Метод и технические средства автоматизированного мониторинга металлоконструкций грузоподъемных кранов

• Автор: Селиверстов, Григорий Вячеславович
• Шифр специальности: 05.03.06, 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 185 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ МОНИТОРИНГ А МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ

КРАНОВ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Работоспособность металлоконструкции, и факторы

влияющие на не.

1.2. Возможные дефекты и порядок диаг ностирования

несущих металлоконструкций.

1.3. Методы и средства контроля дефектов материала

несущих металлоконструкций.

1.4. Современные методы и технические средства для неразрушающего контроля трещин несущих
металлоконструкций грузоподъемных кранов.
1.5. Методы и средства автоматизированного мониторинга металлических конструкций и способы оценки их остаточного ресурса
1.6. Цель работы и задачи исследования.
2. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ В ДИАГНОС ТИРУЕМЫХ
МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЯХ.
2.1. Изменение свойств поверхности материала в процессе
накопления усталости.
2.2. Кинетика накопления усталостной повреждаемости
металлоконструкции
2.3. Модель накопления повреждаемости
3. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ
МОНИТОРИНГ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
3.1. Способ автоматизированного диагностирования
металлоконструкций грузоподъемных кранов
с помощью средств оптической рефлектометрии.
3.2. Формирование информационного сигнала на входе рефлектометрической системы контроля усталостных
повреждений металлоконструкции.
3.3. Принципы обнаружения усталостных повреждений
металлоконструкции
3.4. Оптические методы обнаружения повреждений
поверхности.
3.4.1. Корреляционные способы контроля.
3.4.2. Контроль повреждений анализом формы
индикатриссы рассеяния поверхности
3.4.3. Контроль анализом дисперсий индикатриссы
рассеяния поверхности.
3.5. Принцип работы программы обнаружения усталостных
повреждений.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МОНИТОРИНГА НЕСУЩИХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ КРАНОВ.
4.1. Методика эксперимента
4.2. Экспериментальные данные
4.3. Анализ изменений оптических свойств поверхностей
контрольных площадок под действием циклического нагружения.1 I
Выводы.
5. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО АЛГОРИТМА
КОНТРОЛЯ УСТАЛОСТНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ.
5.1. Критерии эффективности алгоритмов
обнаружения усталостных повреждений
5.2. Библиотека алгоритмов обнаружения
усталостных повреждений поверхности
5.3. Эффективность алгоритмов рефлектометрического
контроля усталостных повреждений поверхности.
Выводы.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Изменения физико - механических свойств материала металлоконструкции, постепенно накапливаясь, вызывают изменение параметров рабочих режимов. Следствием этого является нарушение нормальных режимов работы металлоконструкций и всего грузоподъемного крана в целом, что в свою очередь вызывает отказ крана. Одной из характеристик условий эксплуатации, оказывающих существенное влияние на работоспособность металлоконструкций грузоподъемных кранов, являются действующие на элементы нагрузки: весовые и технологические, инерционные и динамические, ветровые и температурные, от воздействия взрывной волны, снега, обледенения и т. При дополнительной проверке элементов металлоконструкций ее подозреваемые участки очищают от грязи и пыли (с помощью щетки или обдува сжатым воздухом), а затем подвергают обследованию с помощью одного из методов неразрушающего контроля. При обнаружении дополнительных признаков трещин весь подозреваемый участок очищают от ржавчины и зачищают до металлического блеска. При дополнительном осмотре мест ремонта с применением сварки обращают внимание на состояние сварного шва и околошовной зоны (шириной - мм). Здесь возможно образование вторичных трещин, обычно по сварному шву, поверхность которого из - за неудобства выполнения сварки часто бывает неровной (с подтеками, наплывами) и затрудняет обнаружение трещин. По окончании осмотра элементов металлоконструкции на наличие усталостных повреждений проводят оценку степени поражения металла коррозией, контроль состояния заклепочных и болтовых соединений, а также соединительных элементов металлоконструкции. Степень поражения металла коррозией определяют путем сравнения размеров очищенных стальными щетками до металлического блеска поперечных сечений в пораженном коррозией месте с неповрежденным сечением элемента или толщиномерами. Краны с коробчатыми балками, установленные на открытом воздухе, могут иметь внутреннюю коррозию нижнего пояса, вызванную скоплением воды внутри балок (наличие воды можно определить по характерному звуку при простукивании стенки или пояса балки молотком). Для оценки степени коррозии и слива воды в нижнем поясе балки сверлят отверстие диаметром - мм, которое оставляют незаваренным. Отверстие засверливают в самой низкой точке на оси симметрии нижнего пояса. Подобную процедуру дренажа мест скопления влаги применяют и при обнаружении «карманов» в ферменных металлоконструкциях. В случае поражения коррозией значительных участков металлоконструкций крана (более % площади поперечного сечения элемента) проводят замеры толщин элементов ультразвуковым методом. Контроль состояния заклепочных и болтовых соединений осуществляют простукиванием соединения молотком. Ослабление заклепки можно определить по более глухому звуку удара и по характеру отскока молотка. Ослабление заклепки сопровождается резким отскоком второго молотка при ударе. Обычно ослабленные болты и заклепки характеризуются ободком вокруг головки или подтеками ржавчины. Контроль соединительных элементов металлоконструкции (пальцев, осей) начинают с осмотра состояния фиксирующих элементов (ригелей, торцевых шайб и т. При выявлении повреждений фиксирующих элементов, свидетельствующих о наличии осевых усилий в соединении, пальцы (оси) демонтируют и подвергают их и их посадочные места тщательному осмотру. Соединительные элементы статически определимых кранов осматривают как при неподвижном состоянии крана, так и при его работе с фузом, чтобы оценить работоспособность и фактические величины перемещений. Деформацию балок крана в горизонтальной плоскости определяют с помощью натянутой струны, относительно которой замеряют расстояние до кромок соответствующего пояса. Скручивание ферм определяют с помощью отвесов с замером расстояния от кромок верхнего и нижнего поясов до отвеса в трех - четырех сечениях, равномерно расположенных по пролету. Деформации (погнутости) отдельных стержней определяют величиной прогиба относительно струны, натянутой параллельно стержню. Допустимо применение других методов измерений, обеспечивающих точность ±2 мм.