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
