книги / Техническое обслуживание и текущий ремонт грузоподъемных кранов

рушение или излом металлоконструкций кранов (моста, портала, рамы, платформы, башни, стрелы, опоры, гуська), вызвавшие не­ обходимость в ремонте металлоконструкций или замене их отдельных секций; разрушения, возникающие в результате падения крана; разрушение (обрыв) канатов крана.

Основными причинами аварий при эксплуатации кранов на протяжении ряда лет являются:

некачественное изготовление кранов на отдельных предпри- ятиях-изготовителях;

некачественный ремонт кранов на отдельных ремонтных пред­ приятиях или ремонтными службами владельцев кранов;

неисправности тормозов, лебедок, гидро- и электрооборудо­ вания;

неисправности ограничителей грузоподъемности, ограничите­ лей механизмов подъема груза, передвижения крана, крановой те­ лежки, каретки; механизмов подъема и опускания стрелы и т.п.;

повреждения или износ (обрывы) стреловых или грузовых ка­ натов;

перегруз крана (подъем груза, масса которого превышает гру­ зоподъемность крана);

неправильная установка крана на участке производства работ (на опасном расстоянии от котлована, траншеи, на свеженасып­ ном грунте и т.п.); подъем краном примерзшего или защемленно­ го груза;

допуск к обслуживанию кранов необученных рабочих или ма­ лоопытных крановщиков;

неисправности кранового пути (просадка пути, повреждения креплений рельсов, шпал и т.п.);

некачественное обследование кранов, отработавших норматив­ ный срок службы (наличие трещин и других дефектов в металло­ конструкциях кранов).

В этом разделе описаны характерные причины аварий мосто­ вых, козловых, башенных и стреловых кранов, которые произош­ ли на предприятиях и в организациях, подконтрольных органам Госгортехнадзора.

3.1. АВАРИИ МОСТОВЫХ И КОЗЛОВЫ Х КРАНОВ

Мостовые краны, как правило, устанавливаются и эксплуати­ руются в закрытых помещениях (цехах, складах, базах), где имеют­ ся условия для проведения более качественного технического об­ служивания, ремонта, технического освидетельствования, обсле­ дования металлоконструкций. По конструктивному исполнению мостовые краны более надежны в эксплуатации по сравнению с другими кранами. Аварии на мостовых кранах происходят редко. Основными причинами аварий мостовых кранов являются:

обрывы стальных грузовых канатов; разрушение крюков; неисправность приборов безопасности; неисправность тормозов;

неисправность грузозахватных органов; низкое качество стали, применяемой при изготовлении метал­

локонструкций крана; хрупкое разрушение металлоконструкций;

работа крана в тяжелом режиме; эксплуатация крана свыше нормативного срока;

некачественное обследование крана, отработавшего норматив­ ный срок службы.

Ниже в качестве примера описаны обстоятельства и причины наиболее характерных аварий мостовых кранов.

1. В ОПО «Северсталь» мостовой кран грузоподъемностью 80 т использовался для подъема и перемещения ковшей с расплавлен­ ным металлом.

При заливке расплавленного металла в конвертер произошел обрыв грузового каната и ковш с металлом массой 60 т упал на пол цеха. Причиной аварии явился недопустимый износ каната, име­ лись поражения проволочек и повреждения прядей каната.

2. В цехе машиностроительного завода мостовой кран грузо­ подъемностью 20/5 т (грузоподъемность основного подъема 20 т, вспомогательного — 5 т) работал по подаче деталей производствен­

ным участкам. Во время подъема порожнего контейнера крановщик не наблюдал за поднимаемым грузом, ограничитель не отключил механизм подъема груза, в результате крюковая подвеска вспомо­ гательного подъема (5 т) поднялась в крайнее верхнее положение, ударилась о металлоконструкцию тележки. Крановщик, услышав стук крюковой подвески о металлоконструкцию, отключил меха­ низм подъема аварийным выключателем, однако канат оборвался, и крюковая подвеска вместе с грузом упала, при этом был травми­ рован проходивший рабочий. Причинами падения крюковой под­ вески явились несвоевременное отключение механизма подъема и обрыв каната, имевшего недопустимый износ проволок. Участки каната вблизи места разрыва имеют порывы проволок, на одном из участков их число достигает 20 на месте свивки. Обрывы про­ волок наступили задолго до разрушения каната, о чем свидетель­ ствуют контактное их обмятие и сплющивание при перегибании каната через блоки крюковой подвески. Износ проволок на неко­ торых участках внешнего контура каната достигает 32 % первона­ чального диаметра проволок на шаге свивки, что более чем в три раза превышает установленную норму.

3. В линейном цехе металлургического предприятия эксплу­ атировался мостовой кран грузоподъемностью 30/10 т. Во время одновременного подъема крюковых подвесок механизмов глав­ ного (30 т) и вспомогательного (10 т) подъема с грузозахватными приспособлениями без груза произошел обрыв грузового каната главного подъема (30 т) и упавшей подвеской был травмирован стропальщик.

Расследованием было установлено, что для ограничения высо­ ты подъема крюковых подвесок был установлен концевой выклю­ чатель типа КУ-703. Подвеска груза к рычагу выключателя была выполнена жестким канатиком диаметром 8 мм, закрепленным на рычаге зажимом. В настиле грузовой тележки для прохода канатика было вырезано газорезкой отверстие неправильной формы разме­ ром 70x80 мм. В месте крепления к рычагу концевого выключате­ ля канатик имел упругую петлю, которая не могла свободно про­

нос и коррозионные повреждения проволок и прядей каната. Износ проволок составил 45 % первоначального диаметра. При осмотре каната были обнаружены на концах оборванных проволок корро­ зионные повреждения, что свидетельствовало об их обрыве за не­ которое время до аварии. Техническое обслуживание своевремен­ но не проводилось. Крановщик приступил к работе без проверки состояния механизмов и канатов крана.

6. В цехе ТЭЦ-3 для монтажа металлоконструкций и закрепления стеновых панелей использовали мостовой кран грузоподъемностью 50 т основного подъема и 10 т вспомогательного подъема. Звено монтажников из четырех человек должно было крепить стеновые панели внутри котельного отделения. Для подъема людей исполь­ зовали монтажные подмости (люльку). Длина люльки составляла 8 м, ширина — 1,33 м, масса — 1250 кг. Люлька была подвешена на крюк вспомогательного подъема крана с помощью стропов.

По заданию мастера участка рабочие сложили в люльку необ­ ходимые монтажные инструменты и вошли в люльку, крановщик включил механизм подъема груза. На высоте 40 м крюковая подвес­ ка поднялась в крайнее верхнее положение и разрушилась. Л юлька вместе с монтажниками упала на землю, при этом было смертель­ но травмировано четыре монтажника.

Расследованием было установлено, что причиной разрушения крюковой подвески явились усилия, возникающие при контак­ те верхней полки подвески с трубой коромысла концевого вы­ ключателя. Труба коромысла была смещена с оси крюковой под­ вески, и при подъеме не сработал концевой выключатель меха­ низма подъема. Несимметричность приложения силы вызвала отклонение крюковой подвески от вертикали, и щека (крышка) кожуха отошла от блока. Дальнейшее увеличение угла переко­ са оси крюковой обоймы относительно вертикальной плоскости создало возможность схода канатов из ручьев блоков. В резуль­ тате канат, сошедший с ручья блока, попал между крюком и вну­ тренней поверхностью блока, что привело к срыву блока и паде­ нию блока вниз. Динамическим рывком крюк отбросило, ото­

рвалась защелка (предохранительный замок), и стропы выпали из зева крюка. Далее произошло полное разрушение крюковой подвески и раздельное падение вниз люльки и грузового крюка. Ограничители механизмов основного и вспомогательного подъ­ ема груза крана были неисправны. Частичное техническое осви­ детельствование крана своевременно не проводилось. Подъем людей в люльке мостовым краном производился с нарушением требований Правил.

7. На металлургическом заводе на мостовом кране грузоподъ­ емностью 150 т произошел обрыв хвостовой части вилки, несу­ щей двурогий пластинчатый крюк. Этим краном производилась транспортировка ковша с расплавленным металлом от марте­ новской печи к разливочной канаве. Общая масса перемещае­ мого груза составляла 149,7 т. Когда ковш был доставлен к месту разливки и опущен над изложницей для центровки выпускного отверстия с литником, произошел обрыв хвостовой части вил­ ки крюка, вследствие чего ковш опустился на изложницы, а за­ тем опрокинулся в сторону канавы. Проведенным лабораторным исследованием хвостовика вилки крюка было установлено, что разрыв произошел по резьбе на втором витке из-за возникнове­ ния двух глубоких трещин усталостного характера, образование которых происходило постепенно. Обе трещины были располо­ жены диаметрально противоположно и занимали 50 % площа­ ди сечения хвостовика вилки крюка. Образованию трещин, вы­ званных усталостью металла, способствовало отсутствие необхо­ димого радиуса закругления у основания витков резьбы. Предел текучести и ударная вязкость этой детали оказались ниже норм, установленных ГОСТ, что объясняется длительным воздействи­ ем циклических нагревов и охлаждений детали, происходивших в условиях эксплуатации крана в мартеновском цехе. Последняя ревизия крюка, потерпевшего аварию, производилась за шесть месяцев до аварии визуальным осмотром без применения физи­ ческих методов контроля, что не позволило обнаружить имею­ щиеся опасные дефекты.

8. В металлургическом цехе машиностроительного предприя­ тия более пяти лет в тяжелом режиме работал мостовой кран гру­ зоподъемностью 15 т.

При подъеме краном груза массой 13 т произошло разрушение главной балки на расстоянии 7 м от ходовых колес (рис. 3). Кран был изготовлен в виде сварных балок двутаврового сечения. Раз­ рушение началось с нижнего пояса двутавровой балки и распро­ странилось на вертикальную стенку. Излом пояса имел концентри­ ческие усталостные трещины. На кромке пояса, в месте излома, имелась старая трещина глубиной около 10 мм. В металле (сталь СтЗкп) нижнего пояса имелось повышенное содержание углеро­ да — 0,24 % и меди — 0,43 %. Основная причина разрушения — на­ личие концентратора напряжений в виде резкого обрыва усилива­ ющего листа и образования усталостной трещины. Ускорению раз­ рушения способствовало содержание углерода и меди.

9. В мартеновском цехе металлургического комбината эксплуа­ тировался мостовой магнитно-грейферный кран грузоподъемнос­ тью 15 т. При очередном подъеме грейфера со шлаком на высоту около 1 м произошел обрыв каната. Возникшие рывки от обрыва каната способствовали мгновенному разрушению ослабленного трещинами сечения главной приводной балки моста крана. В ре­ зультате произошло разрушение и падение крана (рис. 4), при этом был смертельно травмирован крановщик.

При расследовании аварии было установлено, что прямоуголь­ ное сечение главной приводной балки крана изготовлено из листо­ вой стали ВмСтЗсп. Размеры верхнего и нижнего горизонтальных листов составляли 710x14 мм, вертикальных листов— 1800x8 мм, общая площадь сечения — 48 680 мм2. В нижнем горизонтальном листе имелась сквозная трещина на всю величину его сечения дли­ ной 710 мм, в вертикальном листе — сквозная трещина длиной 620 мм. Общая площадь разрушившегося до аварии сечения соста­ вила 14 900 мм2 (30 % общей площади сечения балки). Разрушение главной приводной балки произошло в месте появления трещин на расстоянии 16 020 мм от оси колес опорной балки.