книги / Пособие по техническому надзору за безопасной эксплуатацией грузоподъемных кранов
..pdfс трубой; подложить под косынку заранее изготовленную ци линдрическую накладку с овальными концами и приварить ее к поясу. При этом швы должны быть непрерывными, окан чиваться на косынке, не доходя 20 мм до поперечного шва по месту бывшей трещины (если трещина выходит за преде лы накладки); косынку приварить к накладке, обратив особое внимание на качество сварки в месте пересечения швов, соеди няющих накладку с трубой и косынку с накладкой; контроль сварного шва произвести внешним осмотром и неразрушаю щими методами контроля (просвечиванием, ультразвуком).
Пример 4. Устранение трещин в металлоконструкциях верхнего поясного листа балок коробчатого сечения мостовых кранов.
При разработке технологии ремонта следует установить причину возникновения трещины, которая может быть вызва на следующими факторами:
опирание подошвы рельса на усиление (не снятое при мон таже) стыкового шва пояса;
частая смена подтележечных рельсов; смещение стыка подтележечного рельса от положения под
диафрагмой и отсутствие накладки на рельсах; приварка квадрата, выполняющего роль подтележечного
рельса, к поясу фланговыми швами, пересекающими стык рельса;
наличие подрезов и прожогов пояса, остатков старых эле ментов крепления рельса.
Ремонт верхнего пояса листа заключается в установке по верх ограниченной сверлением и заваренной трещины допол нительного листа. Для выравнивания пролетной балки под ее рельс над диафрагмами устанавливают накладки.
Если в качестве рельса использован квадрат, то его часть, проходящую под накладкой, фрезеруют с образованием усту па. Расположенную на одной стороне пояса и заходящую под подошву трещину перекрывают дополнительным листом, ко торый не доходит до подошвы рельса. Трещина, выходящая за кромку пояса, может впоследствии (даже при ее заварке) перейти на вертикальную стенку. В этом случае при ремон те на вертикальной стенке балки в месте выхода трещины отверстие-ловитель сверлят диаметром 20-25 мм. Часть тре щины, выходящую за пределы стенки, заваривают двусторон ним швом с выводом конца шва на планку. После удаления планки конец шва зачищают.
В процессе эксплуатации мостовых кранов для уменьше
ния повреждений верхнего пояса иногда устанавливают допол нительную полосу, к которой крепят рельс. Ремонт трещины верхнего пояса, скрытой под такой полосой, производят в два этапа. Видимую часть трещины ремонтируют одним из опи санных методов, с другой стороны дополнительной полосы, в непосредственной близости к кромке рельса на верхнем поясе зачищается до металлического блеска полоса шириной 50-60, длиной 500-700 мм и окрашивается краской светлых тонов. Окрашенное место в процессе эксплуатации регулярно осма тривают и при появлении видимой трещины ограничивают ее конец сверлением.
Надежность и работоспособность металлоконструкции, от ремонтированной (восстановленной) с применением сварки, в значительной степени зависят от качества сварных соедине ний. Наличие дефектов в сварных соединениях не допускает ся, так как дефекты уменьшают прочность расчетного сечения шва и являются концентраторами напряжений, в результате чего снижается работоспособность сварных соединений и ме таллоконструкции в целом.
Концентрацию напряжений вызывают технологические де фекты (поры, шлаковые включения, трещины, подрезы и не провары). Нарушение рациональной формы шва, предусмо тренной чертежом, также приведет к концентрации напряже ний в сварных швах.
В сварных соединениях металлоконструкций дефекты мо гут появиться, начиная с заготовок и сборки свариваемых эле ментов и кончая потерей размеров (короблением) конструкции. Дефекты сварки бывают наружные и внутренние. К наруж ным дефектам можно отнести: излом и неперпендикулярность осей соединяемых элементов; смещение кромок соединяемых элементов; отступление по размерам и форме швов от требо ваний чертежей, технических условий и инструкций по сварке (по высоте, катету и ширине шва, по равномерности усиления и прямолинейности шва); трещины всех видов и направлений, выходящие на поверхность; наплывы, подрезы, прожоги, незаваренные кратеры, непровары, пористость и др.
Излом или неперпендикулярность осей, а также несоблю дение заданного угла между осями соединяемых элементов возможны в результате неправильной сборки под сварку, не правильно выбранной последовательности в заварке шва или вследствие снятия упругих деформаций, созданных в стыкуе мых элементах при сборке.
Смещение кромок стыкуемых элементов может возникнуть
в результате неправильной подготовки кромок разнотолщинных элементов, а также при неправильной сборке под сварку. Отступление по размерам и форме швов от требований чер тежей, технических условий, инструкций может быть вызвано рядом причин, в том числе: неравномерность усиления шва по высоте из-за неправильного выбора режима сварки и низкого качества электродов; неравномерная ширина шва из-за непра вильных колебательных движений электрода и неправильной разделки кромок; неправильный размер катета углового шва при неправильных колебаниях конца электрода и неправиль ном угле наклона электрода.
Подрезы — углубления в основном металле вдоль шва. Образуются подрезы при нарушении режима сварки (завыше ние силы тока и напряжения). В угловых швах из-за сильного прогрева верхней полки также возможно образование подре зов.
Прожоги — проплавление металла с образованием сквозно го отверстия. Прожоги могут быть при сварке током чрезмер ной величины. Чаще всего прожоги наблюдаются при сварке тонких элементов.
Наплывы — натеки расплавленного присадочного металла на кромки нерасплавленного присадочного металла. Причиной их образования является оплавление электродов при нерасплавлении основного металла в случае сварки в нижнем положе нии.
Шлаковые включения образуются в результате окисления компонентов сплава при плавлении, а также из флюсов.
Причинами образования пор служат: загрязненность кро мок свариваемых элементов или присадочной проволоки; недо пустимая влажность обмазки электродов; быстрое остывание сварочной ванны при высокой скорости сварки.
Непровар — неполное расплавление кромок по сечению или поверхности предыдущего шва при многослойной сварке. Не провар вершины угла — отсутствие расплавления кромок в вершине угла углового шва. Причинами образования непрова ра являются: низкая квалификация сварщика или его небреж ность; дефекты заготовок и сборки под сварку; завышенное притупление кромок; различная величина притупления сты куемых элементов, заниженный угол скоса кромок; наличие на кромках закруглений; отсутствие зазора или малая величина его; смещение кромок стыкуемых элементов.
Трещины (продольные и поперечные) в шве и околошовной зоне возникают под действием внутренних напряжений
или внешних нагрузок. Линейные размеры трещин могут быть от микроскопических, видимых при значительных увеличени ях, до макроскопических, выявленных невооруженным глазом. Образование трещин в процессе сварки может быть обусловле но рядом факторов: химическим составом, теплофизическими свойствами, структурой и способом выплавки стали.
Например, повышенное содержание углерода в стали, а также серы и фосфора увеличивает вероятность образования трещин тепловым режимом сварки, который определяет на грев и охлаждение металла. Для предупреждения образования трещин важно обеспечить равномерное распределение темпе ратуры по сечению сварного соединения и постепенное охла ждение.
Для своевременного обнаружения и устранения недопусти мых дефектов в сварных соединениях металлоконструкций грузоподъемных машин во время ремонта с применением свар ки используют следующие виды контроля: внешний осмотр и измерение; механические испытания опытных образцов; про свечивание (гаммаг и рентгенографирование) стыковых швов.
Внешнему осмотру подвергают поверхность шва и приле гающие к нему участки основного металла шириной не менее 20 мм в обе стороны от шва, зачищенные от шлака, брызг, натеков металла и других загрязнений. Внешним осмотром и измерением проверяется излом и неперпендикулярность осей, а также смещение кромок стыкуемых элементов, размеры и фор мы швов. При этом отклонения не должны превышать вели чин, указанных в чертежах и технических условиях. Внешним осмотром невооруженным глазом или с применением оптиче ских приборов с 10-кратным увеличением выявляют наплавы, прожоги, незаваренные кратеры, подрезы, наружные трещи ны в околошовной зоне всех видов и направлений, выплески, непровары корня шва, поры.
По внешнему виду сварные соединения должны удовлетво рять следующим условиям: иметь гладкую или мелкочешуй чатую поверхность и плавный переход к основному металлу; не иметь пористости, прожогов и свищей по всей длине шва; соответствовать по форме и размерам требованиям чертежей (по высоте, катету и ширине шва, по равномерности усиле ния и т. п.); не иметь излома или неперпендикулярности осей соединяемых элементов и других дефектов.
Сварные швы бракуют, если обнаружены:
непровары по сечению швов в соединениях*. доступных сварке с двух сторон, глубиной более 5% толщины основно
го металла при толщине до 40 мм и более, глубиной 2 мм при толщине элемента свыше 40 мм;
непровары в корне шва в соединениях, доступных сварке только с одной стороны, без подкладок, глубиной более 15% толщины основного металла при толщине до 20 мм и не более 3 мм при толщине элемента свыше 20 мм.
размеры отдельных шлаковых включений или пор либо скоплений их по глубине шва — более 10% при толщине сва риваемого элемента до 20 мм и более 3 мм при толщине сва риваемого металла свыше 20 мм;
шлаковые включения, расположенные цепочкой или сплош ной линией вдоль шва при суммарной их длине, превышающей 200 мм на 1 м шва;
суммарные величины непроваров, шлаковых включений и пор, расположенных отдельно или цепочкой, превышающие в рассматриваемом сечении при двусторонней сварке 10% тол щины свариваемого металла или более 2 мм; при односторон ней сварке без подкладок — 15% или более 3 мм; трещины всех видев и направлений, расположенные в швах и околошовной зоне, в том числе и микротрещины.
Механические испытания проводят с целью проверки соответ ствия прочностных и пластических характеристик сварного со единения на контрольных образцах, сваренных в условиях, пол ностью отвечающих условиям сварки элемента металлоконструк ции (те же основные и присадочные материалы, те же сварочные режимы, то же положение сварки). На специализированных пред приятиях по ремонту механические испытания проводят перио дически в соответствии с техническими условиями,а при вы полнении указанных работ на неспециализированных предпри ятиях контрольные образцы сваривает каждый сварщик, при нимавший участие в сварке металлоконструкции в количестве не менее двух для каждого вида испытаний.
Проверку механических свойств сварного соединения на контрольных образцах производят вне зависимости от вида сварного соединения элемента путем испытаний на растяже ние и на изгиб образцов, сваренных встык. Образцы на растя жение и изгиб испытывают со снятым усилием. В образцах, предназначенных для испытания на изгиб, сварной шов рас полагают поперек образца. Механические испытания считают удовлетворительными, если: временное сопротивление стали, установленное для данной марки, не ниже нижнего предела временного сопротивления этой марки стали; угол загиба не менее 100°.
Контроль сварных соединений просвечиванием производят в соответствии с государственными стандартами. Просвечи ванию подвергают не менее 25% длины каждого шва контро лируемого соединения. Короткие стыковые швы, полностью охватываемые размерами пленки, просвечивают полностью. В длинных швах в первую очередь просвечивают крайние (тор цевые) участки и крестовины (перекрестки) швов. При вы явлении недопустимых дефектов просвечиванию подвергают соседние участки и при обнаружении на них дефектов — все контролируемое соединение. Швы признают неудовлетвори тельными, если при просвечивании будут выявлены следую щие дефекты: трещины всех видов направлений и размеров, расположенные в металле шва, по линии сплавления и в околошовной зоне основного металла; непровары (несплавления) отдельные и сплошные, расположенные на поверхности и по сечению сварного соединения (между отдельными валиками и слоями шва, между основным металлом и металлом шва); не провары в вершине (корне) угловых и тавровых соединений, выполненных без разделки кромок; газовые поры и шлаковые включения.
Качество сварных соединений металлоконструкций счита ют удовлетворительным, если в них при любом методе кон троля не будут обнаружены внутренние или наружные дефек ты, выходящие за пределы норм, установленных технически ми условиями на ремонт или сварку, инструкциями по контро лю сварных соединений и Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов.
8.5. Порядок приемки и пуска в эксплуатацию грузоподъемного крана после капитального ремонта
Контроль качества ремонта металлоконструкций узлов, де талей и в целом грузоподъемной машины возложен в специа лизированном ремонтном предприятии (РМЗ) — на отдел тех нического контроля (ОТК); в неспециализированном предпри ятии (Управление механизации, шахта, рудник завод и т. д.) — на службу главного механика.
Приемку и контроль деталей и сборочных единиц произ водят в соответствии с требованиями чертежей, технических условий и нормативных требований на конкретную машину. При несоответствии деталей, сборочных единиц и машины в целом требованиям конструкторской документации и техниче ским условиям их бракуют. Решение об окончательном или не
правильном браке принимает начальник ОТК РМЗ или глав ный механик предприятия.
Каждый собранный редуктор проходит обкатку в соответ ствии с программой, утвержденной в установленном порядке. Перед обкаткой в редуктор заливают чистое масло, указанное в таблицах смазки, не выше верхней метки на маслоуказателе. Добавление в масло каких-либо абразивных веществ для уско рения обкатки не допускается. Каждый редуктор обкатывают без нагрузки в течение 1 ч (для реверсивных — в течение 1 ч в каждом направлении) на максимальных рабочих оборотах обкатываемого механизма. В процессе обкатки осуществляют проверку на отсутствие: течи масла, перегрева подшипников, неравномерного шума и стука.
Обнаруженные в процессе обкатки дефекты — течь масла, нагрев корпуса редуктора в непосредственной близости от под шипников более чем на 30°С относительно температуры окру жающего воздуха, резкий неравномерный шум, стук и др. — должны быть устранены. После устранения дефектов обкатку редуктора повторяют в полном объеме. После окончания об катки масло из редуктора полностью сливают.
Собранные грузовые и стреловые лебедки обкатывают в соответствии с инструкцией или программой испытания. Ка ждую лебедку обкатывают без нагрузки в течение 1 ч ревер сивным вращением барабана. После обкатки проводят стати ческие и динамические испытания лебедки. Статические ис пытания лебедки проводят подниманием груза, создающего уси лие в канате, превышающее на 25% номинальное для данной лебедки, а динамическое — на 10%. Испытания лебедки про водят на последнем слое навивки каната. При испытании ле бедка должна работать без стука, толчков и вибраций. При работе допускается нагрев подшипников и редукторов не бо лее чем на 30°С выше температуры окружающего воздуха.
Механизм поворота крана обкатывают без нагрузки в те чение 1 ч реверсивным вращением на максимальных обо ротах. На собранной машине проверяют правильность за цепления шестерни механизма поворота с шестерней опорно поворотного устройства. При обкатке механизм поворота дол жен работать без стука, толчков и вибраций. Все дефекты, об наруженные при обкатке механизма поворота, должны быть устранены, а испытания повторены.
Клиновые коуши перед сборкой испытывают нагрузкой, превышающей номинальную на 25%. Продолжительность ис пытания не менее 3 мин. После снятия нагрузки на клиновом
коуше не должно быть трещин, надрывов и остаточных де формаций.
Собранные сборочные единицы пневмосистемы испытыва ют на прочность и герметичность давлением воздуха, превы шающим номинальное рабочее на 50%, в течение 5 мин, утечка воздуха не допускается. Собранные пневмоцилиндры проверя ют на работоспособность перемещением штока из одного край него положения в другое в диапазоне рабочего давления. Дви жение должно осуществляться плавно, без рывков и заеданий. Пневмоцилиндры должны быть герметичны. Утечка воздуха через крышки по резьбе и стыкам, а также через уплотнения поршня и штока не допускается.
При испытании гидроцилиндров и других сборочных еди ниц гидросистемы проверяют их прочность, герметичность, внутренние утечки, плавность перемещения подвижных ча стей (поршня, штока и т. п.). Испытания на прочность прово дят давлением, превышающим номинальное рабочее не менее чем на 50%. Прочность гидроцилиндров двустороннего дей ствия проверяют в двух крайних положениях поршня, а од ностороннего — в одном крайнем положении. Утечка рабочей жидкости не допускается.
Герметичность гидроцилиндров проверяют при давлении, превышающем номинальное рабочее не менее чем на 25%. Вну тренние утечки проверяют при номинальном давлении в двух крайних положениях через 30 с после остановки поршня (што ка). Утечка жидкости через неподвижные соединения не до пускается. Плавность перемещения штока проверяют равно мерностью его передвижения из одного крайнего положения в другое. Количество перемещений должно быть не менее трех. Шланги и трубопроводы гидросистемы перед сборкой испы тывают на герметичность давлением, превышающим номи нальное рабочее не менее чем на 50% При рабочем давлении до 0,49 МПа (5 кгс/см2) и не менее чем на 25% при рабочем давлении свыше 0,49 МПа (5 кгс/см2). Время проведения ис пытания должно быть не менее 30 с. Утечка рабочей жидкости через стенки и соединения, а также “потение” стенок шлангов не допускаются.
После испытаний все обработанные и неокрашенные рабо чие поверхности гидроаппаратуры покрывают тонким слоем предохранительной смазки для защиты от коррозии* Наруж ные резьбы предохраняют от забоев, а внутренние резьбы и отверстия заглушают пробками.
Гидросистему в сборе испытывают на собранной машине
давлением, превышающим номинальное не менее чем на 25%. При испытании гидросистемы проверяют ее герметичность и работоспособность всех сборочных единиц. Утечка рабочей жидкости через соединения не допускается.
Особенно тщательно производят осмотр и приемку отре монтированных металлоконструкций (мостов, тележек, рам, стрел, гуськов, выносных опор). Допустимые отклонения гео метрических форм и деформации металлоконструкций не должны превышать величин, указанных в чертежах, стандар тах и технических условиях на ремонт.
Собранную грузоподъемную машину проверяют на надеж ность и безопасность, для чего ее осматривают, проводят ис пытания без нагрузки, испытывают под нагрузкой, проверя ют исправность действия устройств и приборов безопасности. При внешнем осмотре машины проверяют качество сборочных работ и комплектность машины в соответствии с нормативно конструкторской документацией.
В период испытания машины без нагрузки производят опробование всех механизмов при раздельной и совместной их работе; проверяют правильность сборки систем машины; от сутствие течи рабочей жидкости в соединениях гидросистемы и утечки воздуха в соединениях пневмосистемы. Проводят по очередное испытание всех механизмов машины, а затем совме щение различных операций в соответствии с возможностями, предусмотренными кинематической схемой.
Испытания грузоподъемных машин под нагрузкой прово дят в соответствии с требованиями, указанными в техниче ских условиях на конкретную машину. Испытания грузоподъ емных машин, на которые распространяются Правила устрой ства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов, про водят согласно требованиям этих Правил и методическим ука заниям.
Глава 9 ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ АВАРИЙ
ИНЕСЧАСТНЫХ СЛУЧАЕВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ КРАНОВ
9.1. Общие сведения
Аварией считаются разрушение или излом (изгиб) метал локонструкций грузоподъемной машины (моста, портала, ра мы, платформы, башни, стрелы), вызвавшие необходимость в
капитальном ремонте металлоконструкций или замене их от дельных секций, а также падения грузоподъемной машины, вызвавшие указанные повреждения и простой машины более одной смены.
Аварии грузоподъемных кранов возникают стихийно, вне запно и, как правило, там, где не соблюдаются требования стандартов, инструкций заводагизготовителя и правил безо пасности.
Аварии можно подразделить на два вида: аварии кранов, не повлекшие за собой несчастные случаи; аварии кранов, по влекшие за собой несчастные случаи. Аварии крана — это чрезвычайное происшествие, при котором наносится как мо ральный, так и материальный ущерб. Материальный (эконо мический) ущерб от аварии подсчитывается с учетом прямых убытков и производственных затрат. Прямыми убытками счи тают непредусмотренные выплаты заработной платы за все работы, связанные с ликвидацией аварии, и стоимость пол ностью или частично выведенных из сферы производства ма териальных ценностей (оборудование, сырье, коммуникации и т. п.). К производственным затратам относят дополнительные затраты материальных, финансовых и трудовых ресурсов для ремонта и восстановления аварийных машин или объектов.
В этой главе описаны характерные причины аварий мо стовых, козловых, башенных и стреловых самоходных кранов, которые произошли за последние годы на предприятиях, под контрольных органам Госгортехнадзора.
9.2. Аварии мостовых и козловых кранов
Мостовые краны, как правило, устанавливаются и эксплуа тируются в закрытых помещениях (цехах, складах, базах), где имеются условия для проведения более качественного техниче ского обслуживания, ремонта, технического освидетельствова ния, обследования металлоконструкций. По конструктивному исполнению мостовые краны более надежны в эксплуатации по сраёнению с другими кранами. Аварии на мостовых кра нах происходят редко. Основными причинами аварий мосто вых кранов являются:
обрывы стальных грузовых канатов; неисправность приборов безопасности; неисправность тормозов; неисправность грузозахватных органов;