Оценка крана, определение фактического режима работы крана

 

Оценка крана, определение фактического режима работы крана

Оценка крана, определение фактического режима работы крана, оценка остаточного ресурса крана, оценка строительной техники, экспертиза крана, экспертиза кранов, экспертиза грузоподъемных кранов, экспертиза промышленной безопасности грузоподъемных кранов



 

Оценка крана (оценка спецтехники).

 

Определение фактического режима работы грузоподъемных кранов при экспертном обследовании

 

Проанализированы проблемы при определении фактического режима работы грузоподъемных машин, отработавших нормативный срок. Изложен новый метод определения фактической группы классификации (режима работы) грузоподъемных кранов с помощью величины удельного энергопотребления. Рис. 1, ист. 6.

 

Проаналізовано проблеми при визначенні фактичного режиму роботи вантажопідйомних машин, що відпрацювали нормативний строк. Викладено новий метод визначення фактичної групи класифікації (режиму роботи) вантажопідйомних кранів за допомогою величини питомого енергоспоживання. Рис. 1, джерел 6.

 

The analyzed problems at determination actual state of working lifting machines, which have worked off the normative period. It is stated new method of the determination of the actual group of categorizations (the state of working) of lifting cranes by means of values of the specific consumption energy. Fig. 1, Sources 6 

 

В настоящее время более 80% грузоподъемных кранов, эксплуатируемых в Украине, отработали нормативный срок. Согласно нормативным документам [1, 2] для грузоподъемных кранов, отработавших срок службы, должно обязательно проводиться экспертное обследование специализированной организацией с целью установления возможности, условий и сроков их дальнейшей безопасной эксплуатации. Одним из важнейших этапов работ по экспертному обследованию грузоподъемных кранов является определение их фактической группы классификации (режима работы) [1, 2], на основании анализа которой устанавливаются остаточный ресурс крана и сроки повторных обследований.

Большинство из эксплуатируемых сегодня в Украине мостовых, козловых, портальных и др. кранов (более 70 тыс.) были изготовлены в 60-е – 70-е годы, когда применялась классификация по правилам Госгортехнадзора СССР, согласно которой режим работы крана определялся режимом работы механизма подъема груза и регламентировался режимами: легкий (Л), средний (С), тяжелый (Т), весьма тяжелый (ВТ).

В настоящее время группа классификации (режим работы) грузоподъемных кранов регламентируется одной из восьми групп (А1,…,А8), которые определяются в зависимости от сочетания класса использования (U0,…,U9) и режима нагружения (Q1,…, Q4) крана [1].

Для согласования паспортных режимов работы указанных кранов по «старой» классификации Госгортехнадзора СССР с новыми нормами [1] применяется таблица соответствия режимов работы и групп классификации грузоподъемных кранов [2, 3].

Вместе с тем, расчеты числа циклов работы за срок службы для различных кранов показали, что соответствие режимв работы по правилам Госгортехнадзора СССР и групп классификации по [1] справедливо лишь для ограниченного срока службы кранов, который значительно (иногда в несколько раз!) меньше нормативного [4, 5] и для большинства эксплуатируемых кранов уже истек. Поэтому определить фактическую группу классификации (режим работы) грузоподъемных кранов, отработавших нормативный срок, по действующим нормам [1] и сопоставить с паспортным режимом работы практически невозможно.

Целью статьи является анализ соответствия паспортных режимов работы кранов, отработавших нормативный срок, с действующими нормами [1] и разработка нового метода определения фактической группы классификации (режима работы) грузоподъемных кранов, базирующегося на величине удельного энергопотребления кранов и позволяющего объективно учитывать их реальные режимы нагружения и классы использования.

В качестве примера рассчитаем сроки службы кранов тяжелого режима работы (А6, А7), в течение которых режимы работ по правилам Госгортехнадзора соответствуют группам классификации по нормам [1].

Краны тяжелого режима работы (например, мостовые грейферные или магнитные) в соответствии с правилами Госгортехнадзора имеют следующие значения средних допускаемых параметров нагружения и использования по времени:

- коэффициент использования по грузоподъемности

;                                                     (1)

- коэффициент использования в течение года ;

- коэффициент использования в течение суток ;

- относительная продолжительность включения ПВ% = 40, для которой среднесменное число включений механизмов в час  составляет до 240,

где  - среднее значение массы поднимаемого груза за смену, т;  - номинальная грузоподъемность, т;  и  - соответственно число часов работы крана в сутки и число дней работы крана в году.

Среднее число рабочих циклов в час

,                                                  (2)

где  - число включений за цикл,  [6], принимаем .

Количество рабочих циклов крана за срок службы по правилам Госгортехнадзора

.               (3)

Согласно [1] режим нагружения крана зависит от величины коэффициента распределения нагрузок

,                                                      (4)

где  - среднее количество рабочих циклов работы с частным уровнем массы груза ;  - суммарное число рабочих циклов за весь срок службы крана, ;  - значения частных масс отдельных грузов (уровня нагрузки) при типичном применении крана;  - масса наибольшего груза (номинальный груз), который разрешается поднимать краном; m = 3.

Для рассматриваемых кранов, работающих с примерно постоянными по массе грузами, коэффициент нагрузок  с учетом коэффициентов использования по грузоподъемности (1)

;                                                        (5)

.                                                             (6)

Полученным коэффициентам нагрузок (5) и (6)  соответствуют режимы нагружения Q3 и Q4 [1]. Группа классификации А6 при режиме нагружения Q3 может быть получена при классе использования U5 c максимальным количеством рабочих циклов, равным 5∙105, а группа классификации А7 при том же режиме нагружения – при классе использования U6 c максимальным количеством рабочих циклов равным 1∙106. Аналогично группе классификации А6 при режиме нагружения Q4 соответствует класс использования U4 c максимальным количеством рабочих циклов, равным 2,5∙105, а группе классификации А7 при том же режиме нагружения – класс использования U5 c максимальным количеством рабочих циклов, равным 5∙105 [1].

Приравняв количество рабочих циклов крана тяжелого режима работы за срок службы по правилам Госгортехнадзора (3) с максимальным количеством рабочих циклов кранов, имеющих группы классификации А6 и А7 (для всех указанных сочетаний), получим искомые сроки службы кранов тяжелого режима работы (А6, А7), в течение которых режимы работ по правилам Госгортехнадзора соответствуют группам классификации по [1]:

- для группы классификации А6 (Q3; U5)

;                          (7)

- для группы классификации А7 (Q3; U6)

;                           (8)

- для группы классификации А6 (Q4; U4)

;                      (9)

- для группы классификации А7 (Q4; U5)

.                      (10)

Поскольку нормативный срок службы для кранов тяжелого режима работы составляет примерно 15 лет, то полученные результаты показывают, что соответствие режимов работ по правилам Госгортехнадзора СССР с группами классификации по [1] соблюдалось лишь в первые годы эксплуатации указанных кранов. Если же учесть, что в настоящее время большинство мостовых кранов отработали более 30 лет (а некоторые - более 40 лет), то о соответствии их паспортных режимов работы с группами классификации по новым нормам говорить не приходится.

Результаты аналогичных расчетов для легкого, среднего и весьма тяжелого режимов приведены в таблице.

 

Таблица соответствия режимов работы по правилам Госгортехнадзора СССР

и групп классификации по [1]

Режим работы по правилам Госгортехнадзора CCCР

Группа классификации по [1]

Режим нагружения по [1]

Класс использования по [1]

Максимальное количество рабочих циклов по [1]

Число циклов за срок службы крана Ткр по правилам Госгортехнадзора СССР

Срок службы, при котором режимы по правилам Госгортехнадзора СССР соответствуют группам классификации по [1], лет

1

2

3

4

5

6

7

Лёгкий

(ПВ 15%)

А1

Q1

U2

6,3∙104

1∙103∙Ткр

3∙103∙Ткр

63

21

А2

Q1

U3

1,25∙105

1∙103∙Ткр

3∙103∙Ткр

125

41,7

Q4

U0

1,6∙104

1∙103∙Ткр

3∙103∙Ткр

16

5,3

А3

Q1

U4

2,5∙105

1∙103∙Ткр

3∙103∙Ткр

250

83,3

Q4

U1

3,2∙104

1∙103∙Ткр

3∙103∙Ткр

32

10,7

Средний

(ПВ 25%)

A4

Q3

U3

1,25∙105

1,9∙104∙Ткр

6,7

A5

Q3

U4

2,5∙105

1,9∙104∙Ткр

13,3

Тяжёлый

(ПВ 40%)

A6

Q3

U5

5∙105

1,5∙105∙Ткр

3,3

Q4

U4

2,5∙105

1,5∙105∙Ткр

1,7

A7

Q3

U6

1∙106

1,5∙105∙Ткр

6,7

Q4

U5

5∙105

1,5∙105∙Ткр

3,3

Весьма тяжёлый

(ПВ 60%)

A8

Q4

U6

1∙106

5,3∙105∙Ткр

1,9

 

Анализ результатов расчетов показывает, что соответствие режимов работ по правилам Госгортехнадзора СССР с группами классификации по [1] в течение длительных сроков эксплуатации соблюдается только для легкого режима работы (А1, А2, А3). Для кранов остальных режимов работы указанное соответствие не соблюдалось уже в течение нормативного срока эксплуатации и тем более не соблюдается после его истечения. Расхождения между ними, как правило, увеличиваются при возрастании режима нагружения и срока эксплуатации грузоподъемных кранов.

По истечении определенного времени работы фактическое количество рабочих циклов крана превышает максимальное для данного класса использования (или фактическая продолжительность использования механизмов превышает общую продолжительность использования для данного класса) и, следовательно, кран (механизм) переходит в следующую группу классификации (режимную группу). При этом следует отметить, что фактический переход крана из одной группы классификации в другую, например, из А4, А5 («среднего») в А6, А7 («тяжелый»), из А6, А7 («тяжелого») в А8 («весьма тяжелый») будет неизбежен с течением времени за счет накопления количества рабочих циклов крана даже при работе с прежними или меньшими по массе грузами. Поэтому краны, которые фактически должны быть отнесены к «тяжелому» режиму работы и проходить экспертное обследование чаще, на самом деле, благодаря паспортному режиму «средний» или «легкий», обследуются и ремонтируются реже, чем необходимо.

Кроме того, практика экспертного обследования грузоподъемных машин показывает, что на многих предприятиях, вследствие многократного изменения производственной программы и текучки обслуживающего персонала, нет возможности достоверно установить количество рабочих циклов грузоподъемных кранов за предыдущий период эксплуатации, среднюю продолжительность использования крановых механизмов при отдельных уровнях нагрузок и др. параметры, необходимые для определения фактического режима работы крана. Поэтому фактический режим работы (группа классификации) крана, как правило, определяется «на глазок» при формальной ссылке на «Справку о характере работы крана», подписываемой работником предприятия. В результате в большинстве экспертных заключений, например для кранов мостового типа среднего режима с 30…40-летним сроком эксплуатации, указывается, что фактический режим работы кранов «не превышает паспортный», хотя это противоречит расчетам (см. таблицу).

Таким образом, определить фактическую группу классификации кранов, отработавших нормативный срок, по действующим нормам [1] и сопоставить с паспортным режимом работы практически невозможно. Следовательно, для более 70 тыс. грузоподъемных кранов, отработавших нормативный срок, эксплуатируемых и обследуемых в Украине, фактическая группа режима указывается произвольно и соответственно произвольно назначаются сроки и режимы безопасной эксплуатации.

На кафедре «Подъемно-транспортная техника» ВНУ им. В. Даля (г. Луганск) разработана новая методика определения фактической группы классификации (режима работы) грузоподъемных кранов, основанная на величине удельного энергопотребления кранов. Указанная методика разработана в двух вариантах [4]:

1. Для определения фактического режима работы кранов с просроченным сроком службы и отсутствием достоверной информации по режиму нагружения и классу использования.

В период экспертного обследования устанавливается трехфазный счетчик активной электроэнергии, показания которого за определенный период (например, за смену, сутки, месяц, квартал или год) позволяют определить величину потребленной краном электроэнергии, которая характеризует режим нагружения крана (механизмов). При этом энергопотребление крана характеризует режим его нагружения не только с позиции массы фактически поднимаемых краном грузов и числа рабочих циклов, но и с учетом реального технического состояния всех элементов грузоподъемной машины и подкрановых путей.

Поскольку для большинства грузоподъемных кранов с просроченным сроком службы нет возможности достоверно установить фактическое количество рабочих циклов за предыдущий период эксплуатации и среднюю продолжительность использования крановых механизмов при отдельных уровнях нагрузок, которые характеризуют класс использования крана, то последний определяется расчетом по среднему числу рабочих циклов в час в зависимости от расчетной высоты подъема, скоростей подъема груза, передвижения крана и передвижения тележки, а также среднесменного числа включений в час соответствующего механизма [4, 6].

Величину электроэнергии за определенный период (по показаниям счетчика) и количество рабочих циклов крана в час приводят к показателю удельного энергопотребления крана, характеризующего потребление энергии, затраченное на перемещение одной тонны груза за цикл и отнесенное к одному часу. По разработанным графикам (рис. 1) в зависимости от величины удельного энергопотребления определяют фактическую группу классификации кранов.

2. Для определения фактического режима работы новых кранов в течение срока службы.

В этом случае необходимо устанавливать на каждом кране трехфазный счетчик активной электроэнергии и специально разработанное устройство [4]. По показаниям счетчика определяют величину суммарной потребленной краном электроэнергии, которая характеризует как режим нагружения крана (механизмов), так и продолжительность работы механизмов. Разработанное устройство позволяет определить число рабочих циклов крана за указанный период и др. дополнительные параметры, характеризующие класс использования.

По показаниям счетчика и разработанного устройства рассчитывается удельный расход энергии за один цикл, приходящийся на одну тонну груза. По разработанным графикам (см. рис.) соответствия удельного расхода энергии и группы классификации кранов (с учетом количества рабочих циклов за весь срок службы) определяется фактическая группа классификации крана.

 

 

Рис. - Графики для определения фактической группы классификации мостовых кранов:

1 – управляемых с пола; 2 – общего назначения; 3 – металлургических

 

Разработанная методика позволяет определять фактическую группу классификации кранов, на основании которой устанавливаются объективные сроки дальнейшей безопасной эксплуатации кранов и сроки повторных их обследований. По сравнению с действующими нормами она имеет следующие преимущества:

- позволяет достоверно определять фактическую группу классификации (режим работы) грузоподъемного крана с учетом реальной работы всех крановых механизмов и их технического состояния за весь период эксплуатации (если разработанная аппаратура установлена на новом кране с момента начала его эксплуатации);

- позволяет регистрировать не учитываемый ранее такой важнейший интегральный показатель, как фактическое удельное энергопотребление крана. По нашему мнению, удельное энергопотребление крана более объективно и более точно отражает режим нагружения крана (механизмов), чем нормативные коэффициенты нагрузки крана Кг или нагружения механизмов Км. При этом удельное энергопотребление крана характеризует режим его нагружения не только с позиции массы фактически поднимаемых краном грузов и числа рабочих циклов, но и с учетом реального технического состояния всех элементов: механизмов, подкрановых путей, электрооборудования, систем управления, приборов безопасности и т.д.;

- позволяет отследить момент перехода крана в следующую режимную группу вследствие изменения класса использования, когда по истечении определенного времени фактическое количество рабочих циклов крана превысит максимальное для данного класса использования.

Проведенный анализ показал, что:

- фактическую группу классификации (режим работы) грузоподъемных кранов, отработавших нормативный срок (в Украине их более 80%), определить по действующим нормам [1] и сопоставить с паспортным режимом работы практически невозможно;

- для почти 30 тыс. эксплуатируемых в Украине грузоподъемных кранов «среднего» и «тяжелого» режимов работы, отработавших нормативный срок, паспортные режимы работы по правилам Госгортехнадзора СССР не соответствуют группам классификации по [1];

- расхождения между фактической группой классификации (режимом работы) грузоподъемных машин и паспортным режимом их работы, как правило, растут при увеличении срока эксплуатации грузоподъемных кранов, поскольку по истечении определенного времени фактическое количество рабочих циклов крана превысит максимальное для данного класса использования (или когда фактическая продолжительность использования механизмов превысит общую продолжительность использования для данного класса).

- остаются открытыми и требуют нормативного урегулирования вопросы, касающиеся несоответствия фактического режима работы кранов (например, «тяжелого» с паспортным «средним»), отработавших нормативный срок, с многочисленными коэффициентами запаса, элементной базой (канатами, блоками, тормозами, и т.д.), методами проверочного расчета металлоконструкций и др.

 

Оценка крана (оценка спецтехники).

 

По материалам:

Неженцев А.Б.

 

Автор: Сергей Тютюнник



Обновлен 19 дек 2013. Создан 06 дек 2011



s2improve REMONT TAPETOWANIE