книги / Проверка состояния кранов с истекшим сроком службы

При выполнении обследования металлических конструкций и ана­ лизе его результатов следует с максимальной степенью достоверности, (используя при необходимости расчеты и выполняя оценку степени изменения свойств металла) выявить причину возникновения дефекта. При вынесении решения причина обязательно должна быть отражена в ведомости дефектов.

Возможность и условия продолжения эксплуатации дефектных элементов металлических конструкций на срок до выполнения ремон­ та (при условии необходимых ограничений и регламентированного контроля за состоянием элемента) определяет комиссия, проводящая обследование. Основные характерные повреждения металлоконструк­ ций кранов приведены в прил. 2, 3, 4, 5.

7. ИЗМЕРЕНИЕ НЕПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

Измерения предназначены для определения величин отклонений от прямолинейности:

-башни;

-стрелы;

-элементов решетчатых башен и стрел.

Отклонение АН от прямолинейности оси башни (высотой Н) сле­ дует проверять либо в вертикальном положении на кране в рабочем состоянии, либо в горизонтальном положении, когда кран демонтиро­ ван или разобран.

Высота Н принимается без оголовка. При затруднении в измере­ ниях величин Н в наращиваемых башнях величину Я допускается определять без учета части башни, находящейся внутри портала (основания) башни.

Проверку отклонений от прямолинейности оси башни в верти­ кальном положении необходимо проводить, используя стальную стру­ ну диаметром 1,0-1,5 мм, линейку, деревянные подкладки и мягкую вязальную проволоку, или с помощью теодолита и реек.

Измерения отклонения от прямолинейности следует проводить на тех участках башни и с той ее стороны, где при визуальном осмотре появились сомнения в ее прямолинейности.

Струна натягивается вдоль пояса башни со стороны ее наиболь­ шего изгиба. При пространственном изгибе башни натягиваются две струны у одного пояса. При этом под струну у мест крепления подво­ дятся одинаковые по толщине подкладки с таким расчетом, чтобы обойти имеющиеся на измеряющем поясе выступы (фланцы, проуши­ ны и т.п.) и обеспечить положение струны, при котором она парал­ лельна поясу.

Отклонение от прямолинейности оси стрелы на кране должно оп­ ределяться аналогично башне с помощью стальной струны, натянутой вдоль проверяемого пояса стрелы со стороны наибольшего его проги­ ба. С помощью линейки определяется стрела прогиба, которая

L

не должна быть более----- мм (где L - длина стрелы). 600

Для удобства измерений рекомендуется подъемную стрелу опус­ тить вдоль башни крана. Балочную стрелу, если ее опускание затруд­ нено, можно проверять в горизонтальном положении. При этом грузо­ вая тележка ставится у корня стрелы.

Проверка отклонения от прямолинейности оси, снятой с крана стрелы (в двух плоскостях), может быть проведена также с помощью струны, подкладок и линейки либо с помощью теодолита и геодезиче­ ских реек (рис. 7).

Измерения производятся способом, аналогичным способу, опи­ санному для башен. При этом рейка Р1 установлена на уровне отвер­ стий проушин, Р2 - посередине, а РЗ - в точке пересечения расчала с осью стрелы. Величина отклонения от прямолинейности вычисляется

по формуле ЛЬ = 12 - ~ ~ •

Отклонение Ае от прямолинейности оси пояса или раскоса ре­

шетчатых башен и стрел следует проверять на кране, как в рабочем, так и в разобранном состоянии. Измерения проводятся с помощью ме­ таллической линейки и штангенциркуля в плоскости, в которой обна­ ружено наибольшее искривление. Вместо линейки можно применять стальную струну, натягивая ее вдоль элемента на подкладках одинако­ вой толщины и измеряя линейкой стрелу прогиба ЛL , которая

L

не должна выходить за пределы----- мм. 600

8. ПРОВЕРКА ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛА НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЯХ

Необходимость определения химического состава и/или механи­ ческих свойств металла возникает в следующих случаях:

-если в паспорте грузоподъемной машины отсутствуют данные

ометалле, из которого изготовлены несущие элементы металлических конструкций при ремонте крана;

-при работе грузоподъемной машины в условиях агрессивной

среды;

-при внеочередном обследовании (по необходимости);

-при сомнениях в выбранных материалах, если грузоподъемная машина подвергалась ремонтам и/или реконструкции, при которых были заменены элементы, марка стали которых указана в паспорте грузоподъемной машины.

Вслучае утери паспорта необходимость и порядок отбора проб для проверки химического состава и анализа механических свойств металла следует осуществлять в соответствии с требованиями, приве­ денными в пп. 8.1, 8.2.

8.1. Метод отбора проб (образцов) для определения химического состава металла

Для проведения химического анализа металла основных несущих элементов с целью стандартного определения марки стали от каждого элемента обследуемого узла берут на анализ от 20 до 30 г стружки.

При сложности отбора указанного количества металла по реко­ мендации СКТБ могут быть использованы опытные методы, при кото­ рых объем отбираемого металла может составлять 15-20 мм3 при пло­

щади образца не менее 5 мм2.

Стандартный отбор проб для химического анализа металла про­ изводится в соответствии с требованиями ГОСТ 7565 «Стали и сплавы. Методы отбора проб» и осуществляется при обследовании металло­ конструкций крана.

Место, с которого берется стружка, должно быть предварительно очищено от пыли, грязи, смазочных материалов и зачищено до метал­ лического блеска. Стружка отбирается засверливанием отверстия при температуре не ниже +10 °С. Диаметр сверла d = 5-8 мм, но не более полуторной толщины элемента (листа, профиля, трубы) анализируемо­ го узла. Расстояние между отверстием и краем элемента должно быть не менее 5d (как правило, не менее 25 мм).

В тех случаях, когда температура окружающей среды ниже +10 °С, отбор стружки для анализа следует выполнять с подогретой до указанной температуры поверхности металла.

Место, откуда взята стружка, подлежит восстановлению с приме­ нением сварки до пуска крана в работу, о чем должна быть сделана отметка в журнале осмотров, технических обслуживаний и ремонтов крана, а чертеж восстановления элемента металлоконструкции после взятия пробы должен храниться наравне с паспортом.

Отобранная стружка упаковывается, маркируется, составляется ведомость с указанием места взятия стружки (узла, элемента), марки крана, его заводского и регистрационного номеров. Химический со­ став стружки определяется в соответствии с требованиями ГОСТ 22536.0, ГОСТ 22536.1, ГОСТ 22536.2, ГОСТ 22536.3, ГОСТ 22536.4, ГОСТ 22536.5.

8.2. Метод отбора образцов для определения механических свойств металла

Определение механических свойств (предела текучести, времен­ ного сопротивления разрыву, относительного удлинения, ударной вяз­ кости) производится из проб, вырезанных из элементов металлоконст­ рукций, которые подлежат про­

верке.

Наиболее приемлемым ме­ тодом отбора металла для оп­ ределения его механических свойств из листовых конструк­ ций является вырезка заготовки в виде круга (блина) (рис. 8). Вырезка заготовки выполняется механически (дрелью со специ­ альной насадкой) или с исполь­ зованием газовой резки ацетиле­ новым или пропан-бутановым пламенем с обеспечением от­ сутствия пережога или пере­

грева вырезаемой заготовки. Из получаемой заготовки изготавливают два плоских образца / для определения предела текучести, временно­ го сопротивления разрыву и относительного удлинения в соответст­ вии с требованиями ГОСТ 1497.

Из этой же заготовки вырезают также три образца 2 для опреде­ ления ударной вязкости. Образцы вырезают в соответствии с требова­ ниями ГОСТ 9454; испытывают их при минимальной температуре экс­ плуатации крана.

Отбор проб в трубчатых конструкциях (секции башен, верхний пояс секций стрел, несущие пояса оголовка) производится следующим образом: например, из трубы несущего пояса диаметром 140 х 10 мм вырезается заготовка (рис. 9) с закруглениями диаметром 60 мм. Длина заготовки 120 мм.

Рис. 9. Вырезка образцов из трубчатых сечений

Из нижних несущих поясов стрелы не допускается вырезать стан­ дартные заготовки металла для проверки механических свойств ввиду невозможности восстановления конструкции без снижения ее прочно­ стных свойств.

Из полученной заготовки размером 120 х 60 мм изготавливают полосы шириной 16 мм (2 шт.) и шириной 9 мм (2 шт.) (см. рис. 9). Из двух первых полос для определения предела текучести <гт, временного сопротивления а в и относительного удлинения Ô изготавливают два образца на растяжение по ГОСТ 1497. Из двух других полос изготавливают три образца для определения ударной вязкости при температуре -40 °С или -60 °С (краны исполнения ХЛ) согласно требованиям ГОСТ 9454.

Места вырезки заготовок должны быть восстановлены без сниже­ ния несущей способности конструкции.

9. ПРОВЕРКА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ КОНСТРУКЦИИ КРАНА НА СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ

Проверку несущих элементов металлической конструкции крана на сопротивление усталости выполняют в том случае, если группа классификации (режима) крана достигла граничных значений, указан­ ных в табл. 3, а также при наличии усталостных повреждений на расчетных элементах металлоконструкции в основных расчетных сечениях.

Проверку на сопротивление усталости следует проводить в соот­ ветствии с ОСТ 24.09—5821—01—93 «Краны грузоподъемные промыш­ ленного назначения. Нормы и методы расчета элементов стальных конструкций». Использование других методов допускается после со­ гласования с головной организацией по краностроению.

Проверке подлежат наиболее нагруженные элементы несущей металлической конструкции крана: пояса листовых пролетных балок,

пояса и элементы решетки ферменных балок, верхние участки стоек опор козловых кранов, монтажные соединения поясов пролетных ба­ лок и т.п.

Не подлежат проверке элементы и участки конструкций, для ко­ торых характерны разрушения, являющиеся следствием конструктив­ ных и технологических дефектов, а также дефектов, выявленных из-за существенных нарушений правил эксплуатации крана, например, стенки пролетных балок в местах примыкания кронштейнов, площа­ док, надбуксовые узлы концевых балок, узлы примыкания пролетных балок к концевым и т.д.

Вне зависимости от используемого метода расчета при проверке сопротивления усталости следует учитывать:

-наличие двухчастотного нагружения, обусловленного колеба­ ниями конструкции вследствие воздействия динамических нагрузок, возникающих при работе механизмов крана;

-выявленные коррозионные повреждения элементов металличе­ ских конструкций (как уменьшение размеров сечений, так и возникно­ вение дополнительных концентраторов напряжений).

Таблица 3 Граничные значения групп классификации (режима)

по ГОСТ 25546 /ИСО 4301/1, при которых необходима проверка на сопротивление усталости

При числе циклов действия нагрузки свыше 5105 и значениях ко­ эффициента нагружения кр < 0,063 рекомендуется учитывать эффект снижения сопротивления металла усталостному разрушению.

После проведения расчета на сопротивление усталости, если ока­ жется, что кран выработал ресурс, но при этом во время обследования не было выявлено усталостных повреждений расчетных элементов ме­ таллоконструкции, комиссия принимает одно из следующих решений:

-ограничить основные характеристики нагружения крана (на­ пример, грузоподъемность); при этом вновь назначенные характери­ стики должны быть подтверждены расчетом;

-сократить (до одного года) срок до проведения следующего очередного повторного обследования.

10.ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ КОРРОЗИИ НА НЕСУЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

1. Уменьшение площади сечения элемента вследствие коррозии допускается не более чем на 10 % по отношению к номинальной вели­ чине площади сечения, указанной в сортаменте соответствующего профиля. При этом никаких дополнительных расчетов не требуется и срок, назначаемый до следующего очередного обследования, прини­ мается в соответствии с рекомендациями табл. 1.

2.При уменьшении площади сечения в результате коррозии более чем на 10 % прочность элементов металлоконструкции должна быть проверена расчетом.

3.В случае уменьшения площади сечения элемента на 15 % и бо­ лее в расчете следует учитывать фактические изменения моментов инерции и сопротивления сечения.

4.Для элементов металлоконструкций, работающих в условиях агрессивной среды, имеющих исходную (или в результате коррозии) толщину 5 мм и менее, а также в случаях, когда относительное умень­ шение площади сечения любого иного расчетного элемента превышает 25 %, следует дополнительно учитывать снижение расчетного сопро­ тивления материала, умножая его на коэффициент степени агрессивно­

го воздействия среды у</, приведенный ниже.