книги / Обследование технического состояния металлоконструкций и механизмов подъемно-транспортных машин

не отверстий проушин: Р2 – посередине, Р3 – в точке пересечения расчала с осью стрелы. Величина отклонения от прямолинейности вычисляется по формуле

Отклонение е от прямолинейности оси пояса или раскоса решетчатых башен и стрел следует проверять на кране как в рабочем, так и в разобранном состоянии. Измерения проводятся с помощью металлической линейки и штангенциркуля в плоскости, в которой обнаружено наибольшее искривление. Вместо линейки можно применять стальную струну, натягивая ее вдоль элемента на подкладках одинаковой толщины и измеряя линейкой стрелу прогиба L, которая не должна выходить за пределы

L/600.

8.ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ИХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА МЕТАЛЛА НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ КРАНОВ

Необходимость определения химического состава и / или механических свойств металла возникает в следующих случаях:

–если в паспорте грузоподъемной машины отсутствуют данные о металле, из которого изготовлены несущие элементы металлических конструкций при ремонте крана;

–при работе грузоподъемной машины в условиях агрессивной среды;

–при внеочередном обследовании (по необходимости);

–при сомнениях в выбранных материалах, если грузоподъемная машина подвергалась ремонтам и / или реконструкции, при которых были заменены элементы, марка стали которых указана в паспорте грузоподъемной машины.

В случае утери паспорта необходимость и порядок отбора проб для проверки химического состава и анализа механических

31

свойств металла следует осуществлять в соответствии с требованиями, приведенными в пп. 8.1, 8.2.

8.1. Способ отбора образцов проб для проверки химического состава металла

Для проведения химического анализа металла основных несущих элементов с целью стандартного определения марки стали от каждого элемента обследуемого узла берут на анализ от 20 до 30 г стружки.

При сложности отбора указанного количества металла по рекомендации СКТБ могут быть использованы опытные методы, при которых объем отбираемого металла может составлять 15–20 мм2 при площади образца не менее 5 мм2.

Стандартный отбор проб для химического анализа металла производится в соответствии с требованиями ГОСТ 7565 «Стали и сплавы. Методы отбора проб» и осуществляется при обследовании металлоконструкций крана.

Место, с которого берется стружка, должно быть предварительно очищено от пыли, грязи, смазочных материалов и зачищено до металлического блеска. Стружка отбирается засверливанием отверстия при температуре не ниже +10 °С. Диаметр сверла d = 5–8 мм, но не более полуторной толщины элемента (листа, профиля, трубы) анализируемого узла. Расстояние между отверстием и краем элемента должно быть не менее 5d (как правило, не менее 25 мм).

В тех случаях, когда температура окружающей среды ниже +10 °С, отбор стружки для анализа следует выполнять с подогретой до указанной температуры поверхности металла.

Место, откуда взята стружка, подлежит восстановлению с применением сварки до пуска крана в работу, о чем должна быть сделана отметка в журнале осмотров, технических обслуживаний и ремонтов крана, а чертеж восстановления элемента металлоконструкции после взятия пробы должен храниться наравне с паспортом.

32

Отобранная стружка упаковывается, маркируется, составляется ведомость с указанием места взятия стружки (узла, элемента), марки крана, его заводского и регистрационного номеров. Химический состав стружки определяется в соответствии с требованиями ГОСТ 22536.0, ГОСТ 22536.1, ГОСТ 22536.2,

ГОСТ 22536.3, ГОСТ 22536.4, ГОСТ 22536.5.

8.2. Способы отбора образцов проб для проверки механических свойств металла

Определение механических свойств (предела текучести, временного сопротивления разрыву, относительного удлинения, ударной вязкости) производится из проб, вырезанных из элементов металлоконструкций, которые подлежат проверке.

d = 70-100

1

2

Рис. 8. Вырезка образцов в виде круга

Наиболее приемлемым методом отбора металла для определения его механических свойств из листовых конструкций является вырезка заготовки в виде круга (блина) (рис. 8). Вырезка заготовки выполняется механически (дрелью со специальной насадкой) или с использованием газовой резки ацетиленовым или пропан-бутановым пламенем с обеспечением отсутствия пережога или перегрева вырезаемой заготовки. Из получаемой

33

заготовки изготавливают два плоских образца 1 для определения предела текучести, временного сопротивления разрыву и относительного удлинения в соответствии с требованиями ГОСТ 1497.

Из этой же заготовки вырезают также три образца 2 для определения ударной вязкости. Образцы вырезают в соответствии с требованиями ГОСТ 9454; испытывают их при минимальной температуре эксплуатации крана.

Отбор проб в трубчатых конструкциях (секции башен, верхний пояс секций стрел, несущие пояса оголовка) производится следующим образом: например, из трубы несущего пояса диаметром 140 10 мм вырезается заготовка (рис. 9) с закруглениями диаметром 60 мм. Длина заготовки 120 мм.

Рис. 9. Вырезки образцов из трубчатых сечений

Из нижних несущих поясов стрелы не допускается вырезать стандартные заготовки металла для проверки механических свойств ввиду невозможности восстановления конструкции без снижения ее прочностных свойств.

Из полученной заготовки размером 120 60 мм изготавливают полосы шириной 16 мм (2 шт.) и 9 мм (2 шт.) (см. рис. 9). Из двух первых полос для определения предела текучести σт, временного сопротивления σв и относительного удлинения δ изготавливают два образца на растяжение по ГОСТ 1497. Из двух других полос изготавливают три образца для определения удар-

34

ной вязкости при температуре –40 или –60 °С (краны исполнения ХЛ) согласно требованиям ГОСТ 9454.

Места вырезки заготовок должны быть восстановлены без снижения несущей способности конструкции.

9. ОБСЛЕДОВАНИЕ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ

Проверку несущих элементов металлической конструкции крана на сопротивление усталости выполняют в том случае, если группа классификации (режима) крана достигла граничных значений, указанных в табл. 3, а также при наличии усталостных повреждений на расчетных элементах металлоконструкции в основных расчетных сечениях.

Проверку на сопротивление усталости следует проводить в соответствии с ОСТ 24.09-5821-01–93 «Краны грузоподъемные промышленного назначения. Нормы и методы расчета элементов стальных конструкций». Использование других методов допускается после согласования с головной организацией по краностроению.

Проверке подлежат наиболее нагруженные элементы несущей металлической конструкции крана: пояса листовых пролетных балок, пояса и элементы решетки ферменных балок, верхние участки стоек опор козловых кранов, монтажные соединения поясов пролетных балок и т.п.

Не подлежат проверке элементы и участки конструкций, для которых характерны разрушения, являющиеся следствием конструктивных и технологических дефектов, а также дефектов, выявленных из-за существенных нарушений правил эксплуатации крана, например, стенки пролетных балок в местах примыкания кронштейнов, площадок, надбуксовые узлы концевых балок, узлы примыкания пролетных балок к концевым и т.д.

Вне зависимости от используемого метода расчета при проверке сопротивления усталости следует учитывать:

35

–наличие двухчастотного нагружения, обусловленного колебаниями конструкции вследствие воздействия динамических нагрузок, возникающих при работе механизмов крана;

–выявленные коррозионные повреждения элементов металлических конструкций (как уменьшение размеров сечений, так и возникновение дополнительных концентраторов напряжений).

Таблица 3

Граничные значения групп классификации (режима)

по ГОСТ 25546, ИСО 4301/1, при которых необходима проверка на сопротивление усталости

При числе циклов действия нагрузки свыше 500 000 и значениях коэффициента нагружения kр ≤ 0,063 рекомендуется учи-

36

тывать эффект снижения сопротивления металла усталостному разрушению.

После проведения расчета на сопротивление усталости, если окажется, что кран выработал ресурс, но при этом во время обследования не было выявлено усталостных повреждений расчетных элементов металлоконструкции, комиссия принимает одно из следующих решений:

–ограничить основные характеристики нагружения крана (например, грузоподъемность); при этом вновь назначенные характеристики должны быть подтверждены расчетом;

–сократить (до 1 года) срок до проведения следующего очередного повторного обследования.

10.ОБСЛЕДОВАНИЕ КОРРОЗИИ НА НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТАХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ

1.Уменьшение площади сечения элемента вследствие коррозии допускается не более чем на 10 % по отношению к номинальной величине площади сечения, указанной в сортаменте соответствующего профиля. При этом никаких дополнительных расчетов не требуется и срок, назначаемый до следующего очередного обследования, принимается в соответствии с рекомендациями табл. 1.

2.При уменьшении площади сечения в результате коррозии более чем на 10 % прочность элементов металлоконструкции должна быть проверена расчетом.

3.В случае уменьшения площади сечения элемента на 15 %

иболее в расчете следует учитывать фактические изменения моментов инерции и сопротивления сечения.

4.Для элементов металлоконструкций, работающих в условиях агрессивной среды, имеющих исходную (или в результате коррозии) толщину 5 мм и менее, а также в случаях, когда относительное уменьшение площади сечения любого иного расчетного элемента превышает 25 %, следует дополнительно учи-

37

тывать снижение расчетного сопротивления материала, умножая его на коэффициент степени агрессивного воздействия среды γd, приведенный ниже:

11. ОБСЛЕДОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ КРАНОВ МЕТОДАМИ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

Ниже приведены указания по применению методов неразрушающего контроля. Элементы металлоконструкций, к которым применяются эти методы, приведены в табл. 4. Рассмотрены методы: капиллярный, магнитографический, вихретоковый

Таблица 4

Элементы металлоконструкций, подвергаемые неразрушающему контролю при проведении обследований кранов мостового типа

38

39

и ультразвуковой. Радиографический метод изложен в ГОСТ 7522 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод».

11.1. Контроль дефектов капиллярным методом

Капиллярный метод позволяет осуществлять контроль дефектов двумя способами: с помощью керосиновой пробы (она наиболее доступная); с помощью капиллярных контрастных растворов.

По существу, оба метода основаны на проникающих возможностях керосина и капиллярных контрастных растворов. В обоих случаях исследуемая поверхность металлоконструкции очищается от грязи, ржавчины, масел (обезжиривается), других веществ, которые закрывают доступ проникающему составу в трещину. Затем поверхность смачивается керосином или ка-

40