
Обследование технического состояния металлоконструкций и механизмов
..pdfФедеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный технический университет»
Л.В. Янковский, М.Ф. Политов
ОБСЛЕДОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
И МЕХАНИЗМОВ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
Издательство Пермского государственного технического университета
2009
УДК 621.86:658.562 (075.8) ББК 39.9 я73
Я62
Рецензенты:
канд. техн. наук, доцент В.Ф. Миллер (Пермская сельскохозяйственная академия); канд. техн. наук, доцент В.П. Шардин
(Пермский государственный технический университет)
Янковский, Л.В.
Я62 Обследование технического состояния металлоконструкций и механизмов подъемно-транспортных машин: учеб. пособие / Л.В. Янковский, М.Ф. Политов. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2009. – 113 с.
ISBN 978-5-398-00189-1
Рассмотрены вопросы обследования металлоконструкций и механизмов кранов: требования к организациям, занимающимся обследованием и проверкой грузоподъемных машин; виды дефектов канатно-блоковых устройств, металлоконструкций, электро- и гидрооборудования. Приведены описания неразрушающих методов контроля дефектов, полученных в процессе изготовления и эксплуатации, а также при проверке приборов безопасности.
Предназначено для студентов очного и заочного отделений специальности 190205.65 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование».
УДК 621.86:658.562 (075.8) ББК 39.9 я73
ISBN 978-5-398-00189-1 |
© ГОУ ВПО |
|
«Пермский государственный |
|
технический университет», 2009 |
|
2 |
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Введение............................................................................................. |
5 |
|
1. |
Периодичность обследований и их виды................................... |
9 |
2. |
Организация обследования на предприятии.............................. |
12 |
3. |
Основные требования к предприятиям, проводящим |
|
обследования кранов......................................................................... |
16 |
|
4. |
Основные виды работ при обследовании................................... |
18 |
5. |
Изучение документации кранов................................................... |
18 |
6. |
Обследование металлоконструкций ............................................ |
20 |
7. |
Проверка величин отклонений от прямолинейности |
|
элементов металлоконструкций....................................................... |
27 |
|
8. |
Определение механических свойств и химического состава |
|
металла несущих элементов конструкций кранов......................... |
31 |
|
|
8.1. Способ отбора образцов проб для проверки химического |
|
|
состава металла.............................................................................. |
32 |
|
8.2. Способы отбора образцов проб для проверки |
|
|
механических свойств металла..................................................... |
33 |
9. |
Обследование металлоконструкций на сопротивление |
|
усталости............................................................................................ |
35 |
|
10. Обследование коррозии на несущих элементах |
|
|
металлоконструкций ......................................................................... |
37 |
|
11. Обследование металлических элементов конструкций |
|
|
кранов методами неразрушающего контроля................................ |
38 |
|
|
11.1. Контроль дефектов капиллярным методом........................ |
40 |
|
11.2. Поиск дефектов магнитографическим методом................ |
41 |
|
11.3. Обнаружение дефектов вихретоковым методом............... |
42 |
|
11.4. Метод ультразвуковой дефектоскопии............................... |
43 |
12. Обследование канатно-блочных систем, механизмов |
|
|
и других узлов.................................................................................... |
44 |
|
13. Проверка опорно-поворотного устройства крана.................... |
46 |
|
14. Обследование механизмов электро- и гидрооборудования.... |
49 |
|
|
14.1. Обследование состояния электрооборудования................ |
49 |
|
14.2. Обследование состояния гидрооборудования.................... |
51 |
15. Обследование приборов и устройств безопасности................. |
52 |
|
|
15.1. Обследование ограничителей рабочих движений............ |
53 |
|
15.2. Обследование ограничителей грузоподъемности............. |
55 |
|
15.3. Обследование состояния кренометров............................... |
56 |
3
15.4. Обследование состояния сигнализаторов........................... |
57 |
15.5. Работа крана без груза и с пробным грузом....................... |
58 |
16. Проведение испытаний крана..................................................... |
59 |
16.1. Проверка на статическую нагрузку..................................... |
59 |
16.2. Динамические испытания.................................................... |
60 |
16.3. Проверка на устойчивость................................................... |
62 |
17. Обследование рельсовых путей ................................................. |
63 |
18. Анализ и оценка остаточного ресурса кранов. Решение |
|
о возможности дальнейшей эксплуатации..................................... |
64 |
19. Требования к безопасности обследований............................... |
69 |
19.1. Техника безопасности при организации и проведении |
|
работ................................................................................................ |
69 |
19.2. Инструктаж перед выполнением работ.............................. |
70 |
20. Экономическая оценка модернизации и восстановления |
|
грузоподъемных машин.................................................................... |
71 |
Список литературы............................................................................ |
75 |
Приложение 1. Основные виды кранов, подлежащих |
|
обследованию..................................................................................... |
76 |
Приложение 2. Основные повреждения металлоконструкций |
|
кранов................................................................................................. |
79 |
Приложение 3. Наиболее вероятные дефекты металло- |
|
конструкций кранов и предельно допустимые значения |
|
повреждений ...................................................................................... |
90 |
Приложение 4. Основные места возникновения повреждений |
|
в металлоконструкциях кранов мостового типа............................. |
100 |
Приложение 5. Виды предельных остаточных деформаций......... |
101 |
Приложение 6. Наиболее вероятные дефекты механизмов |
|
крана и предельно допустимые повреждения изготовления......... |
103 |
Приложение 7. Дефекты электрооборудования и устройства |
|
безопасности...................................................................................... |
108 |
Приложение 8. Наиболее вероятные дефекты гидропривода |
|
кранов и предельно допустимые повреждения изготовления....... |
111 |
4
ВВЕДЕНИЕ
Грузоподъемные машины предназначены для перемещения отдельных штучных грузов большой массы по произвольной пространственной трассе, включающей вертикальные, наклонные и горизонтальные участки, циклическим методом, при котором периоды работы перемежаются с периодами пауз. Они могут выполнить и монтажные операции, связанные с подъемом
иточной установкой монтируемых элементов и оборудования, а также поддержанием их на весу до закрепления в проектном положении.
Краны – это универсальные грузоподъемные машины, состоящие из основы в виде металлической конструкции и нескольких установленных на ней механизмов, называемых крановыми. Наибольшее распространение получили мостовые, козловые, башенные и стреловые самоходные краны (прил. 1).
Краны мостового типа состоят из пролетного строения
иперемещающейся по нему тележки с полиспастом, несущей грузоподъемное устройство. Груз находится в пределах опорного контура крана.
Козловые краны изготовляют в виде передвигающихся по специальным подкрановым путям мостов, соединенных с опорными стойками, вдоль которых перемещается тележка с подъемным механизмом и полиспастом, несущим грузозахватное устройство.
Башенные стреловые поворотные краны передвигаются по специальным рельсовым путям и перемещают груз в пределах прямоугольника, длина которого равна длине путей, а ширина – двойному вылету стрелы.
Самоходные стреловые краны – это краны, не связанные с определенным местом использования ни условиями энергообеспечения, ни условиями взаимодействия с местностью. В зависимости от конструкции ходового оборудования они могут быть пневмоколесными, в том числе с использованием в качест-
5
ве ходового оборудования шасси стандартных грузовых автомобилей или специальных шасси автомобильного типа, а также гусеничными, в том числе с использованием в качестве ходового оборудования тракторов.
Все вышеперечисленные краны должны подвергаться обследованию по истечению срока службы. При обследовании кранов с истекшим сроком службы оперируют следующими терминами и определениями.
Дефект – каждое отдельное несоответствие грузоподъемной машины, узла, элемента требованиям, приведенным в рабочей или нормативной документации.
Исправное состояние – состояние грузоподъемной машины, при котором она соответствует всем требованиям нормативной и / или конструкторской (проектной) документации.
Неисправное состояние – состояние грузоподъемной машины, при котором она не соответствует хотя бы одному признаку из требований нормативной и / или конструкторской (проектной) документации.
Работоспособное состояние – состояние грузоподъемной машины, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствует требованиям нормативной и / или конструкторской (проектной) документации.
Неработоспособное состояние – состояние грузоподъем-
ной машины, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего ее способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативной и / или конструкторской (проектной) документации.
Предельное состояние – состояние грузоподъемной машины, при котором ее дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление ее работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.
Критерий предельного состояния – признак или совокуп-
ность признаков предельного состояния грузоподъемной маши-
6
ны, установленный нормативной и / или конструкторской (проектной) документацией.
Документация эксплуатационная – техническая докумен-
тация (часть общей конструкторской или проектной документации), которая поставляется заводом-изготовителем вместе с грузоподъемной машиной, включающая паспорт, техническое описание и инструкцию по эксплуатации, инструкцию по монтажу и т.п.
Обследование (экспертное обследование) – комплекс работ по техническому диагностированию грузоподъемных машин, отработавших нормативный срок службы, с целью выдачи заключения о возможности и условиях их дальнейшей эксплуатации на определенный период.
Обследование первичное – обследование, проводящееся по истечении нормативного срока службы грузоподъемной машины.
Обследование повторное – обследование, проводящееся по истечении срока, установленного по результатам первичного или предыдущего повторного обследования.
Обследование внеочередное – обследование, проводящееся при возникновении значительных дефектов или неисправностей (или признаков появления этих неисправностей), создающих угрозу для дальнейшей эксплуатации, в соответствии с требованиями, изложенными в информационных письмах заводовизготовителей или органов Ростехнадзора, либо по просьбе владельца грузоподъемной машины.
Перекос поворотной опоры (люфт, рабочий зазор) – угло-
вое перемещение плоскостей колец (полуобойм) и венца поворотной опоры друг относительно друга, возникающее под действием рабочей нагрузки.
Район сейсмически опасный – зона, где сила подземных толчков при землетрясениях превышает 6 баллов.
Ресурс – суммарная расчетная наработка грузоподъемной машины от начала ее эксплуатации или от возобновления ее
7
эксплуатации после ремонта до перехода в предельное состояние.
Срок службы нормативный – календарная (или определенная по счетчику моточасов) продолжительность эксплуатации до выработки ресурса базовыми частями (несущими металлическими конструкциями) грузоподъемной машины, записанная в ее паспорте либо установленная в нормативных документах по расчету и проектированию.
Ремонт – комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности грузоподъемной машины и / или восстановлению ресурса грузоподъемной машины или отдельных ее составных частей.
Ремонт капитальный – ремонт (в пределах срока службы грузоподъемной машины), выполняемый для восстановления неисправности и полного или близкого к полному восстановлению ресурса грузоподъемной машины с заменой или восстановлением любых ее частей, включая базовые (при необходимости).
Ремонт полнокомплектный – ремонт грузоподъемных ма-
шин с истекшим сроком службы, выполняемый для восстановления их исправности и ресурса с целью продления их эксплуатации до очередного обследования.
Ремонт текущий – ремонт, выполняемый для обеспечения или восстановления работоспособности грузоподъемной машины и состоящий в устранении неисправности путем замены и / или ремонта отдельных частей.
Ресурс остаточный – расчетная величина наработки грузоподъемной машины (с момента проведения обследования) до достижения предельного состояния ее базовых частей (несущих металлических конструкций) по критериям усталости.
Специалист-обследователь 1 уровня – специалист, имеющий право на проведение обследования грузоподъемных машин.
Специалист-обследователь 2 уровня – специалист, имею-
щий право на проведение обследования и принятия решения о продлении срока службы грузоподъемной машины.
8
Специалист-обследователь 3 уровня – специалист, имею-
щий права специалистов-обследователей 1 и 2 уровня, а также право на оценку остаточного ресурса грузоподъемной машины.
Эксплуатация – стадия жизненного цикла грузоподъемной машины до ее списания, на которой реализуются, поддерживаются и восстанавливаются ее качества и которая включает использование грузоподъемной машины по назначению, а именно: транспортирование, хранение, техническое обслуживание, монтаж (демонтаж) и ремонт.
Система технического обслуживания и ремонта (система ТО и Р) – комплекс организационно-технических мероприятий, проводимых в плановом порядке для поддержания работоспособности и исправности машин во время их эксплуатации при соблюдении заданных условий и режимов использования.
Балльная система оценки технического состояния метал-
локонструкций – метод экспертной оценки состояния металлоконструкций крана в зависимости от количества и вида дефектов, позволяющих определить степень приближения металлоконструкций к предельному состоянию.
Ответственный элемент металлоконструкций – элемент,
при отказе которого эксплуатация крана недопустима.
1.ПЕРИОДИЧНОСТЬ ОБСЛЕДОВАНИЙ
ИИХ ВИДЫ
Обследование грузоподъемных машин с целью продления срока дальнейшей эксплуатации необходимо проводить по истечении нормативного срока службы (табл. 1).
При необходимости или по просьбе владельца обследование может быть проведено и в связи с реконструкцией крана.
Предусматриваются следующие виды обследования грузоподъемных машин с истекшим сроком службы:
а) первичное; б) повторное; в) внеочередное.
9
Первичное обследование крана с истекшим сроком службы проводится по истечении нормативного срока службы, определяемого с даты выпуска крана предприятиями-изготовителями.
Таблица 1
Нормативные сроки службы кранов и периодичность их обследования
|
|
Нормативный срок |
|
Типы |
Грузоподъемность |
службы, лет. |
|
Срок для прове- |
|||
кранов |
кранов, т |
||
дения первичного |
|||
|
|
||
|
|
обследования, лет |
|
Краны |
До 100 т включительно |
10 |
|
стреловые |
Более 100 т до 250 т |
13 |
|
КА |
|
|
|
Более 250 т |
15 |
||
|
До 30 т включительно |
10 |
|
Краны |
8К-ВТ |
12 (2)* |
|
мостовые |
6К-7К Т |
16 (2)* |
|
|
4К-5К С |
16 (2)* |
|
|
2К-ЗК Л |
20 (5)* |
|
|
1К-Л, редко используемые |
30 (10)* |
|
Краны |
до 10 т вкл.: Л-4К-А4 |
10 |
|
башенные |
св. 10 т: Л-4К-А4 |
16 |
|
и несамо- |
6К-7К А6-А7 |
10 |
|
ходные; |
|
|
|
строитель- |
|
|
|
ные краны |
|
|
|
башенные |
|
|
|
типа КБГ |
|
|
*В скобках указаны сроки до проведения повторных исследований.
10