книги / Пособие по техническому надзору за безопасной эксплуатацией грузоподъемных кранов

низкое качество стали, применяемой при изготовлении ме­ таллоконструкций крана;

хрупкое разрушение металлоконструкций.

Козловые краны в отличие от мостовых эксплуатируются на открытых погрузочно-разгрузочных площадках, складах и лесобазах в условиях переменных температур (от 313 до 233 К) при атмосферных осадках и различных скоростях ветра. При проведении технического обслуживания и ремонта козловых кранов не всегда обеспечивается выполнение работ хорошего качества. Поэтому при эксплуатации козловых кранов проис­ ходит больше аварий по сравнению с мостовыми кранами. Ха­ рактерными причинами аварий козловых кранов являются:

неисправность крепления опор крана; неисправность крановых путей; некачественная сварка металлоконструкций; применение металла низкого качества;

усталостное хрупкое разрушение стали при длительном сроке эксплуатации крана.

Примеры аварий мостовых и козловых кранов приведены ниже.

1. В шихтовом цехе металлургического комбината для по­ грузки и разгрузки металлолома использовался мостовой грей­ ферный кран грузоподъемностью 15 т. При подъеме грейфе­ ра с грузом машинист крана своевременно не отключил ме­ ханизм подъема, в результате чего грейфер поднялся в край­ нее верхнее положение, концевой выключатель не сработал, лебедка грузовая продолжала работать. Машинист, услышав стук грейфера о металлоконструкцию крана, выключил ме­ ханизм подъема, но было поздно, канат оборвался. Упавшим грейфером было травмировано двое рабочих. Причина аварии-

неисправность концевого выключателя подъема грейфера. Расследованием установлено, что технические осмотры крана

своевременно не производились, приборы безопасности крана не проверялись. Отсутствовал должный контроль за выполне­ нием графиков планово-предупредительного ремонта.

2. На заводе железобетонных изделий мостовым краном грузоподъемностью Ю т производилась работа по подъему и перемещению арматурной сетки. Во время одного из подъемов произошел обрыв грузового каната и падающим грузом был травмирован проходивший по цеху сварщик. Причинами об­ рыва каната (рис. 9.1) являются износ и коррозионные повре­ ждения проволочек и прядей каната. Износ проволочек соста­ вил 45% первоначального диаметра. При осмотре каната были

обнаружены на концах 3 оборванных проволочек коррозионные повреждения, что свидетельствовало об их обрыве за некото­ рое время до аварии. Техническое обслуживание своевременно не проводилось. Крановщик приступил к работе без проверки состояния механизмов и канатов крана.

3. На металлургическом заводе на мостовом кране грузо­ подъемностью 150 т произошел обрыв хвостовой части вилки, несущей двурогий пластинчатый крюк. Этим краном произ­ водилась транспортировка ковша с расплавленным металлом от мартеновской печи к разливочной канаве. Общая масса пе­ ремещаемого груза составляла 149,7 т. Когда ковш был до­ ставлен к месту разливки и опущен над изложницей для цен­ тровки выпускного отверстия с литником, произошел обрыв хвостовой части вилки, вследствие чего ковш опустился на из­ ложницы, а затем опрокинулся в сторону канавы. Проведен­ ным лабораторным исследованием хвостовика вилки устано­ влено, что разрыв произошел по резьбе на втором витке по причине наличия двух глубоких трещин усталостного харак­ тера, образование которых происходило постепенно. Обе тре­ щины были расположены диаметрально одна против другой и занимали 50% площади сечения хвостовика. Образованию тре­ щин, вызванных усталостью металла, способствовало отсут­ ствие необходимого радиуса закругления у основания витков резьбы. Предел текучести и ударная вязкость этой детали ока­ зались ниже норм, установленных ГОСТом, чтр объясняется длительным воздействием циклических нагревов и охлажде­ ний детали, происходивших в условиях эксплуатации крана в мартеновском цехе. Последняя ревизия крюка, потерпевшего аварию, производилась за шесть месяцев до аварии визуаль­ ным осмотром без применения физических методов контроля, что не позволило обнаружить имеющиеся опасные дефекты.

4. На заводе строительных конструкций производилось освидетельствование мостового крана грузоподъемностью Ют. Главные балки коробчатого типа были изготовлены из стали ВСтЗсп. Согласно сертификату металл был поставлен с удо­ влетворением требований по ударной вязкости при положи­ тельных и отрицательных температурах. После поднятия гру­ за массой 12,5 т на высоту 100 мм произошло полное разру­ шение одной из главных балок. Грузовая тележка находилась в середине пролета моста крана. Главная балка разрушилась на две неровные части 16 и 12 м. Кран до аварии проработал 16 лет.

Излом балки произошел вдали от стыкового сварного шва

по основному металлу балки. Характер излома хрупкий без пластических деформаций. Микроструктура исследованного металла имела обычную для стали структуру и состояла из перлита и феррита. Вблизи места излома на непротрявлен­ ных шлифах обнаружено большое количество неметалличе­ ских включений, которые по внешнему виду классифицирова­ лись как оксиды строчечные и силикаты пластинчатые. В от­ дельных шлифах были обнаружены местные скопления неме­ таллических включений, вытянутых в цепочку, которые обра­ зовали несплошность в виде расслоения. Причиной аварии яви­ лось изготовление главной балки крана из некачественного ме­ талла, несоответствующего данным сертификата металлурги­ ческого завода.

5. На машиностроительном заводе мостовым краном грузо­ подъемностью Ю т производилась работа по разгрузке пачек листового металла с автомашины. В процессе подъема груза произошло разрушение и падение главной балки крана проле­ том 18 м. До аварии кран эксплуатировался 17 лет. Главные балки выполнены сварными в виде главной и вспомогатель­ ной ферм. Падение крана вызвало разрушение нижнего пояса главной фермы на расстоянии 8 м от опорной части крана. Причем излом произошел в узле присоединения к поясу рас­ косов горизонтальной фермы. При исследовании излома было установлено наличие усталостных трещин в элементах сече­ ния фермы. Усталостные трещины в изломе обнаружены так­ же в вертикальном листе верхнего пояса. Одна из них начи­ налась от нижней кромки листа в сварном шве, другая — в соединении пояса со стенкой.

6. В мартеновском цехе металлургического комбината для выполнения погрузочно-разгрузочных работ установлено два мостовых электрических магнитно-грейферных крана грузо­ подъемностью 15 т пролетом 30 м. Технологический процесс на шлаковом дворе цеха заключается в опорожнении в шлако­ вую яму шлаковых чаш, доставленных на железнодорожных тележках из мартеновского цеха. Процесс опорожнения и вы­ бивки щлаковых чаш сопровождается большими выделения­ ми тепла и пыли. Выбивка вторичного шлака из шлаковых чаш производится специальной монолитной болванкой массой 5 т, которая подвешивается на крюк магнитной тележки кра­ на и раскачивается этой тележкой, для чего на тележке наме­ ренно был разобран тормоз механизма передвижения. Заводизготовитель оборудовал кран грейфером объемом 2,5 м3 при собственной массе грейфера 6,3 т. Фактически на кран был

подвешен грейфер объемом 2,25 м3, массой 11,3 т, изготовлен­ ный по чертежу главного механика комбината. Конструкция направляющих втулок тянущих ветвей полиспаста лебедки за две недели превращает канат в порванные проволочки и пря­ ди, поэтому на лебедке крана устанавливают стальные канаты из бывших в эксплуатации и не снимают до полного разрыва каната. При очередном подъеме грейфера со шлаком на высо­ ту около 1 м произошел обрыв каната. Возникшие рывки от обрыва каната способствовали мгновенному разрушению осла­ бленного трещинами сечения главной приводной балки. Про­ изошло разрушение и падение крана на кабину, при этом был смертельно травмирован крановщик.

Расследованием установлено, что прямоугольное сечение главной приводной балки крана было изготовлено из листовой стали ВМСтЗсп. Размер верхнего и нижнего горизонтальных листов 710x14 мм, вертикальных листов 1800x8 мм. Общая площадь сечения 48680 мм2. В нижнем горизонтальном листе имелась сквозная трещина на всю величину его сечения дли­ ной 710 мм. В нижнем вертикальном листе имелась сквозная трещина длиной 620 мм. Общая площадь разрушившегося до аварии сечения равна 14900 мм 2, что составляет 30% общей площади сечения балки. Разрушение главной приводной балки произошло в месте появления трещин на расстоянии 16020 мм от оси колес опорной балки. Согласно геодезической съемке главная приводная балка моста крана имела прогиб 33 мм и разность уровней в одном сечении до 30 мм. Такой прогиб мо­ ста позволял магнитной тележке, не имевшей тормоза, само­ произвольно подкатываться к грейферной тележке, что имело место перед аварией крана. Паспортом крана не допускается одновременное нахождение грейферной и магнитной тележек в пролете моста крана и предусмотрена электрическая взаи­ моблокировка, которая не действовала. Незадолго до аварии комиссией комбината проведено обследование крана по мето­ дике ВНИИПТмаша, однако наличие усталостных трещин на главной приводной балке моста не было выявлено, хотя толь­ ко одна из четырех трещин в нижнем горизонтальном листе была закрыта приваренным при ремонтах металлическим ли­ стом, три другие на вертикальном нижнем листе можно было обнаружить с помощью лупы или бинокля. Комиссии было из­ вестно, что1кран проработал 22 г. в весьма тяжелом режиме с систематическими перегрузками, недопустимым прогибом ба­ лок, с трещинами в металлоконструкциях, однако обследова­ ние крана было проведено поверхностно.

таллоконструкций; не подтверждался расчетом фактический режим работы крана; при обследовании не были выявлены тре­ щины в жесткой опоре, которые носили усталостный харак­ тер. Кроме того, при эксплуатации крана допускались много­ численные нарушения правил безопасности; при подъеме груза краном на высоту 5 м бревна выпадали и ударялись о стяжки жесткой и гибкой опор крана, деформировали их.

8. На мебельном комбинате козловым краном ККС-10/32 производилась работа по складированию древесины (фанер­ ного сырья). Во время подъема груза и включения механизма передвижения жесткие опоры крана остались на месте. Затем произошел сильный треск, разрушились крепления жестких опор и упал мост крана. Причинами аварии явились: выход из строя механизма передвижения жесткой опоры из-за разруше­ ния шпоночного соединения приводной шестерни ходового ко­ леса; образование перекоса моста крана при работе на одной приводной тележке гибкой опоры; разрушение фланца болто­ вого соединения секций жесткой опоры ведомой тележки по имеющимся трещинам. Расследованием установлено, что раз­ рушение крепления опоры произошло в околошовной зоне де­ талей, приваренной к фланцу. В сечении излома на стороне од­ ного из приваренных уголков имелись десять окисленных тем­ ных площадок с кольцевыми отметками распространения тре­ щин от поверхности, противоположной сварке. Глубина тре­ щины составляла 1—3,5 мм. Разрушению стыка жесткой опо­ ры предшествовало образование трещин из-за некачественной сварки. Незадолго до аварии крана были заменены фланцы болтовых соединений секций жестких опор крана, произведен ремонт стяжек балок с применением сварки. Ремонтные рабо­ ты производились с нарушением технических условий. Сварку производили неаттестованные сварщики. Требуемая ремонт­ ная документация не оформлялась. Техническое освидетель­ ствование крана не проводилось. Кран был пущен в эксплуа­ тацию с нарушением правил безопасности.

9. На металлобазе козловым краном КК-20-32 производи­ лась разгрузка труб из полувагона. Во время подъема пакета труб массой 0,53 т произошло падение крана. Причиной ава­ рии крана явился недопустимый перекос крана, возникновению которого способствовало отсутствие одного пальца крепления жесткой правой опоры и резкого сопротивления движения хо­ довых тележек крана о рельсы. Расследованием установлено, что по халатности в проушину крепления жесткой правой опо­ ры к мосту не была вставлена ось, а ось левой жесткой опо­

ры не закреплена стопорным кольцом. Кроме того, некоторые соединения раскосов шарнирных жестких опор были выпол­ нены на болтах, установленных с перекосом и не закреплен­ ных должным образом, отверстия под болт вырезаны автоге­ ном, имели эллипсность и неровные острые кромки. На кране не был установлен согласно инструкции завода-изготовителя балласт массой 1,6 т. Ширина колеи кранового пути имела максимальное отклонение 90 вместо 8 мм, а максимальное от­ клонение одной головки рельса относительно другой в одном поперечном сечении составляло 60 вместо 10 мм по паспорту крана. Технические осмотры крана и крановых путей прово­ дились с нарушением графиков ППР и некачественно. Тех­ нический надзор за кранами на предприятии осуществлялся неудовлетворительно.

10. На механическом заводе козловым краном ККС-10 про­ изводилась работа по складированию лесоматериала. Во время подъема пачки леса произошел сначала разрыв и деформация несущих уголков жестких опор из-за имевшихся в них сквоз­ ных трещин, а затем изгиб и деформация гибких опор с по­ следующим падением крана. Причинами аварии крана явля­ лись: некачественный ремонт крана, дефекты сварки, неис­ правность кранового пути. Расследованием установлено: на одном из трех фланцев нижней секции жесткой опоры, со сто­ роны болтового соединения с верхней секцией, имелись сквоз­ ные трещины. Два из трех несущих поясных уголков возле болтовых соединений жесткой опоры с подкосом также име­ ли сквозные трещины по всему сечению. Незадолго до аварии производился ремонт металлоконструкций крана без оформле­ ния необходимой ремонтной документации. Места металлокон­ струкции, где обнаружены трещины, были закрыты косынка­ ми (уголками) и обварены некачественными швами (подрезы, наплывы и т. п.). Контроль качества сварки не производил­ ся. Кроме того, кран эксплуатировался на неисправных крано­ вых путях: разность головок рельсов в одном поперечном сече­ нии превышала 15 мм; отклонение рельса от прямой линии на участке 30 м превышало 20 мм; смещение торцов стыкуемых рельсбЬ в плане и по высоте было 5 мм; 30% деревянных шпал кранового пути были разрушены.

11. На фанерном комбинате козловой кран ККС-10 исполь­ зовался в технологическом процессе по обслуживанию вароч­ ных бассейнов по тепловой обработке сырья. Во время переме­ щения крана по рельсовому пути без груза произошел разрыв и разрушение соединительных пластин (фланцев) несущих угол­

ков жестких опор с последующим падением моста крана. Рас­ следованием установлено, что падение крана было вызвано на­ личием старых сплошных трещин у пластин (фланцев) в узлах

сболтовыми соединениями в каждой из жестких опор и нека­ чественных сварных тавровых швов, соединяющих пластины

снесущими уголками. Сварные швы тавровых пластин (с не­ сущими уголками жестких опор) имели следующие дефекты: неспдавление основного металла с наплавленным, непровары

по всему сечению металла, свищи, пережог наплавленного ме­ талла, подрезы, шлаковые включения, поры в виде сплошных сеток.

12. На обогатительной агломерационной фабрике козловым грейферным краном ККС-30 производилась разгрузка песка с железнодорожной платформы. Во время подъема груза произо­ шло разрушение верхнего пояса моста. Разрушение элементов моста крана носило усталостный характер. До аварии кран проработал в тяжелом режиме более 20 лет. Причиной разви­ тия усталостного разрушения явилось наличие напряженийдефектов в сварных соединениях в виде непроваров и подрезов.

9.3. Характерные причины аварий башенных кранов

Башенные краны, в отличие от других грузоподъемных машин, эксплуатируются в стесненных условиях городского и промышленного строительства. Краны чаще других машин подвергаются демонтажу, перевозке и установке на новом ме­ сте. При этом нарушаются графики периодических техниче­ ских обслуживаний и технических освидетельствований таких кранов. В отдельных случаях допускается нарушение правил и инструкции при эксплуатации кранов. Все это приводит к авариям с тяжелыми последствиями.

К характерным причинам аварий башенных кранов мож­ но отнести следующие: неисправность соединительных муфт грузовых и стреловых лебедок; неправильная регулировка или неисправность тормозов; ненадежность крепления кон­ ца каната к металлоконструкциям крана; нарушения крепеж­ ных деталей подкосов, флюгеров и других ответственных уз­ лов и механизмов крана; разрушение (отрыв) болтов опорнодвигательного устройства крана; неисправность концевых вы­ ключателей или ограничителей грузоподъемности; неисправ­ ность крановых путей; конструктивные недостатки; наруше­

ния технологии сварки при монтаже, ремонте или изготовле­ нии.

Ниже приведены примеры аварий башенных кранов и при­ чины их возникновения.

1. На строительстве дома работал башенный кран КБ-401А по подъему стеновых панелей на здание. Во время подъема крюковой обоймы со стропами после подачи плиты к месту монтажа произошло падение стрелы крана. Причиной ава­ рии явилась неисправность тормоза лебедки стрелы ТКП-300. Шток-тяга тормоза в промежуточном положении заклинивался из-за несоответствия проточки пальца по диаметру отверстия скобы. Тормоз не был отрегулирован. Выработка тормозных накладок была более 6 мм (при норме до 4 мм). Техническое об­ служивание крана проводилось несвоевременно, проверка ис­ правности тормоза крановщиков перед пуском крана в работу не осуществлялась.

2.На строительстве дома башенный кран КБ-309 работал по подъему железобетонных изделий. Во время подъема и пе­ ремещения плиты перекрытия на высоте 4 м произошло вытя­ гивание конца грузового каната из узла крепления его на ба­ рабане стреловой лебедки и падение плиты на крановый путь. Расследованием установлено: конец каната после замены был неправильно закреплен в клиновом зажиме. При обтяжке кана­ та использовали груз массой 3 вместо 8 т согласно паспортной характеристике крана. Осмотр крепления каната длительное время не проводился.

3.На строительстве жилого дома для производства строи­ тельно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ исполь­ зовали башенный кран КБ-405. Во время подъема железобе­ тонной панели НП-10 массой 7 т с автомашины произошел об­ рыв грузового каната и крюковая подвеска с грузом упала на

рядом стоящую циркулярную пилу. Причиной обрыва каната явилось нарушение крепления его на барабане грузовой лебед­ ки. При осмотре конца каната, оставшегося после отрыва в клиновом зажиме, были обнаружены сломанные проволоки в прядях, имелось смятие проволок.

4. На строительстве пятиэтажного жилого дома башенным краном КБ-405 производилась работа по перемещению железо­ бетонных изделий. Во время передвижения по рельсовому пути к месту складирования строительных конструкций кран про­ ехал выключающую линейку, сдвинул тупиковые упоры и в конце путей опрокинулся (рис. 9.3). Причинами аварии крана явилось: несрабатывание концевого выключателя механизма