|
|
|
|
|
|
|
Некоторые аспекты оценки остаточного ресурса мостовых кранов, выработавших нормативный срок службы
19 ноября 2015
Балашов Владимир Игоревич,
инженер- эксперт ООО «Промышленная экспертиза», e-mail 2547050@mail.ru Аннотация: Рассмотрены аспекты оценки остаточного ресурса мостовых кранов выработавших нормативный срок службы Работа грузоподъемных машин чаще всего связана с воздействием на их детали циклически меняющихся во времени нагрузок [1]. При этом в металлоконструкциях могут происходить необратимые механические изменения, называемые усталостными повреждениями, которые накапливаясь, приводят к возникновению трещин. Дальнейшее развитие трещин приводит к усталостной поломке деталей и, в лучшем случае, к потере работоспособности машины, а в худшем - к катастрофе. Поэтому задача предупреждения усталостного разрушения является всегда актуальной. Особого внимания заслуживают детали и металлоконструкции мостовых кранов, которые повсеместно эксплуатируются в современной отечественной промышленности и, как правило, обладают наработкой, превышающей нормативный срок службы. В то же время, опыт эксплуатации таких подъемных сооружений показывает, что к моменту окончания нормативного срока службы у 80% кранов остаточный ресурс металлоконструкций не исчерпывается [2]. Данное обстоятельство обусловлено не только значительным разбросом долговечности от условий эксплуатации и свойств материала конструкций, но и заниженными расчетами нормативного срока службы кранов. Таким образом, нормативный срок службы не является предельным значением работоспособности крана и целесообразным как с экономической, так и практической точки зрения является использование подъемного сооружения за пределами нормативного срока службы. Естественно указанная задача является сложной в научном и техническом плане, так как требует корректного решения главной задачи – точной оценки остаточного ресурса подъемного сооружения. Согласно федеральному закону № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» [3] данная задача должна решаться в рамках специально предусмотренной процедуры – экспертизы промышленной безопасности. При этом вычислению величины остаточного ресурса должно предшествовать детальное обследование подъемного сооружения с применением современных методов и средств неразрушающего контроля и технического диагностирования [4, 5]. Для выполнения экспертного обследования и технического диагностирования мостовых кранов неинтенсивной эксплуатации применяют руководящий документ РД 10-112-5 [6]. При этом считается, что ресурс крана можно определять по ряду косвенных признаков: по фактическим срокам замены канатов, ходовых колёс, тормозных колодок и т.д. Для оценки остаточного ресурса кранов интенсивного использования применяют нормативный документ РД 24-112-5Р [7]. В соответствии с этим документом, расчёт должен выполняться для полностью отремонтированного крана. Сегодня существует несколько способов расчета остаточного ресурса подъемных сооружений: расчет на сопротивление усталости, который включает проверку на неограниченную долговечность, уточненный расчет на ограниченную долговечность и проверку долговечности узлов местного нагружения [8]. При этом в каждом конкретном случае, в зависимости от объема, а также применяемых методов и средств технического диагностирования, общая методология к оценке ресурса крана может различаться. Так в работе [2] предложена методика прогнозирования остаточного ресурса сварных металлоконструкций мостовых кранов, общий алгоритм которой показан на рис. 1. 
Методика базируется на применении при инструментальном обследовании мостового крана так называемых датчиков деформации интегрального типа (ДДИТ), позволяющих регистрировать накопление усталостных повреждений еще до их появления в металле. Технология изготовления ДДИТ и методики их применения для решения различных задач рас-смотрены в работе [9]. Основной проблемой использования указанных датчиков является сложность оперативной фиксации диагностической информации и ее представления в форме, необходимой для реализации методик оценки остаточного ресурса ПС. В общем случае регистрация реакции ДДИТ на амплитуду циклических деформаций и величину накопленных усталостных повреждений может выполняться различными методами [10]: - по моменту появления первых «темных пятен»; - по первым зернам измененной структуры; - по измерению микротвердости датчика; - по изменению отражающей способности поверхности датчика; - по величине относительной площади «темных пятен» на основе компью-терной обработки цифровых фотографий реакции ДДИТ; - по результатам статистического анализа цифровых фотографий реакции ДДИТ. При этом среди перечисленных только последние два метода позволяют оценивать нагруженность и прогнозировать остаточный ресурс конструкций подъемных сооружений. Это достигается тем, что методы регистрации и оценки структурных изменений на основе определения относительной площади «темных пятен» и статистических характеристик изображения поверхности ДДИТ позволяют не только фиксировать на ДДИТ появление внешней реакции, но и осуществлять количественную оценку накопленных усталостных повреждений (через оценку динамики роста «темных пятен»). Кроме того, отмеченные методы позволяют использовать автоматизированные комплексы сбора и анализа данных, что в свою очередь снижает влияние «человеческого фактора» при проведении экспертизы промышленной безопасности. Литература: 1. Котельников, А. П. Диагностика усталости металлоконструкций машин датчиками деформаций интегрального типа: дис. … канд. техн. наук: 05.02.02/Котельников, Андрей Петрович. - Санкт-Петербург, 2004. - 143 с. 2. Москвин, П. В. Разработка методики прогнозирования остаточного ре-сурса сварных металлоконструкций с использованием датчиков деформации интегрального типа :на примере мостовых кранов: дис. … канд. техн. наук: 05.03.06, 05.02.11/Москвин, Павел Викторович. - Челябинск, 2007. - 127 с. 3. Федеральный закон от 21.07.1997 N 116-ФЗ (ред. от 13.07.2015) . О промышленной безопасности опасных производственных объектов. - 1997. 4. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности. Правила проведения экспертизы промышленной безопасности. - Утверждены Приказом от 14 ноября 2013 года N 538. - 2013. - (в ред. Приказа Ростехнадзора от 03.07.2015г. № 266). 5. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности. Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения. - Утверждены Приказом Ростехнадзора от 12.11.2013 N 533. - 2014. - 148 с. 6. РД 10-112-5-97. Методические указания по обследованию грузоподъемных машин с истекшим сроком службы. Часть 5. Краны мостовые и козловые. - Утвержден: АОО ВНИИПТМАШ, 12.11.1997. - 1997. - 77 с. 7. РД 24-112-5Р. Руководящий документ по оценке остаточного ресурса кранов мостового типа. - М.: ОАО "ВНИИПТМАШ", 2002. - 23 с. 8. Некоторые аспекты экспертизы промышленной безопасности, оценки и расчета остаточного ресурса подъемных сооружений/А. А. Середа [и др.]//Промышленная и экологическая безопасность. - 2007. - №12(14). - С.58-60. 9. Сызранцев, В. Н. Диагностика нагруженности и ресурса деталей транс-миссий и несущих систем машин по показаниям датчиков деформаций инте-грального типа/В. Н. Сызранцев, С. Л. Голофаст, К. В. Сызранцева. - Новосибирск: Наука, 2004. - 188 с. 10. Кузяков, О. Н. Система сбора и анализа данных с датчиков деформаций интегрального типа/О. Н. Кузяков, В. Н. Сызранцев, А. М. Марголин//Вестник Тюменского государственного университета. - 2010. - №6. - С.139-146.
Короткая ссылка на новость: https://a-economics.ru/~T59oE
|
|