Қазіргі замаңда металдардың және ерітпелердің маңызы өте зор. Олай болатыны металл материалдары мен бұйымдарына құнды құрылыстық, бұйымдық қасиеттер тән. Атап айтатын болсақ - мықтылығының жоғарылығы, едәуір созымталдық деформацияға қабілеттілігі, яғни қысымдық әсерімен оны өндеу мүмкіншілігі, оның ішінде езгіленуге, соғу арқылы созылуға, штампалауға, созуға икемділігі және т.б. қасиеттері бойынша басқа материалдардан ұтымдылығымен ерекшеленеді; құйылу қасиеті, дәнекерленуі, төменгі және жоғары температурада мызғымайтындығы және т.б. қасиеттері басымырақ.
Сондықтан автор өз мақаласында металл бұйымдарын өндіру ерекшеліктеріне тоқталып, оның сапасына әсер ететін факторларды, сонымен бірге құрылыста қолданылатын металл бұйымдарын тереңірек қарастырған.
Қазіргі замаңда металдардың және ерітпелердің маңызы өте зор. Олай болатыны металл материалдары мен бұйымдарына құнды құрылыстық, бұйымдық қасиеттер тән. Атап айтатын болсақ - мықтылығының жоғарылығы, едәуір созымталдық деформацияға қабілеттілігі, яғни қысымдық әсерімен оны өндеу мүмкіншілігі, оның ішінде езгіленуге, соғу арқылы созылуға, штампалауға, созуға икемділігі және т.б. қасиеттері бойынша басқа материалдардан ұтымдылығымен ерекшеленеді; құйылу қасиеті, дәнекерленуі, төменгі және жоғары температурада мызғымайтындығы және т.б. қасиеттері басымырақ.
Металл бұйымдарын өндіру жоғары сапалылық және технологияның қуаттылығымен сипатталады. Мұның бәрі өндіру тәсілінің құрылымын түпкілікті өзгертуді талап етеді. Техникалық бақылау - бұл объектінің (материал, бұйым немесе процесс) бекітілген талаптарға, стандарттау және сертификаттау заңдарына сай болуы.
Стандарттау - бұл ұқсас объектілермен салыстырудағы үлгі эталон модельге сәйкес келінуіне бағыттау. Нәтижесінде нормативті құжаттар дайындалады. Объектінің спецификациясына және оған бекітілген талаптарға байланысты стандарттау: жалпы стандарт, өнімге немесе қызметке, сонымен қатар процеске арналған стандарт, сапаны бақылауға арналған стандарт болып бөлінеді.
Сертификация - бұл бұйымның нормативтік талаптарға сай келуі және оған сәйкес сертификаттың берілуі.
Әрбір бақылау 2 этаппен жүзеге асады:
- - объектінің жағдайы, құрамының көрсеткіштері және белгілері туралы ақпарат алу;
- - бастапқы ақпаратқа сәйкес алдын-ала қабылданған талаптарға, нормаларға және критерилерге сай болғаны немесе сай болмағаны жөнінде екінші ақпарат беру.
Екінші ақпарат бұйымның сапасын жоғарылату үшін қолданылады.
Бақылау жүйесінің негізгі міндеттері болып табылады:
- - зауытқа түскен материалдың сапасын анықтау;
- - өндіру процесі кезіндегі материал ағымының қасиетін және құрамын тағайындау;
- - сапаны бақылау және бұйымды сертификаттау;
- - технологиялық процесті жүзеге асыру үшін бақылау кезінде алынған нәтижелер мен анализдер қолданылады.
Өндірісте бақылау жүйесі өз ішінде жүйелерден тұрады. Зауытта технологиялық бақылау бастапқы шикізаттың құрамын және қасиетін, толтырғыштарды, қосымша материалдарды, жартылай фабрикаттарды анықтауды қамтамасыз ету керек. Оперативті технологиялық бақылау жүйесі материалдың құрамы мен қасиетін және бақылау нәтижелерінің талаптарға сай болуымен айналысыда. Анықтау көлемінің маңызы аз болуы керек және бақылау өте күрделі қондырғылармен жүзеге аспау керек. Параметрлік бақылау жүйесі қондырғының жағдайын және оның жұмыс істеу режимін бағалайды, технологиялық параметрлерін бақылайды, технологиялық ағымды, сыйымдылық деңгейіндегі шығынды өлшейді.
Техникалық бақылау жүйесі сапаны бақылау және өндірілген материал мен бұйымның нормативтік құжаттарға сай болуын қамтамассыз етеді, сонымен қатар бұйымды сертификаттайды. Техниалық бақылау бөлімі сапасыз бұйымды анықтап қана қоймай, осы типтес фактілерді ескертеді. Осы мақсатпен техникалық бақылау бөлімі өндіріске түсетін материал сапасын бақылайды, жарамсыздардың пайда болуы мен бұйымның сапасының төмендеу себебін анықтайды. Техникалық бақылау бөлімі заводтағы және цехтардағы зертханалармен біріге жұмыс жасайды.
Жалпы металл бұйымдарын өндіруде оған қолданылатын шикізат сапасы басты рөл атқарады, яғни бұйым өндіруде арзан металл қолданылғанымен, ол оның сапасын төмендетіп, қолдану ыңғайлылығы мен уақытын азайтады. Сондықтан металдың келесідей қасиеттерін ескеру қажет.
Металл аққыштығы- жүктеме берілу кезінде металдың пластикалық пішінсіздену қасиеті. Металл аққыштығы - жартылай өңделген өнімдерден дайындамалардың сырт пішінін құру кезінде, қысыммен өңдеуге қабілеттігінің барлығын анықтайтын металдардың қажетті технологиялық қасиеті.
Суықтай созу кезінде металл аққыштығын анықтау үшін технологиялық сынама түріндегі сынақтардан (бүгу, сығу, жаншу, т.б. сынақтар) өткізеді. Металл аққыштығы балқытылған металдың құйма қалыпты толтыру қабілеттілігі болып табылады. Ол құйма қорытпалардың ең маңызды технологиялық қасиеттерінің бірі [1, б.128].
Металл аққыштығы жоғары болғанда құйма қалыптың құрама пішінін неғұрлым дәл қайталайды; жұқа қабырғалы бұйымдар дайындауда бұл ерекше маңызды рөл атқарады. Құю температурасы жоғарылаған сайын қорытпаның сұйықтай аққыштығы артады. Металл аққыштығы металдың аққыштық шегі деп аталатын кернеумен сипатталады.
Металл беріктігі - металдардың белгілі бір жағдайлар мен шектерде қандай да бір әсерлерді (түскен жүктемелер, әр түрлі температуралық, магниттік, электрлік, т.б. өрістер, әркелкі кебу немесе ісіну, физикалық-химиялық процестердің дененің әр түрлі бөлігінде әркелкі өтуі, т.б.) бұзылмай қабылдау қасиеті.
Әр түрлі жағдайлар үшін металл беріктігінің критерийлері:
- - пропорционалдық шегі,
- - аққыштық шегі, беріктік шегі,
- - сырғымалық шегі, т.б.
Металл беріктігі бірнеше түрге (теориялық, техникалық, құралымдық, динамикалық, ұзаққа созылатын беріктік) ажыратылады. Металдарды беріктендіру үшін термиялық, химия-термиялық, термомеханикалық, механикалық әдістер қолданылады. Бірліктердің халықаралық жүйесінде (СИ) металл беріктігінің өлшем бірлігі - Н.м/кг.
Металдардың басым көпшілігі қоршаған орта (су, ауа) әсерінен жемірілуге (коррозияға) ұшырайды. Металдарды жемірілуден қорғау - қазіргі заманның ең негізгі мәселесі болып отыр. Жемірілуден қорғаудың негізгі әдістері:
- лактау, бояумен бояу
- Электрохимиялық қорғау
- Катодтық, анодтық қорғау
- Электр қорғау, т.б.
Жалпы металл өнімдері кеңінен қолданылатын сала - құрылыс саласы болып табылады. Металлдар құрылыста екі топпен қолданылады: қара (темір және қортпалар) және түсті. Қара металлдың көміртегі құрамына байланысты шойын және болат болып бөлінеді.
Шойын - көміртегінің құрамы 2%-ден 6,67% дейін темір көміртегінің қортпасы бар. Металл негізінің сипатына байланысты ол төрт топқа бөлінеді: сұры, ақ, жоғары сапалы және таптауға көнгіш шойын.
Сұры шойын - құрамынды 2,4…3,8% көмірдегі бар. Ол жақсы өңделеді, сынғыштығы жоғары болады. Онымен бұйым құю кезінде пайдаланады, соққы әсеріне төзімді.
Ақ шойын - 2,8…3,6% көміртегіне құралады, жоғары қаттылыққа ие, бірақ ол морт сынғыш, өңдеуге қолайсыз, шектеулі қолданады.
Жоғары сапалы шойын 0,03…0,04% магнийдің сұйық шойынын тұндыру жолымен алады, ол химиялық құрамы жағынан сұры шойынмен бірдей болады. Ол өте жоғары біріктік қасиетке ие. Оны сорғыштар, жаппалардың сыртқы қабын құю үшін пайдаланады.
Таптауға көнгіш шойын - ақ шойынды жоғары температурада құю кезінде ұзақ уақыт қыздыру жолымен алады. Ол 2,5…3,0% көміртегінен құралады. Оны жұқа бөлшектер (гайкалар-сомын, скобтар қапсырма) өндіру үшін пайдаланады. Су шаруашылығы құрылысында шойын тақталарды гидротехникалық ғимараттардың бетін қаптау үшін, қоқыстардың шайылуына төтеп беру үшін, су құбырларының жаппалары, құбырларында пайдаланады.
Болаттар - ақ шойынды мартен пешінде қайтадан өңдеу нәтижесінде алады. Болаттағы көміртегінің артуымен олардың қаттылығы мен сынғыштығы көтеріледі, осы мерзімде иілгіштігі мен соққылау тұтқырлығы төмендейді.
Болаттың механикалық және физикалық қасиеті олардың құрамына қосылған элементтердің (никель, хром, вольфрам) әсерінен жақсарады. Олардың құрамына қосылған компоненттердің құрамына байланысты болаттар төрт топқа бөлінеді: көміртекті (қоспа элементтер болмайды), төмен қоспалы (2,5% дейін компоненттер қосылған), орташа қоспалы (2,5…10% компоненттер қосылған), жоғары қоспалы (10% жоғары компоненттер қосылған).
Көміртекті болаттар көміртегінің құрамына байланысты төмен көміртекті (көміртегі 0,15% дейін), орташа көміртекті (0,25…0,6%) және жоғары көміртекті (0,6…2,0%) болып бөлінеді.
Түсті металдар мен қортпаларға алюминий, мыс және олардың қортпалары (цинк, қалайы, қорғасын, магний), мырыш, қорғасын жатады.
Құрылыста - алюминий немесе магний және мыс, қалайы, мырыш, қорғасын негізіндегі жеңіл қортпаларды пайдаланады.
Болаттан жасалған құрылыс материалдары мен бұйымдары. Ыстықтай құйылған болаттар тең тақталы бұрыштар, (тақта ені 20…250 мм); тең емес тақталы бұрыштар; қос таврлы балкалар; қоставрлы енді тақталы балкалар; швеллер.
Металл құрылыс құрылымдары мен ғимараттарын өндіру үшін болат илемді пішіндерді пайдаланады: тең тақталы жән тең емес бұрыштар, швеллер, қоставрлы және таврлы. Болаттан жасалған бекіту бұйымдары ретінде шегендеу, бұрандалар, сомындар, бұрандалар мен шегелер. Құрылыс құрастыру жұмысын орындау кезінде метеллдерды өңдеудің әртүрлі әдістерін қолданады: механикалық, термиялық, дәнекерлеу. Металл жұмысы өндірісінің негізгі әдісіне металлды ыстықтай және суықтай механикалық өңдеу әдістері кіреді.
Металлдарды ыстықтай өңдеу кезінде белгіленген температураға дейін қыздырып, сонан кейін илеумдеу үдерісіндегі сәйкес пішіні мен өлшемге балғамен соққылау немесе пресстің қысымы әсерімен келтіріледі.
Металлдарды суықтай өңдеу слесарлы және металлдарды қию әдісімен өңдеу болып бөлінеді. Слесарлы өңдеу келесі технологиялық операциялардан құралады: өлшеу, кесу, қию, құю, бұрғылау, кесінділер.
Металлдарды өңдеу металлды қию станоктарында жүзеге асырылады (қайрау, сүргілеу, фрезерлеу).
Құрылыс сапасын жақсарту үшін болат бұйымдарын термиялық өңдеуден өткізеді - шыңдау, жұмсарту, жасыту, қалпына келтіру және цементтеу.
Шыңдау - болат бұйымдарды белгілі температураға дейін қыздырып және оларды осы температурада біршама уақыт ұстап тұрады сонан кейін оларды суда, майда немесе майлы эмульсияда жедел суыту жолмен шыңдайды. Шыңдау кезіндегі қыздыру температурасы болаттың құрамындағы көміртегіне байланысты болады. Шыңдау кезінде болаттың беріктігі мен қаттылығы артады.
Жұмсарту - шыңдалатын бұйымдар 150…670°С дейін қыздырылып сонан кейін осы температурада (болаттың маркасына байланысты) белгілі уақытта ұсталады және ауада, суда немесе майда жайлап және жедел суыту жолмен болатты жұмсартады. Жұмсарту үдерісінде болаттың тұтқырлығы артады, олардың ішкі кернеуі мен сынғыштығы төмендейді, олардың өңделуі жақсарады.
Жасыту - болат бұйымдарды 750…960°С температураға дейін қыздырып, осы температурада оларды бабына келтіріп және пеште ақырындап суытылады. Болат бұйымдарды жасыту кезінде болаттың қаттылығы төмендейді, сонымен қатар оның өңделуі жақсарады.
Қалпына келтіру - болатты жасыту температурасынан жоғары температураға дейін қыздырып осы температурада ұстайды, сонан кейін тыныш ауада салқындатады. Қалпына келтірілген соң болат жоғары қаттылықта және құрылымы майда түйіршікті болады.
Цементтеу - бұл үдерісі кезінде бұйым бетінің қаттылығы жоғары болады, тозуға төзімді және беріктігі жоғары болады; осы кезде болаттың ішкі бөлігінің тұтқырлығы сақталады.
Түсті металлдар мен қортпалар. Бұларға: алюминий және оның қортпалары - бұл жеңіл, технологиялық, тоттануға төзімді материал. Оны таза түрінде фольгалар өндіру, деталдарды құю үшін пайдаланады. Алюминий бұйымдарды өндіру үшін алюминий қортпаларын қолданады - алюминий- марганцті, алюминий-магнийлі [1, б.224].
Алюминий қортпаларынан жасалған бұйымдар қарапайым технологиямен өңделетін, сыртқы түрі жақсы, отқа және сейсмикалық төзімді, магнит тартпайды, ұзақ мерзімді болады. Алюминий қортпаларын қоршау құрылымына пайдалану қабырға мен шатырдың салмағын 10…80 есе төмендетеді, құрастырудың еңбек сыйымдылығын қысқартады.
Мыс және оның қортпалары. Мыс - бұл ауыр түсті металл (тығыздығы 8,9 г/см3), жұмсақ және иілмелі, жылу мен электр өткізгіштігі жоғары металл.
Таза түрінде электр сымдарына пайдаланады. Мыс қортпасының қалайымен, алюминиймен, марганц және никелмен бірге түрін бронза деп атайды. Бронза - бұл тоттануға төзімді металл, жоғары механикалық қасиеттеріге ие. Оны санитарлы- техникалық арматуралар өндіру үшін пайдаланады. Мырышпен бірге мыс қортпасын (40% дейін) латунь деп атайды. Ол жоғары механикалық қасиетке ие және тоттануға төзімді, ыстық және суықпен жақсы өңделеді. Оны бұйымдар, парақшалар, сымдар, құбыр түрінде пайдаланды.
Мырыш - бұл тоттануға төзімді металл, шатыр темірлері, бұрандалар түрінде болат бұйымдарды мырыштау кезінде тоттануға қарсы жабын ретінде пайдаланды.
Қорғасын - бұл ауыр, жеңіл өңделетін, тоттануға төзімді металл, келте құбырлардың жіктерін нығыздау, деформациялық жіктерді герметиза- циялау, арнаулы құбырларды өндіру үшін пайдаланады.
Қоршаған ортаның әсерінен металл құрылымдар мен ғимараттарды бүлінеді, оны тоттану деп атайды. Тоттану металлдың бетінен басталып тереңге тарайды, осының салдарынан металл жылтырауын жоғалтады, оның беті бірдей, тең болмайды.
Қоршаған ортамен металлдың қарым қатынасының сипаты бойынша химиялық және электрлі химиялық тоттану болып бөлінеді. Химиялық тоттану металдағы құрғақ газдар немесе электорлитсіз (бензин, май, смола) сұйықтардың әсерінен болады. Электрохимиялық тоттану металлдағы сұйық электролиттер (тұздардың сулы ерітінділері, қышқыл, сілтілер), ылғалды газдар мен ауадағы (электр өткізгіштер) электр тогының туындауынан ілесіп жүреді.
Металлдарды тоттанудан қорғау үшін оларды қорғаудың бірнеше әдістерін қолданады: агрессивті ортадан металлдарды герметизациялау, қоршаған ортаның ластануын төмендету, қалыпты температуралық ылғалды жағдаймен қамтамасыз ету, ұзақ мерзімге төзімді тоттануға қарсы жабындар енгізу. Әдетте металлдарды тоттанудан қорғау мақсатында оларды лакты бояғыш материалдармен (грунтовкалар, бояулар, эмалдар, лактар) жабады, тоттануға төзімді жұқа металл жабындармен (мырышталған, алюминиленген жабындар және т.б.) қорғалады. Бұдан басқа металлды басқа металлдармен қосу (хром, никель және басқа) және металл емеспен бірге балқыту жолмен қорғауға болады [3].
Металл бұйымдарын өндіруде шикізат сапасын қадағалаумен қатар өндіру үрдісін бақылау да өте маңызды, яғни өндіру үрдісі ҚР металл бұйымдарын өндіру сапасы мен технологиясына қойылатын талаптарын қамтитын стандарттарға сәйкес келуі шарт. Сонымен қатар металл бұйымдарын өндіруде заманауи технологияларын қолданған абзал. Атап айтқанда заманауи технологиялар мен әдіс-тәсілдерді қолдану арқылы ғана жоғары сапалы және бәсекеқабілетті бұйымдар өндірісіне қол жеткізу мүмкіндігі туады.
Әдебиеттер тізімі:
- Гуляев А.П. Металловедение. - М.: Металлургия, 2001.-384 стр.
- Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2010 жылғы 17 қарашадағы № 1202 қаулысымен бекітілген "Ғимараттар мен құрылыстардың, құрылыс материалдары мен бұйымдарының қауіпсіздігіне қойылатын талаптар" техникалық регламенті, 2010 жыл, Қазақстан Республикасы Әділет министрлігіРеспубликалық құқықтық ақпарат орталығының ресми сайты http://adilet.zan.kz
- "Металл конструкциялардың қауіпсіздігіне қойылатын талаптар" техникалық регламенті Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2008 жылғы 31 желтоқсандағы N 1353 Қаулысы, Қазақстан Республикасы Әділет министрлігіРеспубликалық құқықтық ақпарат орталығының ресми сайты http:// adilet.zan.kz