Jakie znasz typy konstrukcji kominów stalowych? 3. Co może stanowić posadowienie komina? 4. Jakie rozwiązanie konstrukcyjne komina pozwala na uzyskanie największych wysokości? 5. Jakie kominy nazywamy jednopowłokowymi, a jakie dwupowłokowymi? Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 8 4.1.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Przedstaw na rysunkach schematy konstrukcyjne kominów stalowych. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z klasyfikacją kominów, 2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 3) narysować schematy kominów zwracając szczególną uwagę na podstawowe elementy konstrukcyjne, 4) zaprezentować wykonane ćwiczenie, 5) dokonać oceny poprawności i estetyki wykonanego ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: blok techniczny formatu A4, przybory kreślarskie, literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 2 Wykaż różnice pomiędzy konstrukcją komina jednopowłokowego a dwupowłokowego. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z klasyfikacją kominów , 2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 3) wypisać na arkuszu różnice w konstrukcji kominów, 4) zaprezentować wykonane ćwiczenie, 5) dokonać oceny poprawności i estetyki wykonanego ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: blok techniczny formatu A4, przybory kreślarskie, literatura z rozdziału 6. 4.1.4. Sprawdzian postępów Tak Nie Czy potrafisz: 1) określić kryteria klasyfikacji kominów? 2) rozróżnić konstrukcje kominów stalowych? 3) określić sposoby posadowienia kominów stalowych? 4) wykazać różnice między kominem jedno i dwupowłokowym? 5) dokonać prezentacji wykonanego ćwiczenia? Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 9 4.2. Materiały stosowane do budowy kominów 4.2.1. Materiał nauczania Do wykonania trzonu (płaszcza) komina stalowego stosuje się gotowe rury lub blachy walcowane na gorąco ze stali: węglowych, niskostopowych, o podwyższonej odporności na korozję, a także ze stali stopowych odpornych na korozję, żaroodpornych. Dobór gatunku stali jest uwarunkowany: a) rodzajem komina, b) przeznaczeniem komina, c) składem chemicznym odprowadzanych gazów, d) temperaturą odprowadzanych gazów, e) warunkami technologicznymi i eksploatacyjnymi. Najczęściej do wykonania trzonów stosuje się stale trudnordzewiejące. W instalacjach przemysłu chemicznego kominy muszą być wykonywane ze specjalnych gatunków stali odpornych na korozję, żaroodpornych według indywidualnych analiz. Ważnym elementem budowy komina jest jego izolacja termiczna. Stanowi ona warstwę materiału o małym współczynniku przewodności cieplnej. Na izolację stosuje się następujące materiały: a) wełnę mineralną, b) watę bazaltową, c) watę szklaną, d) szkło piankowe. W kominach przemysłowych izolacja termiczna znajduje się między płaszczem komina a wykładziną ceramiczna stanowiącą wewnętrzną warstwę przewodu kominowego. Ceramiczne wykładziny wewnętrzne wykonuje się z: a) cegły kominówki, b) cegły klinkierowej, c) cegły pełnej, d) cegły szamotowej, e) kształtek ognioodpornych, f) płytek kształtek kwasoodpornych. Dobór materiału okładziny zależy od tych samych czynników jak przy doborze stali na trzon słupa. Aby zapewnić szczelność wykładziny stosuje się odpowiednio dobrane zaprawy lub kity, kształtki z kapinosami. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 10 1 kształtka kapinosowa 2 kształtka (cegła) zwykła 3 uszczelnienie 4 wkładka żaroodporna 5 wspornik 6 płaszcz stalowy Rys. 3. Szczegół oparcia wykładziny ceramicznej na wsporniku [1, s.422] Wewnętrzne warstwy izolacyjno-wykładzinowe w kominach stalowych mogą być również wykonane z natryskowego betonu żaroodpornego. Inną grupę materiałów w kominach stalowych stanowią powłoki ochronne zabezpieczające przed czynnikami środowiska atmosferycznego jak np. farby itp. 4.2.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakie rodzaje stali stosuje się na trzon (płaszcz) kominów? 2. Czym uwarunkowany jest dobór stali do wykonania trzonu komina? 3. Jakie materiały mają zastosowanie do wykonywania izolacji termicznej trzonu komina? 4. W którym miejscu komina znajduje się wykładzina ceramiczna? 5. Z jakich materiałów można wykonać wykładzinę ceramiczną trzonu komina stalowego? 6. Co zapewnia odpowiednią szczelność wykładziny ceramicznej komina? 7. Jakim sposobem na trzon komina stalowego nanosi się wykładzinę z betonu żaroodpornego? 4.2.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Spośród przedstawionych materiałów wybierz te, które stosuje się do izolacji płaszcza komina stalowego. Sposób wykonania ćwiczenia Nauczyciel, dysponując próbkami materiałów przedstawi Ci do wyboru kilka materiałów budowlanych. Wśród nich znajdują się trzy, które powinieneś rozpoznać, wybrać i przedstawić nauczycielowi. Wyposażenie stanowiska pracy: literatura z rozdziału 6. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 11 próbki płaszcza komina stalowego, próbki materiałów budowlanych: - szkło piankowe czarne, - gazobeton, - wełna mineralna, - wata bazaltowa, - styropian ekstrudowany. Ćwiczenie 2 Spośród przedstawionych materiałów wybierz te, które stosuje się do wykonania wykładzin ceramicznych płaszcza komina stalowego. Sposób wykonania ćwiczenia Nauczyciel, dysponując próbkami materiałów przedstawi Ci do wyboru kilka materiałów budowlanych. Wśród nich znajdują się trzy, które powinieneś rozpoznać, wybrać i przedstawić nauczycielowi. Wyposażenie stanowiska pracy: literatura z rozdziału 6. próbki materiałów budowlanych: - cegła kominówka, - cegła dziurawka, - cegła klinkierowa, - cegła kratówka, - kształtka szklana, - pustak MAX. 4.2.4. Sprawdzian postępów Tak Nie Czy potrafisz: 1) określić, czym uwarunkowany jest dobór stali do wykonania trzonu komina? 2) określić, z jakich stali wykonuje się płaszcz komina stalowego? 3) rozróżnić materiały do wykonania izolacji termicznej komina stalowego? 4) rozróżnić materiały do wykonania wykładziny ceramicznej komina stalowego? 5) określić, co zapewnia odpowiednią szczelność wykładziny ceramicznej komina? Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 12 4.3. Elementy konstrukcyjne kominów 4.3.1. Materiał nauczania Komin stalowy składa się z następujących elementów: a) fundamentu, b) trzonu, c) instalacji zewnętrznych (elektrycznych, odgromowych), d) wyposażenia (drabiny włazowe, galerie kontrolne i spocznikowo-oświetleniowe, urządzenia pomiarowe). Trzon jest głównym elementem konstrukcji nośnej komina. Przenosi nie tylko obciążenia od wiatru i temperatury, ale także od wyposażenia wewnętrznego i instalacji oraz od wewnętrznych warstw izolacji termicznej, wykładzin. Trzon komina stalowego może być także wyposażony w przerywacze drgań lub tłumiki mechaniczne drgań. Trzon komina stalowego składa się z segmentów wykonanych z rur stalowych lub blach. Minimalna grubość blach płaszcza komina wynosi 6 mm. Przy konstruowaniu należy zapewnić dobre wykonanie robót spawalniczych. Trzon komina składa się najczęściej z wielu typowych segmentów pośrednich oraz kilku nietypowych, do których można zaliczyć: segment dolny podstawy trzonu, segment głowicowy, segmenty z otworami i inne. Kominy stalowe nie w każdym przypadku posadowione są na fundamencie, który najczęściej stanowi płyta żelbetowa o kształcie kołowym lub kwadratowym. W niektórych przypadkach kominy stalowe ustawia się na cokołach żelbetowych lub ceglanych. Segmenty trzonu komina łączy się za pomocą spawania lub skręcania śrubami. W połączeniach na śruby przy łączeniu segmentów stosuje się połączenia kołnierzowe natomiast w połączeniach spawanych wykonuje się spoiny czołowe. Kołnierze połączeń śrubowych mogą się znajdować od wewnętrznej lub od zewnętrznej strony płaszcza komina. W pierwszym przypadku kołnierze można wykorzystać do oparcia wykładziny ceramicznej. 1 płaszcz stalowy 2 kołnierze stalowe 3 izolacja termiczna 4 wykładzina z cegły 5 izolacja z niepalnego materiału 6 śruby 7 przerwa dylatacyjna Rys. 4. Połączenia kołnierzowe segmentów komina: a) wewnętrzne, b) zewnętrzne [1, s.423] Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 13 Głowica komina pokrywana jest często ochronnymi kształtkami żeliwnymi, staliwnymi lub stalowymi. Rys. 5. Głowica trzonu z pokrywą żeliwną 1 [1, s.424] Rys. 6. Głowica trzonu komina z: 1 wykładziną i 2 izolacją termiczną [1, s.424] W części górnej poniżej głowicy komina umieszcza się galerię górną, która oprócz funkcji kontrolnych i oświetleniowych może służyć jako pomost ochronny ograniczający opadanie na płaszcz komina agresywnych płynów. W niektórych rozwiązaniach stosuje się przy wierzchołku komina daszki ochronne np. w kominach wentylacyjnych lub zwężki wylotowe (dyfuzory) zapewniające zwiększenie szybkości wylotowej gazów. Najniższy segment komina zakotwiony jest w fundamencie lub cokole za pośrednictwem śrub fundamentowych lub belek kotwiących. Usztywnienie i wzmocnienie podstawy słupa uzyskuje się przez wprowadzenie żeber usztywniających i pierścieni poziomych. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 14 1 podlewka z zaprawy cementowej Rys. 7. Podstawa trzonu komina wolno stojącego [1, s.424] Trzon komina w jego dolnej części jest osłabiony otworami służącymi do wprowadzenia gazów do komina oraz do kontroli i czyszczenia wnętrza. Aby zwiększyć sztywność płaszcza w tych miejscach stosuje się wzmocnienia na obrzeżach otworów w postaci usztywnień, obramowań. Rys. 8. Schemat wzmocnienia trzonu komina przy otworze [2, s.385] Zewnętrzne wyposażenie kominów stanowią przede wszystkim galerie (pomosty) oraz drabiny włazowe z osłonami. Galerie kontrolne, remontowe lub spocznikowo-oświetleniowe są konstrukcjami wspornikowymi, mocowanymi do płaszcza komina. Składają się z: a) konstrukcji nośnej, b) pokrycia pomostu, c) balustrady. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 15 1 wspornik nośny 2 pokrycie pomostu 3 słupek balustrady 4 trzon komina Rys. 9. Przekrój galerii komina [1, s.426] Na galeriach mogą się znajdować lampy oświetleniowe, urządzenia pomiarowo kontrolne i inne. Drabiny włazowe składają się z segmentów z uchwytami przyspawanymi do zewnętrznej powierzchni trzonu komina. Szczeble drabin powinny być rozstawione co około 300 mm, a ich średnica nie powinna być mniejsza od 20 mm. Drabina powinna być zaopatrzona w poziome pałąki ochronne połączone trzema płaskownikami pionowymi o przekroju 5x50 mm. Aby wyeliminować lub ograniczyć nadmierne drgania poprzeczne kominów, wywołane ruchem wirowym gazów stosuje się specjalne środki konstrukcyjne do których należą: a) nakładki rurowe perforowane b) przerywacze drgań (turbulizatory) c) mechaniczne tłumiki drgań Rury perforowane zakłada się tylko przy wierzchołku komina. Przerywacze drgań stosuje się na ogół w górnej części trzonu na odcinku od 0.3 do 0.4 wysokości komina. Turbulizatory wykonuje się jako spiralne z płaskowników, lin, prętów czy nakładek pionowych, a także jako turbulizatory skrzydełkowe. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 16 Rys. 10. Przerywacze drgań poprzecznych: a) rura perforowana przy głowicy komina, b) turbulizator spiralny z płaskownika, c) tubulizator z nakładek pionowych, d) turbulizator skrzydełkowy, e) turbulizator z lin lub prętów, f) turbulizator spiralny z taśmy ażurowej [1, s.427] Tłumiki mechaniczne umieszcza się również w górnej części komina. Rozróżnia się kilka typów tłumików: a) udarowe tłumiki wahadłowe, b) tłumiki cierne, c) tłumki specjalne, d) tłumki cieczowe. 1 zawieszenie tłumika 2 nakładane obciążniki stanowiące masę tłumika 3 ściana konstrukcji wytłumianej 4 odbojniki gumowe Rys. 11. Schemat udarowego tłumika wahadłowego [1, s. 428] Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 17 1 konstrukcja trzonu 2 wspornik 3 wieszak 4 masa tłumiąca, zawieszona na zewnątrz trzonu 5 - wibroizolator Rys. 12. Schemat tłumika Hirscha [1, s.428] 4.3.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Z jakich elementów składa się konstrukcja komina stalowego? 2. Co jest głównym elementem konstrukcji nośnej komina? 3. Z jakich elementów składa się trzon komina stalowego? 4. W jaki sposób łączone są poszczególne segmenty trzonu komina stalowego? 5. Jakie spoiny stosuje się przy spawaniu blach w segmentach trzonu komina? 6. Jakie połączenia śrubowe stosuje się przy skręcaniu na śruby segmentów komina? 7. W jaki sposób usztywnia się i wzmacnia głowicę trzonu komina stalowego? 8. Jakie są sposoby zakotwienia podstawy komina w fundamencie? 9. W jaki sposób usztywnia się i wzmacnia podstawę trzonu komina? 10. W jaki sposób wzmacnia się trzon komina w miejscu występowania otworów? 11. Jakie elementy stanowią wyposażenie komina stalowego? 12. W jakim celu montuje się galerie na trzonach kominów stalowych? 13. Z jakich elementów składa się galeria komina stalowego? 14. Jakie są zasady konstruowania drabin włazowych? 15. Jakie elementy konstrukcyjne stosuje się w celu wyeliminowania lub ograniczenia drgań komina? 16. W jaki sposób wykonuje się turbulizatory (przerywacze drgań)? 17. Z jakich elementów składa się udarowy tłumik wahadłowy? Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 18 4.3.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Wykonaj na elementach modelu montaż połączenia trzonu komina wolnostojącego z fundamentem za pomocą śrub fundamentowych, zgodnie z dokumentacją techniczną. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 2) zapoznać się z dokumentacją, 3) pobrać sprzęt do wykonania montażu, 4) stosować przepisy bhp, 5) dokonać połączenia podstawy trzonu konina z fundamentem, - naprowadzić podstawę komina na stopę fundamentową, - wstępnie wyregulować konstrukcję, - połączyć śrubami obydwie konstrukcje, - sprawdzić pionowość i prostopadłość krawędzi oraz dokonać ewentualnej regulacji, 6) zaprezentować wykonane ćwiczenie, 7) dokonać oceny wykonanego ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: model konstrukcji podstawy trzonu komina stalowego, dokumentacja techniczna do wykonania montażu, model stopy fundamentowej, zestaw śrub, zestaw kluczy, podstawowy sprzęt mierniczy (pion, poziomica, kątownik, miara zwijana), drążki montażowe, młotki, instrukcje bhp, literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 2 Wykonaj na elementach modelu śrubowe połączenie kołnierzowe zewnętrzne segmentów komina stalowego, zgodnie z dokumentacją techniczną. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 2) zapoznać się z dokumentacją, 3) pobrać narzędzia i sprzęt do dokonania montażu, 4) stosować przepisy bhp, 5) wykonać połączenia kołnierzowe segmentów komina, - naprowadzić segmenty komina do połączenia, - wstępnie wyregulować konstrukcję, - połączyć śrubami obydwie konstrukcje, - sprawdzić pionowość i prostopadłość krawędzi oraz dokonać ewentualnej regulacji, 6) zaprezentować wykonane ćwiczenie, Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 19 7) dokonać oceny wykonanego ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: model konstrukcji segmentów trzonu komina stalowego, dokumentacja techniczna do wykonania montażu, zestaw śrub, zestaw kluczy, podstawowy sprzęt mierniczy (pion, poziomica, kątownik, miara zwijana), drążki montażowe, młotki, instrukcje bhp, literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 3 Wykonaj na elementach modelowych montaż galerii komina stalowego za pomocą połączeń śrubowych, zgodnie z dokumentacją techniczną. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 2) zapoznać się z dokumentacją, 3) pobrać narzędzia do wykonania montażu, 4) stosować przepisy bhp, 5) wykonać połączenia poszczególnych elementów galerii stosując połączenia śrubowe, - wykonać montaż wsporników, - wykonać pokrycie pomostu, - zmontować balustradę galerii, 6) zaprezentować wykonane ćwiczenie, 7) dokonać oceny wykonanego ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: model konstrukcji segmentu trzonu komina stalowego, elementy konstrukcyjne galerii komina (wsporniki, elementy pomostu, elementy balustrady), dokumentacja techniczna do wykonania montażu, zestaw śrub, zestaw kluczy, podstawowy sprzęt mierniczy (pion, poziomica, kątownik, miara zwijana), instrukcje bhp, literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 4 Wykonaj na elementach modelowych montaż głowicy trzonu komina stalowego montując żeliwną pokrywę za pomocą połączeń śrubowych, zgodnie z dokumentacją techniczną. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 2) zapoznać się z dokumentacją, Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 20 3) pobrać narzędzia do wykonania montażu, 4) stosować przepisy bhp, 5) wykonać połączenie żeliwnej pokrywy z górnym segmentem komina stosując połączenia śrubowe, - naprowadzić elementy komina do połączenia, - wstępnie wyregulować konstrukcję, - połączyć śrubami obydwie konstrukcje, - sprawdzić pionowość i prostopadłość krawędzi oraz dokonać ewentualnej regulacji, 6) zaprezentować wykonane ćwiczenie, 7) dokonać oceny wykonanego ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: model konstrukcji segmentu trzonu komina stalowego, elementy konstrukcyjne głowicy komina, dokumentacja techniczna niezbędna do wykonania montażu, zestaw śrub, zestaw kluczy, młotki, podstawowy sprzęt mierniczy (pion, poziomica, kątownik, miara zwijana), instrukcje bhp, literatura z rozdziału 6. 4.3.4. Sprawdzian postępów Tak Nie Czy potrafisz: 1) zorganizować stanowisko do wykonania ćwiczeń? 2) dokonać montażu połączenia komina stalowego z fundamentem? 3) wykonać połączenia segmentów komina stalowego? 4) dokonać montażu galerii komina stalowego? 5) dokonać montażu głowicy komina stalowego? Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 21 4.4. Przykłady rozwiązań kominów stalowych i metody ich montażu 4.4.1.Materiał nauczania Metoda montażu komina uzależniona jest przede wszystkim od typu komina oraz czynników zewnętrznych, możliwości używanego sprzętu transportowego, ograniczonego placu budowy. Kominy stalowe wolno stojące, podparte trójnogiem lub usztywniane odciągami najczęściej montuje się metodą nadbudowy segmentów rury kominowej. W metodzie tej monterzy skręcają poszczególne segmenty rury kominowej podawanej przez żuraw. Wielkość wykonywanych segmentów trzonu komina zależy od udzwigu żurawia użytego do montażu. Aby umożliwić wykonanie połączeń poszczególnych segmentów komina należy wykonać osprzęt naprowadzający i centrujący montowany segment, a także rusztowanie dla monterów najczęściej wspornikowe. Rys. 13. Montaż komina wolno stojącego metodą nadbudowy segmentów [5, s. 332] W przypadkach, gdy uniemożliwiony jest dojazd dzwigu samochodowego do miejsca montażu komina w rozbudowanych zakładach przemysłowych, do montażu wykorzystuje się śmigłowiec jako dzwig latający . Przy tej metodzie montażu istotna staje się rola osprzętu naprowadzającego i centrującego. Osprzęt naprowadzający, który zapewnił zestawienie elementów montażowych z dokładnością potrzebną do założenia śrub kołnierzowych dla przedstawionego poniżej komina składał się z trzech elementów: 1) stożka wewnątrz rury kominowej, 2) stożka niskiego na zewnątrz rury kominowej, 3) pierścienia zewnętrznego na montowanym elemencie rury kominowej, 4) trzech zamków sprężynowych. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 22 1- stożek wewnątrz rury kominowej, 2- stożek niski na zewnątrz rury kominowej, 3- pierścień zewnętrzny, 4- zamek sprężynowy Rys.15. Schemat osprzętu naprowadzającego elementy montażowe komina [4. s. 139] Rys. 14. Montaż komina śmigłowcem [5, s. 333] Pierścień ten łącznie ze stożkiem zewnętrznym przyłączono do rury kominowej podczas próbnego montażu; zapewniało to dokładne pokrywanie się otworów na śruby w kołnierzach obu łączonych elementów. Styki elementów montażowych wyposażono w trzy zamki sprężynowe rozmieszczone na obwodzie w rozstawie 120 stopni (rys.15). Zamki w sposób szybki połączyły kołnierze elementu montowanego i elementu już zmontowanego w sztywną całość, tak że możliwe było odczepienie liny nośnej śmigłowca jeszcze przed założeniem śrub w styku. Śmigłowiec był naprowadzany na oś komina przez kierownika lotu, który wraz z radiostacją znajdował się na najwyższej części dachu (na świetliku) hali widocznej z prawej strony rysunku 14. Montowany segment rury kominowej był naprowadzany na styki linami kierunkowymi przez monterów znajdujących się na dachach łączników pomiędzy halami głównymi. Po zakończeniu montażu osprzęt naprowadzający został zdemontowany. Stożek centrujący, który znajdował się wewnątrz rury kominowej był przykręcony śrubami i po odkręceniu śrub opadł na dół komina i został usunięty z przewodu kominowego przez otwór wyczystkowy. [3, s.139] Montaż kominów umieszczonych w wieży podtrzymującej dokonuje się różnymi metodami: montaż metodą nadbudowy kolejnych segmentów wieży podtrzymującej i sukcesywne wprowadzanie w nią segmentów trzonu komina, montaż wieży podtrzymującej i trzonu komina w pozycji poziomej i podniesienie całości konstrukcji przez obrót wokół przegubów łączących dwa pręty krawężnikowe wieży podtrzymującej z fundamentem, montaż wieży podtrzymującej metodą nadbudowy segmentów, Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 23 montaż trzonu komina przez jego wypychanie wewnątrz wieży podtrzymującej. W tej ostatniej metodzie montaż trzonu komina rozpoczyna się od jego górnego segmentu, który jest podnoszony np. na wielokrążkach zamocowanych na wierzchołku wieży podtrzymującej i podbudowywany od dołu kolejnymi segmentami rury kominowej. Kominy w wieży podtrzymującej mają niekiedy wysokość przekraczającą zakres wysokości możliwy do obsłużenia żurawiami samochodowymi. Takie kominy muszą mieć specjalną konstrukcję dostosowaną do montażu rury kominowej przez wypychanie. Zagadnienie montażu zostało dobrze opracowane w projekcie komina o wysokości 180 m. W konstrukcji tego komina wyróżnić można trzon, wieżę wewnętrzną, wieżę zewnętrzną i łączniki. Rys. 16. Konstrukcja komina w wieży kratowej [5, s. 335] Trzon komina podzielono dylatacjami na trzy części. Każda z nich jest zawieszona od góry na pomostach stałych wieży wewnętrznej. Wieża podtrzymująca o wysokości 158 m ma przekrój trójkątny zmienny skokowo na całej wysokości. Wieża wewnętrzna jest utwierdzona sprężyście między dwiema przeponami wieży zewnętrznej (w poziomie + 22,0 i + 46,0), przenoszącymi siły poziome. Przepona w poziomie + 46,0 m jest przystosowana do przenoszenia również sił pionowych. Krawężniki wieży zewnętrznej są sztywno utwierdzone w fundamencie (zabetonowane). Metodę montażu omawianego komina pokazano schematycznie na rys.17. Można wyróżnić następujące fazy montażu: scalenie w pozycji poziomej górnej wieży (długości 57 m) wraz z końcówką trzonu komina (faza I), montaż metodą obrotu górnej części wieży wraz z końcówką trzonu komina (faza II), montaż wieży zewnętrznej metodą obrotu (faza III), Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 24 montaż wieży wewnętrznej poszczególnymi jej segmentami za pomocą wypychania (faza IV XII), montaż trzonu komina metodą wypychania (faza XIII). Scalone elementy wieży wewnętrznej ustawiono pionowo i transportowano do środka wieży zewnętrznej na specjalnej platformie, a następnie wypychano je do góry za pomocą układu mechanicznego złożonego ze zbloczy stałych zawieszonych na wieży zewnętrznej i zbloczy ruchomych podwieszonych do obejmy podpierającej od dołu wypychany segment. Podnoszenie wykonywano za pomocą wciągarek elektrycznych. Stateczność wypychanej wieży wewnętrznej zapewniały przepony w poziomie +22,0 i 46,0 m. Rys. 17. Fazy montażu komina [5, s. 336] Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 25 4.4.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczenia. 1. Jakimi metodami montuje się kominy stalowe? 2. Na czym polega metoda nadbudowy segmentów przy montażu komina stalowego? 3. Na czym polega montowanie komina tzw. dzwigiem latającym ? 4. Z jakich elementów składa się osprzęt naprowadzający przy montażu komina śmigłowcem ? 5. Jakie są sposoby montażu komina w wieży podtrzymującej? 4.4.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Zaproponuj metodę montażu komina stalowego wolnostojącego jednopowłokowego o wysokości 50 metrów. Teren budowy nie stwarza trudności w zastosowaniu jakiegokolwiek sprzętu montażowego. Swoje rozwiązanie przedstaw na arkuszu papieru. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 2) wypisać kolejne czynności montażowe, 3) dokonać analizy wykonanego ćwiczenia, 4) wskazać wady i zalety metody, którą wybrałeś, 5) zaprezentować efekty swojej pracy, 6) dokonać oceny pracy. Wyposażenie stanowiska pracy: blok rysunkowy formatu A3, pisaki, ołówki różnej twardości, gumka, linijka, literatura rozdziału 6 Ćwiczenie 2 Wykonaj montaż na elementach modelowych komina wolnostojącego jednopowłokowego metodą nadbudowy segmentów zgodnie z dokumentacją techniczną. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 2) zapoznać się z dokumentacją, 3) pobrać odpowiednie narzędzia i sprzęt do wykonania montażu, 4) transportować elementy komina na miejsce wbudowania, 5) wykonać połączenia poszczególnych elementów komina stosując połączenia śrubowe, 6) stosować przepisy bhp, 7) zaprezentować wykonane ćwiczenie, 8) dokonać oceny wykonanego ćwiczenia. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 26 Wyposażenie stanowiska pracy: modele segmentów trzonu komina stalowego, modele elementów wyposażenia komina, dokumentacja techniczna niezbędna do wykonania montażu, zestaw śrub, zestaw kluczy, wciągarka ze zbloczem do transportu pionowego modeli elementów komina, podstawowy sprzęt mierniczy (pion, poziomica, kątownik, miara zwijana), drążki montażowe, młotki, instrukcje bhp, literatura z rozdziału 6. 4.4.4. Sprawdzian postępów Tak Nie Czy potrafisz: 1) zorganizować stanowisko do wykonania ćwiczeń? 2) wskazać różnice między metodami montażu kominów stalowych? 3) wybrać odpowiednią metodę montażu komina stalowego? 4) wykonać montaż komina stalowego? Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 27 5. SPRAWDZIAN OSIGNIĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1. Przeczytaj uważnie instrukcję. 2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi. 3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych. 4. Test zawiera 20 zadań o różnym stopniu trudności. Są to zadania: otwarte, z luką i wielokrotnego wyboru, prawda fałsz. 5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce znak X lub wpisując prawidłową odpowiedz. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedz zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedz prawidłową. 6. Test składa się z dwóch części o różnym stopniu trudności: I część poziom podstawowy, II część - poziom ponadpodstawowy. 7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania. 8. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie na pózniej i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny. 9. Na rozwiązanie testu masz 60 min. Powodzenia ! ZESTAW ZADAC TESTOWYCH Część I 1. Głównym elementem konstrukcji nośnej komina stalowego jest: a) galeria , b) trzon, c) fundament, d) wykładzina ceramiczna. 2. Typy konstrukcji kominów stalowych to: & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 3. Przy łączeniu segmentów komina śrubami stosuje się połączenia & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 4. Do izolacji termicznej kominów stosuje się: a) wełnę mineralną, b) styropian, c) płytę pilśniową, d) piankę poliuretanową. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 28 5. Galerie na trzonach kominów składają się z: & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 6. Jeśli trzon komina składa się tylko z samego płaszcza nośnego, to takie kominy nazywamy & & & & & & & & & ... . 7. Połączenia spawane blach w segmentach trzonu komina i łączenie całych segmentów wykonuje się stosując spoiny: a) czołowe, b) pachwinowe, c) otworowe, d) grzbietowe. 8. W skład wyposażenia kominów stalowych między innymi elementami wchodzi: a) galeria, b) głowica, c) wykładzina ceramiczna, d) izolacja termiczna. 9. Aby wyeliminować lub ograniczyć nadmierne drgania poprzeczne kominów, wywołanych ruchem wirowym gazów stosuje się specjalne środki konstrukcyjne, do których należą: & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 10. Wykładzinę ceramiczną trzonu komina stalowego można wykonać z: a) cegły kratówki, b) cegły dziurawki, c) cegły klinkierowej, d) pustaka MAX. 11. Kołnierze połączeń śrubowych przy łączeniu segmentów komina mogą się znajdować od wewnętrznej lub od zewnętrznej strony płaszcza komina. a) tak b) nie 12. Szczeble drabiny włazowej powinny być rozstawione w odstępach około: a) 400 mm, b) 300 mm, c) 200 mm, d) 250 mm. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 29 13. Minimalna grubość blach trzonu komina jednopowłokowego, wolno stojącego lub z odciągami wynosi: a) 6 mm, b) 4 mm, c) 7 mm, d) 8 mm. Część II 14. Dobór stali do wykonania trzonu komina jest uwarunkowany & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 15. Poniższy rysunek przedstawia: a) turbulizator z nakładek pionowych, b) rurę perforowaną przy głowicy słupa, c) turbulizator skrzydełkowy, d) turbulizator spiralny. 16. Na trzony kominów stalowych stosuje się następujące grupy stali: & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 17. W kominach stalowych zamiast wykładziny z materiału ceramicznego może być zastosowana warstwa z natryskowego betonu żaroodpornego. a) tak b) nie Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 30 18. Cyfrą 1 na poniższym rysunku podstawy trzonu komina zaznaczona jest: a) blacha pozioma postawy, b) podlewka cementowa, c) fundament, d) izolacja. 19. Kominy dwupowłokowe składają się na ogół z dwóch rur stalowych, pomiędzy którymi znajduje się warstwa izolacji termicznej. a) tak. b) nie. 20. Galerie kontrolne, remontowe lub spocznikowo-oświetleniowe są konstrukcjami wspornikowymi mocowanymi do & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 31 KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .. Montaż kominów stalowych Zakreśl lub wpisz poprawną odpowiedz. Numer Odpowiedzi Punktacja pytania 1 a b c d 2 3 4 a b c d 5 6 7 a b c d 8 a b c d 9 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 32 10 a b c d 11 a b 12 a b c d 13 a b c d 14 15 a b c d 16 17 a b 18 a b c d 19 a b 20 Razem Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 33 6. LITERATURA 1. Aubiński M., Żółtowski W.: Konstrukcje metalowe cz. II. Arkady, Warszawa 2004 2. Mach J., Polisiewicz M.: Montaż kominów stalowych o wysokości 180 m metodą wypychania. Inżynieria i budownictwo , nr 9/1985 3. Włodarczyk W.: Konstrukcje stalowe cz. 1. Podstawy projektowania. WSiP, Warszawa 1997 4. Ziółko J., Orlik G.: Montaż konstrukcji stalowych. Arkady, Warszawa 1980 5. Ziółko J.: Konstrukcje stalowe cz.2. Wytwarzanie i montaż. WSiP, Warszawa 1995 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 34