книги / Пособие по техническому надзору за безопасной эксплуатацией грузоподъемных кранов

справка с указанием сведений о характере работы, выпол­ няемой краном (среднего и максимального груза, количество подъемов и опусканий груза в год), а также о фактическом режиме работы, температуре окружающей среды, месте уста­ новки крана;

эскиз металлоконструкций с указанием основных габарит­ ных размеров, места ремонта, величины деформации и распо­ ложения дефектов. Если необходим проверочный расчет ме­ таллоконструкций, то эскиз (чертеж) их должен содержать геометрические размеры и конструктивные выполнения основ­ ных несущих элементов;

утвержденная схема нивелировки крановых путей на мо­ мент проведения обследования с указанием отметки уровня (головки рельсов), ширины колес по осям рельсов, отклонения оси рельсов от прямолинейности. Схема нивелировки долж­ на содержать также проверку межосевого расстояния подтележечных рельсов (колес тележки) и крановых рельсов (пролет крана).

Проверочный расчет металлоконструкций крана предста­ вляется комиссии в случае отсутствия данных, подтверждаю­ щих его грузоподъемность, и в других обоснованных случаях (реконструкция крана, выполнение краном специфической тех­ нологической операции и т. п.).

При обследовании мостовых и козловых кранов устанавли­ вают следующий порядок проверки: состояние несущих и вспо­ могательных элементов металлоконструкций с регистрацией выявленных отклонений и дефектов; состояние основных эле­ ментов механизмов — внешним осмотром с дефектовкой или полной разборкой (при совмещении с полным техническим освидетельствованием); состояние электроаппаратов, панелей управления, электродвигателей и т. п. (при совмещении с пол­ ным техническим освидетельствованием).

Проверку состояния металлоконструкций осуществляют путем осмотра и замера всех элементов конструкций и их со­ единений с использованием универсального мерительного ин­ струмента и приспособлений. Для осмотра недоступных эле­ ментов конструкции (ниже пояса ферм, балок, пролетных стро­ ений) устраивают специальные люльки, которые подвешива­ ют к грузовой тележке, или подмости из досок. В некоторых случаях, когда изготовление приспособлений для осмотра не­ доступных элементов затруднительно, используют оптические средства: призменные бинокли не менее шестикратного уве­ личения, школьные телескопы и т. п. Осмотр рекомендуется

производить последовательно, начиная с опорных соединений. В мостовых кранах — это соединение главных и концевых баг лок, крепление букс и т. п., в козловых кранах — крепление опор к пролетному строению. Затем переходят к детальному обследованию пролетных балок, строений ферм, особое внима­ ние уделяют наиболее нагруженным элементам. К ним отно­ сятся опорные раскосы и пояса ферм в центральных панелях пролета. В процессе осмотра выявляют состояние заклепочных и сварных соединений, наличие погнутостей и деформаций элементов, наличие коррозии и связанное с ней уменьшение толщины элементов. Ослабление заклепок обнаруживают по­ стукиванием молотка, заклепки с дефектом при ударе издают глухой дребезжащий звук. Дефектами заклепочного соедине­ ния являются ржавые потеки, выступающие из-под заклепок, неплотное прилегание элементов, нарушение окраски. Особую опасность для металлоконструкции представляют трещины.

При выявлении трещин обращают внимание на следующие соединения и узлы: стыковые сварные соединения, узлы при­ мыкания элементов конструкции (ребер, диафрагм, косынок), опорные узлы, стыки поясов, особенно в растянутых элемен­ тах усилия, зоны сближения сварных швов (например, в со­ пряжениях ребер жесткости с поясами, в местах соединения подкосов, кронштейнов с поясами, стенками балок в местах пересечения ребер жесткости и т. п.), рельсовые крепления.

В отличие от клепаных соединений трещины в сварном шве или околошовной зоне беспрепятственно распространяются на основной металл, поражая все сечения. Причем распростра­ нение трещины часто происходит с мгновенной скоростью. В клепаных соединениях на пути распространений трещины в большинстве случаев имеется препятствие в виде соседних за­ клепочных отверстий. В работающих на растяжение швах с заклепочными соединениями трещины будут выходить из од­ них отверстий и распространяться к другим только из-за кон­ центрации напряжений у отверстия. Если трещина дошла до отверстия, то для дальнейшего ее распространения должна образоваться трещина на стенках отверстия. Однако концен­ трация напряжений в гладкопросверленном отверстии мень­ ше, чем в трещине, поэтому дальнейшее ее продвижение будет временно приостановлено. В клепаных соединениях, закрытых различными накладками, косынками, трещины обнаружить труднее, чем в сварных.

В клепаных и сварных крановых конструкциях могут по­ являться трещины в серединном слое металла вдоль прокатки

(расслоение металла). Расслоение является опасным видом де­ фекта, который характеризуется выпучиванием поверхности при сварке и появлением волосяных трещин на поверхности.

Места, в которых можно предполагать наличие трещин, а также предположительно имеющие дефекты, сварные швы и заклепочные соединения осматривают с помощью лупы с де­ сятикратным увеличением. Для облегчения обнаружения тре­ щин металлоконструкция крана перед осмотром должна быть очищена от грязи, смазки, пыли, места возможного наличия трещин следует зачистить до блеска. Сварные швы должны быть очищены от краски и шлака с помощью металлических щеток. В сомнительных случаях соответствующий участок металла (участок сварного шва) необходимо зачистить на­ ждачным кругом, напильником, шкуркой и протравить. Если трещина не просматривается через лупу, то применяют один из методов неразрушающего контроля. В условиях производ­ ства наиболее простым является метод керосиновых проб. При наличии аппаратуры используют объективные методы кон­ троля — ультразвуковую или магнитную дефектоскопию. В случае обнаружения трещин и в элементе, узле необходимо проверить все аналогичные элементы, узлы металлоконструк­ ции обследуемых однотипных кранов.

Металлоконструкции мостовых и козловых кранов, находя­ щихся длительное время в эксплуатации, значительно корро­ зируют, особенно при отсутствии должного ухода. Коррозия уменьшает площадь сечения металла, ухудшает способность его противостоять переменным и динамическим нагрузкам, повышает склонность конструкции к разрушению, поэтому при осмотре обращают внимание на следующие пораженные коррозией элементы: опорные узлы, верхние пояса, составные связи, на месте приварки деталей прерывистыми швами. Тща­ тельно проверяют главные и концевые балки коробчатой кон­ струкции, установленные на открытом воздухе. Внутри балки возможно скопление воды, вызывающей внутреннюю корро­ зию поясного листа. Наличие воды определяют по звуку при простукивании молотком стенки балки и поясного места. В качестве контроля в нижнем поясе просверливают отверстие диаметром 15-20 мм, расположенное по оси балки. При нали­ чии аппаратуры производят замер толщины элементов балки ультразвуковым толщиномером. В сварных и клепаных метал­ локонструкциях козловых и мостовых кранов некоторые эле­ менты образуют “карманы” — места скопления влаги. При установке крана на открытом воздухе в таких карманах дол­

жен быть сделан дренаж — сток воды. Коррозия (уменьшение толщины) основных несущих элементов более 30% толщины металла не допускается.

Осмотром и измерением устанавливают прямолинейность элементов металлоконструкции крана, правильность положе­ ния пролетных балок в вертикальной и горизонтальной плос­ костях, недопускаемые вмятины, вырезы и отверстия. Изогну­ тые элементы плохо сопротивляются действию усилий на сжа­ тие. В листовых конструкциях выпучивание листов боковых стенок может повлечь за собой разрушение всей конструкции. В местах ремонта наиболее часто образуются вторичные тре­ щины, обычно по сварному шву, поверхность которого из-за неудобства выполнения сварки неровная с потеками, наплыва­ ми, затрудняющими обнаружение трещины.

Обнаруженную изогнутость элемента металлоконструкции определяют по натянутому шнуру. Скручивание балок и ферм определяют по отвесу.

Нормы оценки деформаций и других дефектов металлокон­ струкций установлены методическими указаниями по обследо­ ванию кранов, государственными стандартами, техническими условиями и другой нормативной документацией. Например, изогнутость главных балок однобалочных мостовых кранов с балкой двутаврового сечения, не имеющих дополнительных ферм и несущих балок, не должна превышать 0,002£ (где L -

длина балки). Скручивание главных балок для однобалоч­ ных кранов с балкой двутаврового сечения без ферм и несущих

балок не должно превышать 0,001L в любом сечении по про­ лету крана. Величина скручивания главных балок листовой конструкции, ферменных конструкций мостовых и козловых кранов не должна быть более 0,002L. Кривизна оси элемента ферменной конструкции (раскоса, стойки, пояса) у вертикаль­ ных ферм листовых и козловых кранов опор (ног) не должна превышать 0,0035/ (где / — длина элемента), для элементов горизонтальных ферм, стяжек, перильных ферм — не более 0,007/.

Обнаруженные при обследовании металлоконструкций не­ исправности, дефекты заносят в журнал “Ведомость дефек­ тов” В этой ведомости указывают марку и заводской номер крана; наименование завода-изготовителя и дату изготовления крана. Ведомость дефектов составляют с указанием местона­ хождения дефектного элемента конструкции и местонахожде­ ния дефекта (наименование стержня, панели, расстояние до узла и т. п.). В отдельных случаях ведомость дополняют схе­

мой и нумерацией узлов, стержней панелей и т. п. Описание дефекта делают подробно с указанием размеров, характеризу­ ющих повреждения, с привязкой к эскизу или чертежу общего вида. Для погнутых элементов, имеющих вмятины, должны быть указаны: величина погнутости (вмятины), длина, на ко­ торую она распространяется, направление погнутости.

В ведомость заносят следующие виды дефектов: трещины всех видов, направлений и размеров в узлах и де­

талях с местными деформациями, вызванными от воздействия сосредоточенных нагрузок или в результате деформации дета­ лей при изготовлении, транспортировке, монтаже, эксплуата­ ции (например, гибка, правка, удары грейфером и т. п.);

наличие дополнительных (новых) элементов, установлен­ ных в процессе эксплуатации крана (монтажные, ремонт­ ные усиления, ограждения, кронштейны, освещение, кожухи и т. п.);

узлы с резкими концентраторами напряжений; сосредоточения, сближения и резкое изменение направле­

ния сварных швов в узлах и элементах металлоконструкции, приводящие к пересечению стыковых швов стенки балки со швами, а также сближения этих швов со стыковым швом стен­ ки на расстоянии менее 50 мм или примыкания швов, прикреп­ ляющих ребра жесткости к поясным швам (при отсутствии скосов в торцах ребер), или приближения швов ребер жестко­ сти к швам стыков на расстояние менее 10 толщин, или при­ мыкание швов в местах пересечения вертикальных и горизон­ тальных ребер жесткости (при отсутствии стыков у одного из ребер в месте их пересечения), или сближение в узлах ферм сварных швов, прикрепляющих к фасонке (косынке) элементы решетки и пояса (на величину менее 50 мм);

резкие перепады сечений элементов, прикрепления узловых фасонок к поясам ферм прерывистыми швами, прикрепление вертикальной стенки балки к поясам прерывистыми швами, прикрепления к поясам балок фасонки внахлестку без отварки по контуру или встык (без полного провара);

стыковые соединения на накладках при наличии швов, примыкающих к концам стыкуемых элементов;

отверстия с необработанными кромками, прожженные га­ зовой резкой, необработанные по контуру, заваренные;

подрезы основного металла (глубиной более 0,5 мм при тол­ щине элемента до 10 мм и более, 1 мм при толщине — 10 мм и более);

вмятины, забоины и другие повреждения поверхности эле20* 307

ментов и деталей, возникшие в результате правки в холодном состоянии, а также трещины и надрывы после правки в горя­ чем состоянии;

наличие неудаленных и незачищенных, наплавленных ду­ говой сваркой валиков или шлака, брызг, наплывов металла (после окончания сварки, удаления выводных планок и т. п.) в расчетных элементах, работающих ня растяжение, или дета­ лях, расположенных вдоль усилия в растянутой зоне изгибае­ мых элементов;

дефекты сварных швов, в том числе отсутствие подварки кромки шва при соединении элемента встык, несплавления по кромкам угловых швов, плохое оформление (швы, не имеющие гладкой или мелкочешуйчатой поверхности, без плавного пере­ хода к основному металлу, с наплывами, прожогами, сужения­ ми перемычек), неполный (не на вей) толщину стенки) провар верхних поясных швов в балках при расположении рельса под стенкой, неполный провар стыковых швов, непровары, шлако­ вые включения, скопления газовых пор, превышающие допу­ стимые величины, трещины, раковины, скопления и цепочки поверхностных пор, незаваренные кратеры, зарубки, подрезы и другие дефекты на поверхности шва (в результате механи­ ческой обработки), стыковые швы поясов листовых балок, не зачищенные заподлицо с основным металлом;

отсутствие плавного перехода от металла сварного шва к основному металлу в лобовых швах и стыковых соединениях

вбалках (особенно когда стык расположен в зонах растяги­ вающих напряжений) или в сечениях, стыковых сварных со­ единений листов разной толщины (в случае, когда разница в толщинах листов составляет 4 мм и более, а величина уступа

вместе стыка превышает 1/3 толщины более тонкого листа);

деформация балок, скручивания ферм, деформация (погну­ тости) отдельных стержней, местные механические поврежде­ ния (разрывы, вырубки, изломы), местные коррозионные по­ вреждения элементов и узлов;

износ валов, осей, пальцев, подшипников, шестерен, резь­ бовых соединений и т. п.

Обнаруженные дефекты сопоставляют с допустимыми ве­ личинами, регламентированными нормативной документаци­ ей (техусловиями, инструкциями). Однако обнаружения всех дефектов металлоконструкций крана являются весьма слож­ ной задачей. Эта задача осложняется еще тем, что на основа­ нии результатов обследования должно быть сделано заключе­ ние о состоянии металлоконструкций и возможности ее эксплу­

атации в определенных условиях. При этом учитывают также вопросы экономики, определяющие рациональную продолжи­ тельность эксплуатации. На протяжении длительного срока эксплуатации крановых конструкций неизбежно появляются повреждения, выявляются дефекты проектирования и изгото­ вления. Все эти дефекты с точки зрения опасности различны. Например, скорости распространения трещин в растягивае­ мом и сжатом элементе будут неодинаковыми. В первом случае трещина распространяется быстро и может наступить разру­ шение элемента, во втором — трещина будет распространять­ ся медленно и возможно некоторое время можно продолжить эксплуатацию крана.

По результатам обследования металлоконструкций крана с учетом выявленных дефектов и действительных условий рабо­ ты крана составляют соответствующее заключение.

10.3. Обследование башенных кранов

Обследование башенных кранов проводит комиссия пред­ приятия — владельца крана. В состав комиссии входят: на­ чальник участка эксплуатации башенных кранов; инженер по надзору за грузоподъемными кранами, лицо, ответственное за содержание кранов в исправном состоянии, мастер службы планово-предупредительного ремонта; геодезист и его помощ­ ник, имеющий допуск к верхолазным работам, с инструмен­ том и приспособлениями для замера остаточных деформаций металлоконструкций крана; специалисты по неразрушающим методам контроля.

Порядок обследования башенного крана устанавливается комиссией исходя из условий эксплуатации. Если, например, кран остановлен, но еще не демонтирован, принимают следу­ ющий порядок обследования: ознакомление с технической доку­ ментацией, составление карты осмотра металлоконструкций, инструментальные замеры и вычисления остаточных дефор­ маций основных и несущих металлоконструкций, обследова­ ние металлоконструкций, узлов и механизмов, элементов элек­ трооборудования, механизмов управления и приборов безопас­ ности. Если кран демонтирован, порядок обследования крана может быть изменен в обратной последовательности.

Для предварительной оценки состояния металлоконструк­ ций крана комиссия знакомится с записями в паспорте о ре­ гулярном проведении технических освидетельствований, ре­ монтах, реконструкции, проверяет соблюдение инструкции по

монтажу и эксплуатации крана завода-изготовителя, рассма­ тривает акты на ремонтные работы и работы по усилению ме­ таллоконструкций за период эксплуатации крана, знакомится с другими документами (сертификаты на металл, справка о расчете требуемого режима работы, карта осмотра металло­ конструкций и т. п.).

Карту осмотра металлоконструкций крана составляют до начала проведения обследования. Карта включает перечень мест осмотра узлов и металлоконструкций крана, где в та­ бличной форме указаны места (зоны) осмотра и предполагае­ мые дефекты, схему металлоконструкций с Обозначением мест вероятного появления дефектов с указанием вида ожидаемых дефектов. Карта осмотра металлоконструкции крана должна быть подписана лицом, ответственным за содержание кранов в исправном состоянии, инженером по надзору за грузоподъ­ емными машинами и утверждена главным инженером пред­ приятия — владельца крана.

В качестве примера на рис. 10.1 дана схема осмотра метал­ локонструкций башенного крана КБ-403 (КБК-160.2).

На карте осмотра металлоконструкций крана указывают зону осмотра, предполагаемый дефект и особые указания (ре­ комендации). Примерная карта осмотра металлоконструкций башенного крана КБ-403 (КБК-160.2) приведена в табл. 10.1.

Обследование несущих (расчетных) металлоконструкций башенных кранов, как правило, проводят в разобранном виде, после его демонтажа. При детальном обследовании металло­ конструкций (рамы, флюгера, секции стрелы, башни и т. п.) в первую очередь обращают внимание на наличие дефектов, представляющих явную опасность, возможность хрупкого раз­ рушения металла. К таким дефектам относятся: трещины в основном металле, в сварных швах и околошовной зоне не толь­ ко видимые невооруженным глазом, но и трещины, которые могут быть обнаружены с помощью лупы, ультразвуковой и магнитной дефектоскопии, коррозионные повреждения ме­ талла.

Образование трещин наиболее вероятно в ме хллоконструкциях башенного крана в местах, наиболее подверженных динамическим или вибрационным воздействиям. Трещины ча­ ще всего наблюдаются у вершины и пяты стрелы, у жесткой стяжки, в оголовке башни, в подстрелке крана, в раскосах, в флюгерах, в центральной раме, в поворотной платформе, в креплениях телескопических подкосов и в проушинах крепле­ ния башни или портала к поворотной платформе.