Обзор проекта

Этот проект сборного стального цеха расположен во втором промышленном городе Джидде, на побережье Красного моря в Саудовской Аравии. Заказчиком является компания по изготовлению металлоконструкций, поставляющая стальные компоненты, сосуды под давлением и механическое оборудование для нефтегазовых и энергетических проектов в регионе Красного моря.

Для реализации проекта требовалось построить прочное производственное здание, способное вместить несколько станков с ЧПУ для резки, листопрокатное оборудование, сварочные станции, печи для термообработки и 20-тонный мостовой кран для перемещения крупных сборных узлов между рабочими местами и к месту погрузки. В цехе также требовался интегрированный пункт контроля качества и небольшой офисный блок с раздевалками.

Компания Meituo Buildings поставила полный комплект сборных стальных конструкций, включая основной каркас, рассчитанный на нагрузку от 20-тонного крана, балки и концевые упоры для крановых путей, все вспомогательные элементы каркаса, облицовку из теплоизоляционных панелей, промышленные двери, систему вентиляции, а также полный комплект чертежей, заверенных лицензированным инженером-конструктором.

Технические характеристики проекта

Общая площадь цеха составляет 4800 квадратных метров. Здание имеет ширину 40 метров и длину 120 метров и состоит из пяти пролетов портальной рамы по 24 метра. Высота карниза составляет 12 метров, что обеспечивает достаточную высоту для крюка 20-тонного мостового крана, сохраняя при этом безопасный зазор в 1,2 метра между максимальным положением крюка и нижней стороной балки кранового пути.

Основной несущий каркас выполнен из сварных колонн и стропил H-образного сечения из конструкционной стали Q355B. Толщина колонн составляет 600 миллиметров, ширина полок — 250 миллиметров, что обусловлено суммарной вертикальной нагрузкой от крыши и горизонтальным моментом от работы крана. Толщина стропил в середине пролета составляет 700 миллиметров, уменьшаясь до 400 миллиметров в местах соединения с коньком и колоннами, что оптимизировано для распределения изгибающего момента в портальном каркасе.

Проектирование балок для подъемной полосы крана

Для 20-тонного мостового крана потребовалось тщательное проектирование балок кранового пути и их соединения с главными колоннами. Балки пути изготовлены из сварного двутаврового профиля толщиной 800 миллиметров с усилением верхней полки для распределения сосредоточенных нагрузок от колес кранового моста. Балки пути соединены с кронштейнами крана, приваренными к внутренней поверхности главных колонн на высоте, обеспечивающей необходимую высоту подъема крюка крана при максимальной нагрузке.

Классификация крана по усталостной прочности была подтверждена как A5 в соответствии с классификацией методом конечных элементов, что отражает умеренный и высокий режим работы в цехе изготовления. Соединения балок кранового пути и сварные швы кронштейнов колонн были спроектированы с учетом требований к усталостной нагрузке, соответствующих данной классификации, что обеспечивает долговременную структурную надежность при многократных циклах нагрузки крана.

После монтажа основной рамы и перед установкой крана выравнивание рельсового пути проверялось с помощью оптического измерительного оборудования. Прямолинейность и ширина колеи рельсов были подтверждены в пределах допусков, установленных производителем крана, перед установкой кранового моста.

Береговая антикоррозионная инженерия

Прибрежная зона Джидды представляет собой значительно повышенный риск коррозии стальных конструкций по сравнению с внутренними районами Саудовской Аравии. Насыщенный солью воздух с Красного моря в сочетании с круглогодично высокой влажностью в Джидде создает условия, классифицируемые как категория коррозионной активности C4 согласно стандарту ISO 12944.

Для основной конструкционной стали спецификация обработки поверхности была следующей: дробеструйная обработка до Sa 2,5, нанесение 80-микронного цинк-фосфатного эпоксидного грунта, нанесение 80-микронного эпоксидного промежуточного слоя, нанесение 60-микронного полиуретанового финишного слоя — общая толщина сухой пленки 220 микрон. Эта система обеспечивает расчетный срок службы до первого технического обслуживания в 15 лет в условиях C4 прибрежной Джидды.

Второстепенные элементы каркаса, включая прогоны, балки, раскосы и соединения балок крановых путей, были подвергнуты горячему цинкованию с плотностью цинкового покрытия 450 грамм на квадратный метр, что обеспечило улучшенную защиту от коррозии в местах соединений и в тех местах, где лакокрасочное покрытие может быть повреждено в результате строительных работ.

Все анкерные болты были оцинкованы методом горячего цинкования и заделаны в бетон с минимальным защитным слоем 75 миллиметров. В местах соединения опорной плиты колонны и гаек анкерных болтов использовались болты из нержавеющей стали, поскольку существует риск биметаллической коррозии.

Для облицовки крыши и стен использованы сэндвич-панели из минеральной ваты толщиной 75 миллиметров с наружной поверхностью, покрытой ПВДФ, светло-серого цвета. Минеральная вата была выбрана для этого проекта вместо пенополиуретана из-за ее негорючести, что важно в цеховых условиях, где операции с использованием открытого огня, включая сварку и резку, создают повышенный риск возгорания.

Проектирование вентиляции для сварочного цеха

В цехе по изготовлению металлоконструкций, где постоянно работают многочисленные сварочные станции, образуется значительное количество сварочных дымов, металлической пыли, тепла от резки и сварки, а также периодически паров растворителей от подготовки поверхности. Система вентиляции здания была спроектирована для удаления всех этих загрязняющих веществ.

Коньковая вентиляция с отверстиями шириной 900 миллиметров проходит по всей длине здания, обеспечивая непрерывный естественный отвод тепла и испарений. Моторизованные настенные жалюзи размером 1500 на 1200 миллиметров расположены на нижнем уровне на северной и южной стенах с интервалом в 6 метров, обеспечивая приток свежего воздуха в открытом состоянии.

Для сварочных работ локальные вытяжные колпаки, соединенные с системой вытяжных вентиляторов, установленной на крыше, обеспечивают улавливание сварочных дымов до того, как они распространятся в общую атмосферу цеха. Эта локальная вытяжная система значительно снижает потребность в вентиляции всего здания по сравнению с одной лишь вентиляцией методом разбавления.

В одном конце цеха расположен отдельный, кондиционируемый контрольно-измерительный бокс площадью 300 квадратных метров, обеспечивающий чистую, контролируемую среду для проверки размеров готовых изделий с использованием прецизионного измерительного оборудования.

Строительство и поставка

Все стальные компоненты были изготовлены на заводе Meituo Buildings в Китае, упакованы в стандартные 40-футовые контейнеры и отправлены в исламский порт Джидды. Время морской перевозки составило 22 дня. Таможенное оформление в порту Джидды было завершено за 4 дня, вся документация была в порядке.

В период изготовления фундамента работы выполнялись строительной компанией из Джидды. Разметка фундамента была подтверждена с использованием плана расположения анкерных болтов компании Meituo Buildings до заливки бетона. Все анкерные болты в основании колонн были обследованы и проверены на соответствие допускам до начала работ бригадой по монтажу стальных конструкций.

Монтаж основного каркаса занял 18 дней, его выполняла бригада из 12 монтажников стальных конструкций с использованием 70-тонного мобильного крана. Балки и рельсы для кранового пути были установлены и обследованы в течение последних 3 дней монтажа каркаса. Установка панелей была завершена местным субподрядчиком по облицовке за 14 дней после завершения монтажа каркаса.

Общее время строительства, от начала работ на площадке до сдачи объекта, составило 112 дней.

Результат проекта

С момента сдачи объекта цех работает непрерывно, изготавливая стальные конструкционные элементы, сосуды под давлением и механические узлы для клиентов энергетического сектора в Саудовской Аравии и регионе Красного моря. 20-тонный кран надежно функционировал в течение первого года эксплуатации, никаких структурных проблем выявлено не было.

Впоследствии клиент поручил компании Meituo Buildings строительство второго цехового здания на соседнем участке, добавив 2400 квадратных метров дополнительных производственных площадей и 10-тонный кран для увеличения объемов производства.