Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Научно-техническая проблема оценки безопасности подъемных сооружений и особенностей расчета остаточного ресурса козловых кранов для обслуживания гидроэлектростанций 11
1.1. Современные аспекты промышленной жизнедеятельности 1 ]
] .2. Современные концепции безопасности и приемлемого риска 12
1.3. Влияние коррозии на безопасность и сроки эксплуатации кранов 13
1.4. Обзор методик определения остаточного ресурса кранов, отработавших нормативный срок эксплуатации 18
1.5. Выводы и постановка задач исследования 36
Глава 2. Математическая модель безопасной эксплуатации кранов для обслуживания электростанций на основании концепции «приемлемого риска» 38
2.1. Особенности эксплуатации козловых кранов для обслуживания ГЭС... 38
2.2. Классификация кранов ГЭС с точки зрения риска отказа при эксплуатации 38
2.3. Математическая модель безопасной эксплуатации кранов для обслуживания ГЭС 41
2.4. Выводы по главе 46
Глава 3. Вероятностный анализ риска эксплуатации кранов для Саратовской ГЭС 47
3.1. Выбор метода анализа риска 47
3.2. Адаптация метода дерева событий к вопросу безопасности кранов для обслуживания ГЭС 67
3.3. Процедура построения дерева отказов 69
3.4. Разработка алгоритма вероятностного анализа безопасности кранов гидроэлектростанций с использованием метода минимальных сечений 74
3.5. Влияние зависимых отказов и отказов по общей причине на результаты вероятностного анализа безопасности грузоподъемных кранов 77
3.6. Количественная оценка исходных событий 82
3.6.1. Основные вероятностные характеристики исходных событий 82
3.6.2. Оценка безопасности элементов грузоподъемных кранов с по стоянной частотой отказов 89
3.7 Количественная оценка безопасности грузоподъемных кранов 94
3.7.1 Основные вероятностные характеристики 94
3.7.2 Риск отказа грузоподъемного крана 96
3.8. Анализ подъемно-транспортных средств Саратовской ГЭС 98
3.9. Анализ основных технологических работ кранов Саратовской ГЭС.99
3.10. Структурный анализ и построение дерева отказа кранов
К2х180/50+10иК2х200/10 101
3.11. Анализ базы данных по интенсивностям отказов основных конст
руктивных элементов кранов гидроэлектростанций 114
3.12. Выводы по главе 119
Глава 4. Экспериментальные исследования параметров козловых кранов ГЭС, влияющих на безопасность эксплуатации и остаточный ресурс 121
4.1. Задачи и состав исследований 121
4.2. Методика проведения эксперимента 121
4.3. Определение фактической группы режима работы для кранов первого и второго класса ответственности Саратовской ГЭС 123
4.4. Определение степени коррозии элементов металлоконструкции кранов Саратовской ГЭС 127
4.5. Определение коррозионной усталости металлоконструкций кранов Саратовской ГЭС 131
4.6. Назначение коэффициентов текущего состояния конструктивных элементов крана 133
4.7. Выводы по главе 141
Глава 5. Особенности определения остаточного ресурса козловых кранов для обслуживания ГЭС 142
5.1. Предпосылки к определению остаточного ресурса козловых кранов гидроэлектростанций . 142
5.2. Комплекс предварительных мер при определении остаточного ресурса козловых кранов ГЭС 143
5.3. Оценка ресурса металлоконструкции крана по степени усталостного поражения 145
5.4. Оценка ресурса металлоконструкции крана по степени коррозионного поражения 146
5.5. Оценка ресурса металлоконструкции крана на основании коррозионной усталости 147
5.5. Окончательное определение остаточного ресурса 148
5.6.Выводы по главе 151
Заключение 152
Литература
- Современные концепции безопасности и приемлемого риска
- Классификация кранов ГЭС с точки зрения риска отказа при эксплуатации
- Разработка алгоритма вероятностного анализа безопасности кранов гидроэлектростанций с использованием метода минимальных сечений
- Определение фактической группы режима работы для кранов первого и второго класса ответственности Саратовской ГЭС
Введение к работе
Актуальность темы. При строительстве и эксплуатации гидроэлектростанций применяются в основном специальные козловые краны. Они отличаются большим разнообразием конструктивного исполнения, изготавливаются в единичных экземплярах или малыми сериями в зависимости от масс и габаритов технологического оборудования станции, конструктивного исполнения самих сооружений, в подавляющем большинстве невозможна замена наиболее ответственных кранов для обслуживания машинных залов и водосливных плотин без остановки самой станции на период демонтажно-монтажных работ. Авария таких кранов может привести к большим экономическим потерям, а отказ кранов водосливных плотин еще и к экологическим происшествиям, ведущим к затоплению населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий.
На основании изложенного можно сказать, что одной из главных задач эксплуатирующих грузоподъемное оборудование организаций является повышение безопасности козловых кранов и достоверное определение остаточного ресурса кранов с тем, чтобы можно было своевременно планировать модернизацию кранов с целью продления срока службы, или, в крайнем случае, замену при невозможности дальнейшей эксплуатации. Актуальность этой задачи усугубляется еще и тем, что большинство кранов отработало нормативный срок службы (более 30 лет).
Целью работы является повышение безопасности эксплуатации специальных козловых кранов для обслуживания ГЭС и разработка особенностей определения остаточного ресурса путем количественной оценки риска, скорости коррозии металла и усталостной долговечности корродированного металла.
Задачи работы. Провести оценку безопасности эксплуатации кранов для обслуживания гидроэлектростанций на основании теории риск-анализа; установить классы ответственности кранов для гидроэлектростанций в зависимости от последствий отказа каждого выделенного по назначению вида кранов; в связи с отсутствием необходимых данных по наработке кранов за период эксплуатации собрать данные по реальной загрузке и построить графики нагружения наиболее ответственных кранов; построить математическую модель безопасности эксплуатации кранов для обслуживания гидроэлектростанций с использованием методов построения дерева событий и дерева отказов; спланировать и провести эксперимент по определению коррозионной усталости металлоконструкции кранов с учетом возникающих при сварке концентраторов; на основании проведенных исследований разработать методику количественной оценки безопасности кранов для обслуживания ГЭС и предложить особенности методики определения остаточного ресурса козловых кранов для обслуживания ГЭС.
Методы исследований. В диссертации использовались методы теории вероятности, математической статистики, методы и положения теории рисков, методы планирования и проведения эксперимента.
Достоверность полученных результатов достигнута путем:
выбора апробированных методов математического анализа, научных исследований;
сопоставления результатов аналитического исследования с данными экспериментов и математического моделирования.
сбора фактических данных на натурных образцах кранов предприятий гидроэнергетики.
На защиту выносятся следующие основные положения:
-
Методика оценки безопасности и повышения надежности козловых кранов для обслуживания ГЭС на основании концепции «приемлемого риска» и введенных классов ответственности, а также установленных фактических графиков нагружения.
-
Математическая модель безопасности эксплуатации кранов для обслуживания гидроэлектростанций с использованием методов построения дерева событий и дерева отказов.
-
Особенности методики определения остаточного ресурса козловых кранов для обслуживания гидроэлектростанций.
Научная новизна. Получены критерии оценки риска дальнейшей эксплуатации отработавших нормативный срок козловых кранов для обслуживания гидроэлектростанций, учитывающие предложенные классы ответственности по критериям риска и степени экономических потерь. Разработаны рекомендации по определению скорости развития коррозии в металлоконструкции кранов для обслуживания гидроэлектростанций, работающих в условиях повышенной влажности. Определены графики нагружения козловых кранов ГЭС для обслуживания машинных залов и водосливных плотин. Получены экспериментальные данные по коррозионной долговечности металлоконструкции кранов с учетом концентраторов сварочных напряжений.
Практическое значение заключается в разработке методов оценки безопасности эксплуатации козловых кранов для обслуживания гидроэлектростанций и разработке мероприятий по повышению безопасности их эксплуатации и особенностей расчета остаточного ресурса.
Реализация результатов работы. Предложенная методика оценки повышения безопасности эксплуатации специальных козловых кранов для обслуживания ГЭС внедрена при проведении диагностики козловых кранов ГЭС с истекшим сроком службы и оценки остаточного ресурса в ООО предприятие «Системы технического надзора. Научно-исследовательский центр экспертизы техники повышенной опасности» г. Саратова и ООО инженерно-консультационный центр «Крансервис» г. Балаково. Кроме того, результаты работы используются в учебном процессе при подготовке
студентов специальности 170900 «Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины», а также в практику работы по надзору за безопасной эксплуатацией и содержанием кранов в исправном состоянии на ОАО «Саратовская ГЭС» и филиале концерна «Росэнергоатом» Балаковская АЭС.
Апробация работы. Результаты диссертационного исследования обсуждены и одобрены на заседании кафедры «Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины» Балаковского института техники, технологии и управления СГТУ в 2004 году. Работа и ее отдельные разделы докладывались на: международной научно-технической конференции «Интерстроймех - 2001», (Санкт-Петербург, 2001), Всероссийской конференции «Проблемы динамики и прочности исполнительных механизмов и машин» (Астрахань, 2002), международной конференции по оптимальному проектированию подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин (Балаково, 2002), научно-технической конференции «Промышленная безопасность при эксплуатации паровых и водогрейных котлов, сосудов, работающих под давлением и трубопроводов пара и горячей воды» (к 60-летию Котлонадзора России) (Санкт-Петербург, 2003), на Международной научно-технической конференции по оптимальному проектированию подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин (Днепродзержинск, Украина, 2003), на 6-м Всероссийском семинаре-практикуме «Подъемно-транспортная техника, внутризаводской транспорт, склады» (Москва, 2004), Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Г.П.Ксюнина (Новочеркасск, 2004).
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 5 научных статьях и одном учебном пособии.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы из 119 наименований, трех приложений. Работа изложена на 158 страницах машинописного текста, содержит 7 таблиц, 15 рисунков.
Современные концепции безопасности и приемлемого риска
Введенные понятия безопасности и «приемлемый риск» эксплуатации кранов зависят не только от технического совершенства и качества эксплуатации, но и от времени сохранения достигнутых качеств во времени. Это особенно важно в настоящее время в связи с эксплуатацией кранов, отработавших нормативный срок. Одной из главных опасностей для таких кранов является коррозия металла.
ГОСТом 13819-72 [28] установлена десятибалльная шкала стойкости конструкционных материалов к коррозии. Оценка проведена по скорости коррозии в мм/год. При скорости коррозии свыше 0,1 до 10 мм/год металлы считаются пониженно-стойкими, малостойкими и нестойкими к коррозии. Подавляющее большинство крановых металлов имеют скорость коррозии ниже 0,1 мм/год, то есть являются совершенно стойкими, весьма стойкими и стойкими к коррозии. Однако, учитывая сроки эксплуатации кранов для гидроэлектростанций, даже при малых скоростях коррозии нельзя игнорировать коррозию при определении возможности дальнейшей эксплуатации кранов. При решении этих вопросов необходимо оценить вид коррозии и степень поражения металла коррозией. По ГОСТ 9.908-85 (СТ СЭВ 4815-84, СТ СЭВ 6445-88) [291 установлены основные показатели коррозии и коррозионной стойкости. Согласно этому ГОСТу выделены следующие виды коррозии: сплошная, питтинговая, межкристаллитная, расслаивающая коррозия, коррозия пятнами, коррозионное растрескивание, коррозионная усталость. Наибольшую опасность представляет сплошная коррозия, поскольку снижается несущая способность металла, межкристаллитная коррозия, коррозионное растрескивание, коррозионное расслаивание, характерные при работе в агрессивных средах, - из-за значительного и более интенсивного (происходящего с большей скоростью) несущей способности. Межкристаллитная коррозия [30] характерна для хромистых сталей, а существующие краны для обслуживания машинных залов и водосливных плотин ГЭС изготовлены из сталей СтЗ сп и 09Г2С. Меньше всего исследований по коррозионной усталости, особенно указанных сталей, между тем установление остаточного ресурса работы кранов легких групп классификации без учета коррозионной усталости нельзя, поскольку для этих кранов расчет на усталость не проводится из-за невозможности достижения предела выносливости из-за низкой группы классификации.
Вопросы коррозии рассматривались во многих исследованиях в различных отраслях промышленности. Так в работе по оценке надежности портальных кранов по критерию развития коррозионных повреждений [31] показано, что коррозия носит язвенный или поверхностный характер и не сопровождается межкристаллитной коррозией. Это важно, поскольку при межкристаллитной коррозии происходит обеднение отдельных участков хромом (выпадение его в осадок), что, естественно, приводит к снижению прочностных характеристик стали. Это явление характерно для хромистых сталей при температуре нагревания корродированной стали до 600-г800 С, что может иметь место при проведении сварочных работ и в горячих цехах металлургического производства. Исследования авторов в течение 15 лет на большом количестве кранов показали скорость коррозии от 0,036 до 0,078 мм/год. Кроме того, проведено исследования влияния глубины язвы питтинговой коррозии, ее диаметра, глубины и величины действующих напряжений на появление усталостной трещины. Как и можно было ожидать, трещины возникают при большой глубине и диаметре коррозионного поражения и больших значениях циклических напряжений. При глубине язвы менее 10% толщины усталостные трещины не возникают даже при напряжениях, близких к пределу текучести. Кроме того, установлено, что усталостные трещины зарождаются при глубине питтинговой коррозии более 50%.
Проблемами коррозии много занимаются ученые в области проектирования и эксплуатации мостов. По их исследованиям более существенное влияние коррозия оказывает на решетчатые конструкции. Так при средней скорости коррозии 0,02 мм/год металла с нарушенным лакокрасочным покрытием напряжения в элементах за 3,5 года эксплуатации возрастают от 1,2 до 1,8 раз [32].
При определении остаточного ресурса отработавших значительное время кранов и имеющих в большинстве своем некоторое значение коррозии важно знать скорость ее развития.
В работах ВВ.Петрова и И.Г.Овчинникова [33, 34] и его учеников этой проблеме посвящено много работ. В обобщающей эти исследования работе [35] приведены математические модели коррозионного износа металлов с нарушенным лакокрасочным покрытием. В качестве параметров, характеризующих степень коррозионного поражения конструкций, используются глубина коррозионного поражения S, потеря массы G, изменение площади поперечного сечения А и др. Для крановых конструкций наиболее важным при сплошной коррозии является параметр 8, поскольку он позволяет оценить снижение несущей способности металлоконструкции. На скорость коррозии влияет множество факторов: активность среды, взаимодействующей с металлоконструкциями, химический состав металлов и их прочностные показатели, величина нагруженности элементов, положение элементов в пространстве и др.
Классификация кранов ГЭС с точки зрения риска отказа при эксплуатации
Долгое время существовавшая и принятая во всем мире концепция «абсолютной безопасности» при эксплуатации сложных технических сие тем [50] оказалась несостоятельной после ряда инцидентов в атомной энергетике США, СССР, а также других техногенных катастроф. Годы эксплуатации показали, что «абсолютной безопасности» в принципе достигнуть невозможно. Поэтому ученые из разных стран вынуждены были перейти на стадиях проектирования и эксплуатации к концепции «приемлемого риска» [51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58]. Этот переход требует от ученых всего мира тщательного анализа работы технических систем и последующей разработки условий «приемлемого риска».
Под безопасностью эксплуатации объекта понимается свойство не наносить ущерба жизни и здоровью населения прилегающих к нему районов, обслуживающего данный объект персонала, самому объекту и окружающей среде (в том числе и сопрягаемым объектам) [2]. Одним из основополагающих критериев безопасности является ущерб. Учитывая условия работы крановых систем ГЭС, рассмотренных выше, ясно, что ущерб при отказе кранов ГЭС имеет разную величину в зависимости от выполняемых задач. Следует выделить классы ответственности кранов для обслуживания ГЭС в зависимости от ущерба экономического, обслуживающему персоналу и окружающей среде.
Критериальный уровень ущерба сложных технических систем оценивается [1]: - для людей — неустранимый ущерб здоровью, - для технических систем - невозможность дальнейшей эксплуатации, или необходимость капитального или среднего ремонта для дальнейшей безопасной эксплуатации, - для окружающей среды - ущерб, требующий проведения специальных восстановительных работ.
На основании изложенного к I классу следует отнести краны для монтажно-демонтажных работ оборудования машинных залов, поскольку отказ основных узлов этих кранов, допустим, при падении груза, приведет к огромным экономическим потерям на восстановление оборудования
станции, самих кранов. Это объясняется высокой энерговооруженностью как объекта в целом (гидростанции), так и оборудования непосредственно кранов, большое количество энергораспределяю щих кабелей проложено в зоне работы этих машин.
Ко II классу ответственности следует отнести краны водосливных плотин, поскольку отказ основных систем при регулировании паводка может привести к затоплению земельных угодий, сельскохозяйственных объектов и населенных пунктов, а это также приводит к высоким экономическим потерям. Снижение класса ответственности до второго связано с тем» что по технологии производства этих работ положено иметь производства работ резервный кран. А поскольку процесс затопления растянут во времени, возможна замена крана и вероятность ущерба значительно снижается.
К. III классу относятся краны для вспомогательных работ, и поэтому определять ущерб от их отказов и остаточный ресурс таких кранов необходимо так же, как и для кранов общего назначения согласно существующим нормам [10, 11, 12, 13, 14, 23, 42, 43, 44, 46, 48, 53, 58].
Поскольку для кранов легких режимов эксплуатации одним из основных критериев безопасности является коррозионное поражение [46], можно рекомендовать следующие значения норм коррозионного поражения: - для кранов I группы ответственности - 20% поверхностной коррозии, - для кранов II группы - 25%, - для кранов III группы 30%. Аналогично для величины износа элементов крана можно рекомендовать следующие предельные значения для разных групп ответственности: для кранов I группы ответственности — 0,5 % износа от номинального размера, - для кранов II группы - 1%, - для кранов III группы 2%. При достижении указанных пределов требуется вывод крана из работы для последующего ремонта или списания крана при экономической нецелесообразности производства ремонтных работ.
Для выявления стойкости металлоконструкции кранов к коррозионной усталости с учетом сварочных концентраторов напряжений необходимо проведение специальных исследований. Здесь не требуется дополнительное разделение кранов на классы ответственности, поскольку при обнаружении усталостных трещин независимо от их происхождения необходим вывод кранов из работы.
Разработка алгоритма вероятностного анализа безопасности кранов гидроэлектростанций с использованием метода минимальных сечений
Построенное дерево отказов позволяет не только графически представить причинно-следственные связи между случайными событиями, но и отследить различные пути, приводящие к отказу исследуемого крана. С целью уменьшения возможности отказа крана необходимо выявить виды отказов и затем устранить наиболее часто происходящие или наиболее ве роятные из них. С помощью принципа сечений [62, 76] можно определить виды отказов системы для данного дерева отказов.
Сечением будем называть набор исходных событий {eth j = 1...«,-} (и, может принимать значения от 1 до N, где Л" - кояичество исходных событий в дереве отказов), обладающий следующим свойством: если все исходные события eijy данного набора случаются, то с некоторой вероятностью Рг происходит конечное событие Е. Сечение, которое при удалении из него любого исходного события перестает быть сечением (аварийным сочетанием), будем рассматривать как минимальное сечение (минимальное аварийное сочетание).
Дополнением принципа сечений служит принцип проходных сочетаний [62, 65]. Проходным сочетанием будем называть набор исходных событий {eij, j = 1 ,..п;} (щ может принимать значения от 1 до N, где N - количество исходных событий в дереве отказов), обладающий следующим свойством: если ни одно из исходных событий eij, данного набора не происходит, то гарантируется, что конечное событие Е не случится. Проходное сочетание, которое при удалении из него любого исходного события перестает быть проходным сочетанием, будем рассматривать как минимальное проходное сочетание. При нахождении минимальных сечений и минимальных проходных сочетаний различают случаи, когда дерево отказов либо содержит, либо не содержит взаимоисключающие события.
Алгоритм определения минимальных сечений для дерева отказов, не содержащего взаимоисключающих событий, следующий [62, 65, 76]: 1) каждому логическому оператору («И», «ИЛИ») следует присвоить буквенный символ (а, Д у...); 2) пронумеровать исходные события eij,, у = 1... N; 3) буквенный символ самого верхнего логического оператора дерева отказов расположить в первом элементе (векторе-строке) строящегося вектора-столбца, элементами которого являются минимальные сечения;
4) встречающиеся события в прямоугольниках заменить эквивалентными буквенными символами логических операторов и исходными событиями;
5) буквенный символ логического оператора «ИЛИ» последовательно заменить элементами набора находящихся на входе в этот логический оператор буквенных символов логических операторов и исходных событий eij, создавая каждый раз новый вектор-строку, увеличивая число сечений;
6) буквенный символ логического оператора «И» заменить набором находящихся на входе в этот логический оператор буквенных символов логических операторов и исходных событий eij, увеличив размер сечения;
7) пункты 4-6 настоящего алгоритма выполнять до тех пор, пока все буквенные символы логических операторов не заменены исходными событиями;
8) удалить суперсочетания - сочетания, не удовлетворяющие определению минимального сечения. Оставшиеся сочетания являются искомыми минимальными сечениями.
Алгоритм определения минимальных проходных сочетаний, когда отсутствуют взаимоисключающие исходные события имеет вид [62, 65];
1) каждому логическому оператору («И», «ИЛИ») следует присвоить буквенный символ (а, Д у...);
2) пронумеровать исходные события eij,, г} = 1... N;
3) буквенный символ самого верхнего логического оператора дерева отказов расположить в первом элементе (векторе-строке) строящегося вектора-столбца, элементами которого являются минимальные сечения;
4) встречающиеся события в прямоугольниках заменить эквивалентными буквенными символами логических операторов и исходными событиями;
5) буквенный символ логического оператора «ИЛИ» заменить набором находящихся на входе в этот логический оператор буквенных символов логических операторов и исходных событий, увеличив размер проходного сочетания;
6) буквенный символ логического оператора «И» последовательно заменить элементами набора находящихся на входе в этот логический оператор буквенных символов логических операторов и исходных событий eih создавая каждый раз новый вектор-строку, увеличивая число проходных сочетаний;
7) пункты 4-6 алгоритма выполнять до тех пор, пока все буквенные символы логических операторов не будут заменены исходными событиями;
8) удалить суперсочетания - сочетания, не удовлетворяющие определению минимального проходного сочетания. Оставшиеся сочетания являются искомыми минимальными проходными сочетаниями. Таким образом, приведенный выше алгоритм позволяет отыскать в случае отсутствия взаимоисключающих исходных событий в построенном дерева отказов все минимальные сечения - наборы исходных событий, вносящих наибольший вклад в отказ исследуемого крана с точки зрения качественного анализа безопасности.
Определение фактической группы режима работы для кранов первого и второго класса ответственности Саратовской ГЭС
Графики зависимости числа циклов напряжений от степени коррозии от 0 до 10 % при нагрузке в 150 (1) и 200 (2) МПа. характеризующий реальное состояние отдельного элемента на момент обследования. При этом для каждого конструктивного элемента назначены различные коэффициенты по признакам, наиболее характеризующим возможность его разрушения. Рассмотрим поочередно все конструктивные элементы крана, влияющие на вероятность его отказа.
1. Конструктивные элементы металлоконструкции. Разрушение металлоконструкции происходит вследствие развития следующих процессов: а) процесс усталостного разрушения. 135 Не является характерным для рассматриваемых в работе кранов, проявляется в появлении в металлоконструкции трещин, в случае обнаружения которых кран должен выводиться из работы для последующего ремонта. Поэтому коэффициент, учитывающий развитие усталостного процесса в чистом виде не вводится. б) процесс коррозионного повреждения.
Появление коррозии снижает прочностные характеристики сечения. По нормам [46] допускается наличие сплошной коррозии вплоть до 30%. Значение коэффициента, учитывающего коррозионный процесс кікор следует назначать в зависимости от снижения момента сопротивления сечения от уменьшения толщины пластин в результате действия сплошной коррозии. Учитывая, что наиболее часто встречается в металлических конструкциях прямоугольное сечение, назначим коэффициенты на основе расчета снижения прочностных характеристик прямоугольного сечения, а именно момента сопротивления относительно горизонтальной оси.
Таким образом, при отсутствии коррозии коэффициент имеет значение 1, при коррозии до 5% - значение 1,05; до 10% - значение 1,11; до 15% - значение 1,17; до 20% - значение 1,25; до 25% - значение 1,33; до 30% - значение 1,42. Естественно, при наличии в несущих металлоконструкциях иного сечения, например, трубчатого, следует определить величину коэффициентов заново. в) процесс развития коррозионной усталости.
Как уже было отмечено, при коррозии существенно снижается сопротивление металла усталости, согласно проведенным экспериментальным исследованиям пи достижении коррозией 5% от толщины элементов долговечность снижается на 8,1%, при достижении 10% - на 21,6%. Исследования для больших величин коррозии не проводились, однако характер кривой позволяет говорить о серьезном снижении усталостных свойств, так как наклон ее возрастает со степенью коррозии.
Итак, при отсутствии коррозии коэффициент, характеризующий развитие коррозионной усталости kimpycm имеет значение 1, при величине коррозии до 5% - 1,08; при коррозии до 10% - 1,22, При больших значениях коррозии значения этого коэффициента будут еще выше, и разница в пределах допустимой ошибки при оценке степени коррозии может оказать существенное влияние на результаты. Поэтому, при коррозии выше 10% рекомендуется проводить дополнительные испытания по коррозионной выносливости натурных образцов, вырезанных из металла наиболее подверженных коррозии элементов. г) процесс возникновения остаточных деформаций. Появление в металлоконструкции остаточных деформаций говорит, о том, что напряжения в данном элементе превысили предел текучести, в этом случае крана необходимо выводить из работы для последующего ремонта или списания при экономической нецелесообразности последнего. Поэтому данный коэффициент не вводится.
2) Барабан механизма подъема. Согласно существующим руководящим документам на обследование кранов с истекшим сроком службы [116] канатные барабаны дефектуются по следующим признакам: а) износ ручья под канат.
Допускается износ ручья до 2 мм, однако снижение прочности при этом будет зависеть от величины стенки барабана д учитывая, что прочность зависит от куба толщины стенки, величина коэффициента износа ручья барабана Ьіш.рУч = +У)\ (4.8) о где Л - фактический износ ручья. При износе ручья более 2 мм необходима замена барабана. б) износ выступов ручья. 137 Износ выступов ручья в целом не влияет на прочность барабана, поэтому такой коэффициент не вводится. в) состояние поверхности ручья под канат.
При наличии выбоин или трещин барабан должен подлежать замене, поэтому такой коэффициент тоже не вводится. г) крепление каната.
При наличии подобных дефектов они устраняются при проведении обследовании, коэффициент, учитывающий их, не вводится. д) состояние подшипников качения.
Состояние подшипников описывается несколькими критериями; ослабление посадок, наличие смазки и т.п., подобные дефекты также должны устраняться до продолжения дальнейшей эксплуатации, поэтому такой коэффициент не назначается. е) наличие и обильность смазки. ж) крепление зубчатой ступицы. Такие дефекты также должны устраняться до возобновления дальнейшей эксплуатации. з) Редукторы и открытые зубчатые пары.
Редукторы и открытые зубчатые передачи дефектуются по следующим показателям: а) состояние поверхности зубьев.
При неудовлетворительном состоянии поверхности производится замена зубчатого колеса, коэффициент не вводится. б) толщина зубьев.
Для механизма подъема максимальный износ зубьев не должен превышать 15%, в противном случае необходима замена зуба. Учитывая, что прочность пропорциональна квадрату толщины зуба, величина коэффициента толщины зуба
