книги / Техническое обслуживание и текущий ремонт грузоподъемных кранов
..pdfрушение 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.