Методы повышения безопасности грузоподъемных кранов при ненормируемых условиях эксплуатации

• Автор: Липатов, Анатолий Степанович
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 259 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
№ Название главы, раздела
1 Введение
1.1 Факторы, которые должны учитываться при поставке
грузоподъемных кранов для неблагоприятных условий эксплуатации
1.2 Оценка безопасности функционирования грузоподъемного крана при неблагоприятных условий эксплуатации
1.3 Постановка задачи и краткая характеристика диссертационной работы
2 Исследование влияния низких температур на стальные
металлические конструкции грузоподъемных кранов
2.1 Об эксплуатации изделий машиностроения в условиях
холодного климата. Состояние вопроса.
2.2 Выбор объектов исследования
2.3 Статистические данные о работе портальных кранов производства ПТО им. Кирова в порту г. Дудинки
2.4 Исследование химических и механических свойств
металлопроката из портального крана, длительное время эксплуатировавшегося в климатических условиях порта Дудинка
2.5 Подход к оценке хладостойкости металлоконструкции с использованием международных нормативных документов
2.6 Гармонизация результатов, полученных при выполнении данной работы, с методикой определения нижнего предела температуры эксплуатации, принятой РЕМ
2.7 Примеры проверки хладостойкости металлоконструкций портальных кранов по методике РЕМ с использованием результатов данной работы
2.8 Применение различных сочетаний сталей при ремонте кранов импортного производства
2.9 Оценка риска температурного воздействия на элементы металлоконструкции грузоподъемного крана
2.10 Краткие выводы по разделу
3 Совершенствование методики выбора и браковки стальных канатов, эксплуатируемых при повышенных температурах
3.1 Расчет и выбор стальных канатов. Состояние вопроса.
3.2 Особенности браковки стальных канатов в эксплуатации
3.3 Особенности применения стальных канатов для подъемных устройств в условиях воздействия тепловых излучений
3.4 Экспериментальная оценка фактической прочности каната в процессе его нагрева
3.5 Статистические данные о сроке службы стальных канатов в условиях термоциклических воздействий
3.6 Оценка риска температурного воздействия на стальные канаты грузоподъемных кранов
3.7 Краткие выводы по разделу
4 Исследование динамики движения крана мостового типа
4.1 Исследование закономерностей движения кранов. Состояние
Страница

вопроса
4.2 Описание расчетной модели
4.3 Определение нагрузок, входящих в правые части уравнений

4.4 Особенности применения метода статистической линеаризации
4.5 Существующие методы оценки погрешности установки крановых ходовых колес
4.6 Краны грузоподъемные. Контроль точности установки ходовых колес. Метод измерения.
4.7 Анализ различных частных случаев установки колес крана в плане с применением формул стандарта ИСО 11630
4.8 Выводы и рекомендации по разделу
5 Обоснование требований к крановому рельсовому пути
5.1 Классификация дефектов и повреждений рельсов. Состояние вопроса.
5.2 Определение дефекта. Признаки недопустимых дефектов и повреждений рельсов кранового рельсового пути
5.3 Статистические характеристики неровности кранового рельсового пути. Допуски на отклонение кранового рельсового пути от проектного положения
5.4 Определение непрямолинейности рельсов и ширины колеи кранового рельсового пути. Обзор существующих методов
5.5 Особенности статистической обработки данных планово -высотной съемки кранового рельсового пути
5.6 Измерение диаметра кранового пути полярного крана косвенным методом
5.7 Оценка безопасной эксплуатации системы «кран - рельсовый путь» параметрами риска
5.8 Основные выводы и рекомендации по разделу 5.
6 Повышение промышленной безопасности грузоподъемных кранов в процессе эксплуатации
6.1 Критерии промышленной безопасности в процессе эксплуатации
6.2 О трактовке некоторых терминов, принятых в нормативных документах и технической литературе по грузоподъемным кранам
6.3 Обоснование минимального объема работ, выполняемого при капитальном ремонте грузоподъемного крана
6.4 Выбор технологий ремонта и назначение межремонтного цикла с учетом риска от неблагоприятных условий эксплуатации
6.5 Краткие выводы по разделу 6.
7 Основные выводы по диссертационной работе Список литературы, на которую приведены ссылки Приложения и документы о внедрении

1. Введение.
Согласно статистическим данным Ростехнадзора России, производственный травматизм и аварийность на подъемных сооружениях занимают третье место (после травматизма в угольной и горнорудной промышленности) и составляет примерно 90 аварий в год, причем более 80% этих аварий связано с грузоподъемными кранами уже отработавшими свой нормативный срок службы. Приведенная статистика свидетельствует о необходимости поиска дополнительных методов снижения аварийности и повышения безопасности парка грузоподъемных кранов.
В дальнейшем под термином «безопасность грузоподъемных кранов» будем понимать состояние крана, при котором риск от возникновения аварии ограничен допустимым (приемлемым) уровнем, а под «аварией» - опасное событие, приводящее либо к падению груза, либо к разрушению элементов «первой группы»: несущих элементов металлической конструкции, стальных канатов и т.д. Очевидно, что безопасность эксплуатируемых грузоподъемных кранов может быть достигнута путем разработки и реализации ряда системно взаимосвязанных методов (мероприятий), обеспечивающих предупреждение аварий с грузоподъемными кранами, т.е. снижающих риск их эксплуатации. Упомянутые «методы» должны выполняться на всех этапах жизненного цикла грузоподъемного крана.
1. Стадия проектирования. На стадии проектирования требуемые надежность, прочность, ресурс (срок службы) и безопасность грузоподъемного крана достигается выполнением расчета (оценки) по методу предельного
состояния. При этом с учетом допустимого (приемлемого) уровня риска обычно
оценивают следующие предельные состояния проектируемого крана:
по потере несущей способности и (или) полной непригодности к эксплуатации.
по затруднению нормальной эксплуатации.
К предельным состояниям по потере несущей способности относят предельные состояния, которые ведут к полной эксплуатационной непригодности грузоподъемного крана или к полной (частичной) потере несущей способности расчетных элементов его металлической конструкции (разрушение,

В настоящее время определено качественное влияние количества содержания углерода на хладноломкость. Его повышение увеличивает склонность стали к хрупкости.
Влияние нижнего предела содержания углерода не установлено.
Если в оценке влияния содержания углерода в стали есть еще некоторые спорные вопросы, то в том, что касается сварных швов, его (углерода) вредная роль установлена окончательно. В работе [37] авторами описаны многочисленные аварии, вызванные хрупким разрушением, благодаря чрезмерному содержанию углерода (0.23 - 0.4%) в очагах разрушения.
Углерод попадает в металл сварного шва из основного и электродного металлов. Содержание углерода в шве также зависит от режима сварки.
Таким образом, с целью повышения хладостойкое™ сварных соединений необходимо стремиться к снижению в них содержания углерода.
Это достигается путем ограничения содержания углерода в сварочной проволоке (не выше 0.12%) и основном металле, оптимальным подбором режимов сварки и т. п.
Марганец благоприятно влияет на температуру перехода стали в хрупкое состояние. Содержание его до 1.5% понижает критическую температуру. В значительной степени положительные свойства марганца зависят от химического состава стали и в первую очередь от содержания углерода. Принято оценивать влияние марганца соотношением Мл/С. С увеличением этого соотношения повышается ударная вязкость металла.
Нижний порог хладноломкости в зависимости от соотношения Мп/С не установлен.
Наличие необходимого процентного содержания марганца также положительно влияют на свойства сварного шва. Содержание в сварном шве марганца до 1,1% понижает температуру хладноломкости, дальнейшее увеличение количества марганца снижает ударную вязкость.
Кремний на хладноломкость металла влияет неоднозначно. Повышение содержания кремния ведет к увеличению температуры хладноломкости. Однако, при раскислении кипящей стали алюминием с добавкой кремния (0.15 - 0.35%) критическая температура хладноломкости понижается. В то же время, увеличение содержания кремния в сварном шве свыше 0.5% приводит к потере пластических