Об эксплуатации стальных канатов

Вениамин Иванов

Вениамин Иванов

 Стальные канаты различных конструкций весьма широко используются в промышленности, а в грузоподъемных машинах они просто незаменимы. В подъемно-транспортных машинах стальные канаты применяются в качестве грузовых, стреловых, вантовых, тяговых, несущих и чалочных. При этом важно отметить, что абсолютное большинство стальных канатов, используемых на грузоподъемных машинах, не ремонтопригодны, т.е. при достижении предельного состояния они подлежат выбраковке и замене.

Надежная работы и долговечность стальных канатов зависят от множества факторов:

– правильного выбора конструкции каната;

– качества его изготовления;

– выбранной схемы запасовки каната;

– условий эксплуатации (агрессивность среды, горячие цеха, открытый воздух и т.п.);

– эксплуатации оборудования в соответствии с требованиями безопасности;

– качества изготовления и материалов, используемых при изготовлении блоков полиспаста;

– отношения диаметра блока (барабана) к диаметру каната;

– формы и размеров ручья блоков;

– способа закрепления концов каната;

– способа и качества навивки на барабан;

– качества смазки.

Ниже остановимся на стальных грузовых канатах, как наиболее распространенных и к тому же эксплуатируемых в наиболее сложных условиях и при интенсивных режимах.

Правильно выбранный, хорошо спроектированный и качественно изготовленный стальной канат, который эксплуатируется в качестве грузового каната в условиях, отвечающих соответствующим техническим требованиям, как правило, работает продолжительное время и выбраковывается по количеству обрывов проволок в соответствии с требованиями [1]. При этом обрывы проволок носят ярко выраженный усталостный характер, т.е. разрушение подобно гильотинному (рис. 1). В этом случае признается, что канат (применительно к данным условиям эксплуатации) выработал свой срок службы и естественным образом «закончил свой век».

Рис.1

Рис. 1. Усталостное разрушение проволоки стального каната  (фото R. Verret)

Однако абсолютное большинство эксплуатируемых в Украине стальных грузовых канатов не приближается к такому «возрасту» и выбраковывается значительно раньше вследствие абразивного износа. Для отечественного оборудования – это как бы является «хронической болезнью» стальных грузовых канатов. Такое явление объясняется, прежде всего, нарушением ряда технических требований (по выбору материала блоков, по запасовке каната, состоянию блоков и т.д.), а также требований безопасности (см. п. 4.6 и п. 4.7 [1]).

Основная причина выбраковки стальных грузовых канатов в Украине – абразивный износ наружных проволок (рис. 2). В соответствии с требованиями Приложения 10 [1], «при уменьшении диаметра каната в результате поверхностного износа или коррозии на 7% и больше сравнительно с номинальным диаметром, канат подлежит браковке… В случае уменьшения первичного диаметра внешних проволок из-за износа или коррозии на 40% и больше, канат бракуется». Учитывается не только износ наружных проволок, но и внутренних.

а)

Рис.2

б)

Рис.2-1

Рис. 2. Абразивный износ наружных проволок стального каната

а) – износ наружных проволок каната; б) – параметры износа наружной проволоки каната

Так как определить непосредственно уменьшение первичного диаметра внешних проволок h на теле каната затруднительно, можно воспользоваться косвенными параметрами, приведенными в таблице, а именно отношением b/d или отношением l/d.

Таблица

Уменьшение диаметра проволоки в зависимости от ширины и длины лыски изношенной поверхности

Уменьшение диаметра проволоки, %

Отношение ширины лыски к диаметру проволоки, b/d

Отношение длины лыски к диаметру проволоки, l/d

0

0

0

10

0,6

4,9

15

0,7

5,8

20

0,8

6,6

25

0,86

7,1

30

0,93

7,8

40

0,98

8,0

В своей практической деятельности автор неоднократно был свидетелем грубейших нарушений требований безопасности, например, эксплуатации грузоподъемного оборудования (кран-балок, монорельсов, кранов и т.п.) с демонтированным ограничителем высоты подъема груза. Такие нарушения происходят с молчаливого согласия ответственных работников, которые идут на это якобы из-за производственной необходимости, вызванной недостаточной высотой подъема используемого оборудования. На рис. 3 приведена электрическая таль, установленная на монорельсе, на которой демонтирован ограничитель высоты подъема груза. При этом крюковая подвеска при подъёме груза регулярно упирается в нижнюю часть корпуса тали, о чем свидетельствуют не только следы на поверхности корпуса, но и деформация последнего (рис. 3, рис. 4).

Рис.3

Рис. 3. Электроталь г/п 3,2 тонн, эксплуатируемая без ограничителя высоты подъема груза

Рис.4

Рис. 4. Деформация корпуса тали в месте его контакта с крюковой подвеской

В результате такого контакта грузовой канат испытывает значительные дополнительные напряжения, которые в известных случаях [2; 3] приводили к разрыву каната и тяжелым последствиям. Поэтому никакие объяснения, оправдывающие производственной необходимостью демонтаж ограничителя высоты подъема груза, не могут быть приняты. Тем более что существует несколько способов достижения в стесненных условиях требуемой высоты подъема груза, один из которых – замена тали с продольным расположением барабана на таль с поперечным расположением барабана. При этом выигрыш по высоте подъема достигает существенных значений – от 100 до 200 мм, а не 50 мм, как в рассмотренном выше случае.

Но порой и наличие ограничителя высоты подъема груза не может предотвратить несчастный случай, если его установка подобна той, что изображена на рис. 5. Действительно, в этом случае грузило ограничителя высоты подъема крюковой подвески упрется в нерабочую ветвь грузового каната (при этом устройство безопасности не сработает), а подвеска продолжит свой опасный путь наверх.

Рис.5

Рис. 5. Неудовлетворительная установка ограничителя высоты подъема груза

Разрушение грузового каната может произойти и вследствие неправильной установки зажимов в местах закрепления одного из концов каната (рис. 6). В этом случае планка (колодка) зажима с обустроенным на ней ложем для рабочей ветви каната установлена со стороны нерабочей ветви, а скоба посредством точечного контакта, возникающего между скобой и канатом, разрушает не только оцинкованный слой проволок каната, но и рабочую ветвь грузового каната. Несмотря на то, что и в «Правилах устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» (п. 4.6.6 [1]) и различных пособиях этому моменту уделяется особое внимание, неправильная установка зажимов встречается весьма часто при эксплуатации различного оборудования. Видимо недостаточно приводить только описание, тем более такое неудачное, как в тексте тех же Правил [1]. Надо дать и графическое изображение, например, для закрепления конца каната на коуше (рис. 7), чтобы визуально показать требование нормативного документа. Подключение зрительной памяти, несомненно, будет способствовать улучшению восприятия конкретных деталей соответствующего текста. Кстати, подобные иллюстрации пойдут на пользу и другим статьям, и разделам Правил [1].

Полную версию материала читайте на страницах «Промислова безпека» №8-2013

Комментарии закрыты.

Яндекс.Метрика