ФОП Вертійов Сергій Антонович

Оцінка технічного стану сталевих канатів машин, механізмі, устаткування підвищеної небезпеки. Частина ІV

 

У попередніх частинах цієї публікації ми провели невеликий екскурс у минуле аж до початку 20-го століття та розглянули вимоги деяких нормативних документів щодо відображення в них вимог до стану канатів вантажопідіймальних кранів і проведення їх перевірок під час експлуатації. Далі ознайомилися із сучасним станом питання в Україні та міжнародному рівні, зокрема почали розгляд чинного в Україні з 2017 року ДСТУ ISO 4309:2017 (ISO 4309:2010, IDT) Крани вантажопідйомні. Дротові канати. Догляд і технічне обслуговування, перевіряння та відбракування (далі ДСТУ ISO 4309:2017) і ті нові підходи до бракування канатів, які цей стандарт пропонує. Розглянули порівняльну таблицю критеріїв бракування канатів, зазначених у НПАОП 0.00-1.80-18 Правила охорони праці під час експлуатації вантажопідіймальних кранів, підіймальних пристроїв і відповідного обладнання та ДСТУ ISO 4309:2017 й ознайомилися з критеріями бракування канатів та їх характеристиками, наведеними в стандарті.

Крайній матеріал, який ми розглянемо в цій частині публікації, це додатки до ДСТУ ISO 4309:2017.

 

ДОДАТКИ ДО ДСТУ ISO 4309:2017

 

Як нам відомо, у Додатках стандартів розміщують матеріали, що доповнюють або унаочнюють положення цих стандартів.

 

  1. Додаток А. Основні ділянки, які потребують особливо ретельної перевірки

 

Вимогами ДСТУ ISO 4309:2017 передбачається перевірка канатів вантажопідіймальних кранів усією їх довжиною.

Проте, у випадку великої довжини каната, і на розсуд компетентної особи (експерта технічного), робоча довжина плюс щонайменше п’ять витків на барабані можуть бути перевірені. У такому випадку, і якщо згодом передбачається більша робоча довжина після попередньої перевірки та перед наступною, ця додаткова довжина також повинна бути перевірена перед використанням додаткової довжини каната.

Але в будь-якому випадку стандарт звертає увагу на основні ділянки, які потребують особливо ретельної перевірки. Ці ділянки наведені на рисунках 11 і 12

 

1 – ділянки, що намотуються на барабан, та інші ділянки, що  зазнають найбільших перешкод (зазвичай збігається з максимальним кутом відхилення каната відносно осі барабана лебідки);

2 – ділянка(и), що входять у гакову підвіску;

3 – ділянки, що перебувають у безпосередньому контакті зі зрівноважувальним блоком, особливо в точках входу на блок.

Рисунок 11 – Основні ділянки, які потребують особливо ретельної перевірки, у разі одношарового намотування каната

 

1 – зони перетину та ті ділянки, які зазнають найбільших перешкод (зазвичай збігаються з максимальним кутом відхилення каната відносно осі барабана лебідки);

2 – ділянка, де канат входить у головний блок;

3 – ділянка(и), що входять у гакову підвіску;

4 – точка кріплення до крана.

Рисунок 12 – Основні ділянки, які потребують особливо ретельної перевірки, у разі багатошарового намотування каната

 

Крім зазначених на рисунках 11 і 12 ділянок каната, також рекомендується приділяти особливу увагу таким критичним зонам і місцям:

  • кріплення каната на барабані;
  • будь-яка ділянка на місці кінцевого кріплення каната та поблизу нього;
  • будь-яка ділянка, що проходить через один або більше шківів;
  • будь-яка ділянка, що проходить через покажчик безпечного навантаження (обмежник вантажопідіймальності), який містить блоки;
  • будь-яка ділянка, що проходить через гакову підвіску;
  • у разі коли крани виконують повторювані операції, будь-яка частина каната, що лежить на блоку, коли кран перебуває в навантаженому стані;
  • будь-яка ділянка, що проходить через канатоукладач;
  • будь-яка ділянка, що піддається стиранню зовнішніми контурами (наприклад, гребні канавки, рівчаки блоків)
  • будь-яка частина каната, яка піддається впливу тепла.

 

  1. Додаток В. Типові види пошкоджень

 У цьому додатку загалом наведено 19 кольорових фото типових пошкоджень каната, які сприятимуть технічним експертам правильно визначити відповідне пошкодження каната.

Крім того, в додатку надана таблиця В.1, де наведено дефекти, які можуть виникнути, з посиланнями на пункти стандарту, де наведено відповідні критерії бракування.

 

  1. Додаток С. Внутрішнє обстеження каната

У цьому додатку наведені рекомендації щодо внутрішнього обстеження каната, тобто перевірки внутрішнього стану каната візуальними методами контролю.

Якщо компетентна особа (експерт технічний) вирішує, що під час експлуатації необхідне внутрішнє обстеження, щоб визначити, чи є будь-яке шкідливе внутрішнє пошкодження в канаті, це слід робити шляхом розкриття каната з особливою обережністю, таким чином уникаючи остаточного пошкодження та/або деформації каната. На практиці це легше виконувати, коли канат лежить на підлозі, а не коли він піднятий у повітрі.

Розкриття каната рекомендується здійснювати за допомогою двох затискачів закріплених на канаті, як показано на рисунку 13.

Рисунок 13

Положення затискачів, закріплених на канаті, слід запам’ятати.

Щелепи затискачів мають бути такого розміру, який дозволяє захопити канат, не деформуючи його, і виготовлені з матеріалу, що дозволяє розкрити канат без ковзання та пошкодження каната. Окрім того, для сприяння цьому процесу щелепи можуть містити вставки, наприклад зі шкіри.

Для розкриття каната слід обертати затискачі в протилежному напрямку до звивання каната, щоб зовнішні сталки відокремилися та відійшли від осердя або центру каната, таким чином розкриваючи канат.

Слід звертати увагу на таке:

  • ступінь будь-якої корозії;
  • будь-які зубці (вдавлювання) на дротах (у результаті натискання чи спрацювання);
  • наявність будь-яких зламаних (обірваних) дротів на зовнішніх сталках і в осерді або в центрі каната (вони можуть бути невидимими);
  • стан внутрішнього змащування.

Перед закриванням на розкриту ділянку каната слід нанести експлуатаційне змащування (мастило).

Під час закривання каната затискачі слід обертати з помірною силою, щоб закрити канат та забезпечити правильну укладку зовнішніх сталок навколо осердя або центру каната. Це часто вимагає відведення щелеп за їх первинне положення, яке запам’ятали перед розкриттям.

Для розкриття каната біля кінцевого кріплення достатньо використовувати лише один затискач, оскільки система кінцевого кріплення зазвичай забезпечує фіксацію зовнішнього кінця.

Окрім зазначеного методу перевірки внутрішнього стану каната, в тексті стандарту передбачається також застосування, як допоміжного, неруйнівного контролю за допомогою електромагнітних засобів для визначення розташування тих ділянок каната, які можуть зазнати пошкодження.

 

  1. Додаток D. Типові приклади протоколу перевірки

У цьому додатку наведені типові приклади протоколів перевірки каната, які після кожної періодичної перевірки компетентна особа (експерт технічний) повинна надати власнику вантажопідіймального крана.

Для прикладу в цій частині публікації наведемо одиночний протокол.

Одиночний протокол

Посилання на кран

…………………………………………

Застосування каната

…………………………………………

Призначення каната………………………………………………………………………………………

Торгова марка (якщо відома)………………………………………………………………………..

Номінальний діаметр……………………………………………………………………………… мм

Конструкція…………………………………………………………………………………………………..

Осердяa: IWRC   FC   WSC

Покриття дротуa: без покриття, цинк /гал.

Напрямок і тип звивання: (Правий) sZ  zZ  Z (Лівий) zS  sS  S

Допустима кількість видимих зламаних зовнішніх дротів …….. на 6d та ………….на 30d

Контрольний діаметр ……………..мм

Допустиме зменшення діаметра від контрольного діаметра …………. мм

Дата встановлення (рр/мм/дд)…………………………. Дата вибраковування (рр/мм/дд)…………………….
Видимі зламані зовнішні дроти Діаметр Корозія Пошкодження та/або деформація Положення на канаті Загальна оцінка, тобто об’єднана ступінь тяжкостіb у вказаній позиції
Кількість на довжину Ступінь тяжкостіb Виміря­ний діаметр,

мм

Фактичне зменшен­ня від контроль‑ного, мм Ступінь тяжкостіb Ступінь тяжкостіb Ступінь тяжкостіb Харак‑тер
6d 30d 6d 30d
Інші спостереження/коментарі

 

 

Напрацювання на сьогоднішній день (цикли/години/дні/місяці тощо)………………………………………….

Дата перевірки (рр/мм/дд)………………….….

П.І.Б. (друкованим шрифтом) компетентної особи ……………..П.І.Б. (підпис)……………………………

a Відзначте відповідне.

b Описати ступінь пошкодження як: легкий, середній, високий, дуже високий або вибракувати

 

  1. Додаток Е. Корисна інформація про пошкодження каната та критерії вибраковування

У цьому додатку наведена корисна довідкова інформація, що роз’яснює особливості критеріїв бракування канатів. Наведемо деякі з них:

а) щодо зламаних (обірваних) дротів каната

У канатах подвійного звивання (наприклад, шести- та восьмисталкових) і паралельно звитих канатах, що проходять сталевими блоками, злами (обриви) дротів зазвичай відбуваються випадковим чином уздовж каната в місцях корони сталки, тобто на зовнішніх поверхнях зовнішньої сталки. Часто такі злами (обриви) дротів пов’язані з ділянками зовнішнього спрацювання.

У опірних крученню канатах, існує ймовірність того, що більшість зламів (обривів) дротів відбувається всередині, і їх буде важко виявити під час візуальної перевірки. З цієї причини допустима кількість візуальних зламів (обривів) дротів для опірних крученню канатів, менша, ніж для каната подвійного звивання або паралельно звитого каната. Таблиці 3 і 4 ДСТУ ISO 4309:2017 відображають вищезазначені чинники.

Там, де переважаючим видом пошкодження є втома від згинання, злами (обриви) дротів починають відбуватися після певної кількості робочих циклів. Однак кількість зламів поступово зростає з часом, і в цьому випадку рекомендується проводити ретельну періодичну перевірку і реєстрацію виявленої кількості з метою встановлення швидкості їх збільшення. Потім цю передумову можна використати, щоб запропонувати майбутню дату наступної періодичної перевірки.

Для тих машин з канатами, що піддаються багатошаровому намотуванню на барабан, очікується, що основним видом пошкодження будуть злами дротів і деформація в зонах перетину. Оскільки випробування та досвід показали, що експлуатаційні характеристики каната можуть бути різко знижені в цих місцях порівняно з тими ділянками каната, які просто проходять через шківи, ці зони стають центром уваги компетентної особи під час періодичної перевірки каната.

Один обрив у западинах між сталками може свідчити про внутрішнє пошкодження каната, отже, необхідно уважніше перевірити цю ділянку каната. Зокрема, з меншими розмірами каната такі обриви дроту іноді можна виявити, зміщуючи канат з його нормального положення та згинаючи його без натягу. Якщо на одній довжині кроку звивання виявлено два або більше обриви дроту у западинах між сталками, слід вважати, що осердя або центр каната не повністю підтримує зовнішні сталки.

 

б) щодо зменшення діаметра каната

Зменшення діаметра каната може бути наслідком ряду чинників, одним з яких є зовнішнє спрацювання. Воно може бути загальним або місцевим і зазвичай виникає внаслідок контакту з блоками чи барабанами або від тиску каната на канат, як це можна очікувати в зонах перетину, коли канат намотується на барабан. Спрацювання може бути рівномірним уздовж або навколо каната або може відбуватися вздовж однієї сторони каната. Якщо спрацювання нерівномірне, необхідно встановити причину та, якщо можливо, вжити заходів щодо її усунення.

Більш виражений рівень спрацювання зазвичай виявляється в тих ділянках каната, які контактують з рівчаками блоків і канавками барабанів, коли вантаж прискорюється або сповільнюється.

Відсутність або неправильне змащення, а також наявність абразивного пилу та піску також можуть вплинути на швидкість спрацювання.

На додаток до очевидного видимого виду пошкодження (спрацювання), описаного вище, діаметр каната також може зменшитися в результаті одного або кількох внутрішніх механізмів, таких як:

  • внутрішнє спрацювання і вдавлення дроту;
  • внутрішнє спрацювання, спричинене тертям між сусідніми сталками та дротами в канаті, особливо коли він піддається вигину;
  • погіршення стану органічного осердя або руйнування металевого осердя;
  • руйнування внутрішніх шарів сталок опірного крученню каната.

Зменшення площі металевого поперечного перерізу каната внаслідок спрацювання призводить до зниження його міцності.

 

в) щодо корозії каната

Корозія особливо часто виникає в морських і промислових забруднених атмосферах і не тільки знижує міцність каната через зменшення площі його металевого поперечного перерізу, але також прискорює втому, створюючи нерівну поверхню, від якої можуть поширюватися розтріскування від напруги. Сильна корозія також може спричинити зниження еластичності каната.

Внутрішню корозію важче виявити, ніж зовнішню, але вони часто виникають разом, хоча це не завжди очевидно під час візуальної перевірки каната. Якщо є підозра, канат має бути підданий внутрішньому обстеженню компетентною особою (експертом технічним), хоча це часто може бути надзвичайно важко зробити.

 

  1. Додаток F. Оцінка об’єднаного впливу стану каната та ступені тяжкості

У цьому додатку наведений один з методів загальної оцінки «об’єднаного впливу» різних видів пошкодження каната.

Хоча зламані дроти є поширеною причиною вибраковування, пошкодження часто є результатом комбінації чинників. Наприклад, канат може страждати від зламаних дротів і рівномірного спрацювання через багаторазове проходження через блоки, і в той же час пошкоджуватися від корозії через роботу в морському середовищі. У таких випадках компетентна особа (експерт технічний) повинна:

  • враховувати різні види пошкоджень, особливо коли вони відбуваються в одному місці каната;
  • зробити загальну оцінку «об’єднаного впливу» різних видів пошкодження;
  • вирішити, чи безпечно продовжувати експлуатацію каната і, якщо так, чи потрібно його піддавати будь-яким зміненим положенням щодо перевірки/вибраковування.

 

Один із методів визначення об’єднаного впливу полягає в такому:

  • перевірте канат та зафіксуйте тип і ступінь кожного окремого виду пошкодження, наприклад, кількість зламаних дротів на 6d, зменшення діаметра в міліметрах і ступінь корозії;
  • для кожного з цих окремих видів пошкоджень оцініть тяжкість і виразіть її у відсотках від відповідних індивідуальних критеріїв вибраковування, наприклад, якщо виявлено наявність 40 % від допустимої кількості зламаних дротів відповідно до індивідуальних критеріїв вибраковування, це означає ступінь 40 % у бік вибраковування, або словами, наприклад, незначний, середній, високий, дуже високий або вибраковування;
  • або скласти разом окремі ступені у вибраних місцях, лише якщо вони наявні в тому самому місці та виражати тяжкість у вигляді об’єднаного відсоткового значення, або зробити судження щодо спільного ступеня тяжкості та виразити оцінку словами, наприклад, незначний, середній, високий, дуже високий або вибраковування.

Метод оцінки «об’єднаного впливу», наведений у цьому розділі, передбачає, що пошкодження відбувається поступово, а не раптово. Якщо результат об’єднаної оцінки більш-менш рівномірно розподіляється між двома чи трьома більш поширеними індивідуальними видами пошкодження (наприклад, 40 % через злам дротів і 40 % через зменшення діаметра), це вважається не таким серйозним, як якби тільки один вид пошкодження відбувався на будь-якій ділянці (наприклад, 80 % через розрив дротів і невелике зменшення діаметра або незначна корозія).

Зазначений метод оцінки «об’єднаного впливу» пропонує простий підхід до оцінювання загального стану конкретної ділянки каната. Інші однаково прийнятні методи можуть бути розроблені та застосовані компетентною особою (технічним експертом) у світлі її досвіду, отриманого під час перевірки подібних канатів, що працюють на подібних кранах.

Також у цьому додатку наведені приклади застосування методу «об’єднаного впливу».

 

  1. Додаток G. Приклади поперечних перерізів канатів і відповідний номер категорії каната (RCN)

У цьому додатку наведені наочні приклади віднесення деяких конструкцій канатів до відповідного номеру категорії каната (RCN).

Нагадаю читачам для чого з’явився RCN або номер категорії каната — це спроба класифікувати дротяний канат за кількістю несучих дротів у зовнішніх сталках (дроти заповнення не вважаються несучими дротами і не враховуються під час визначення кількості). RCN використовується для визначення кількості випадково обірваних дротів, за досягнення якої канат вибраковується під час перевірки. Оскільки безпечна кількість зламаних дротів залежить від кількості несучих дротів, класифікація каната за несучими дротами є логічною.

Номер категорії каната є корисною класифікацією для експертів технічних, які перевіряють дротяні канати, і є важливим компонентом ДСТУ ISO 4309:2017. Без RCN визначення максимальної допустимої кількості обривів було б складним процесом.

 

  1. Додаток Н. Настанова щодо оцінки та ступінь зовнішньої корозії

У цьому додатку наведені приклади розвитку зовнішньої корозії каната від початку окислення поверхні (ступінь тяжкості 0 %) до поверхні з великими виразками, з провислими дротами та проміжками між ними (ступінь тяжкості 100 % – канат негайно вибракувати). Продемонструємо це на рисунках 14 – 17.

Рисунок 14 – Початок окислення поверхні, дріт можна витерти, окислення неглибоке –
Ступінь тяжкості: 0 % до вибраковування

 

Рисунок 15 – Дроти грубі на дотик, загальне окислення поверхні –
Ступінь тяжкості: 20 % до вибраковування

 

Рисунок 16 – Поверхня дроту сильно уражена окисленням –
Ступінь тяжкості: 60 % до вибраковування

 

Рисунок 17 – Поверхня з великими виразками, дроти досить провислі, проміжки між дротами – Ступінь тяжкості: 100 % – канат негайно вибракувати

Наведені рисунки 14 – 17 дають змогу технічним експертам правильно класифікувати ступінь тяжкості корозійного пошкодження сталевого каната та вчасно запобігти експлуатації канатів у граничному стані.

 

ВИСНОВКИ

Розглянувши ретроспективу впровадження в нормативних документах різних часів вимог щодо оцінки технічного стану сталевих канатів вантажопідіймальних кранів і машин, підйомників та інших підіймальних пристроїв і обладнання, що не відносяться до ліфтів і канатних доріг, а також сучасний стан цього питання в Україні та на міжнародному рівні, сформулюємо такі висновки:

  1. Вимоги щодо оцінки технічного стану сталевих канатів у кожному наступному нормативному документі (Правилах) були жорсткішими ніж у попередньому, тобто, розуміння того, що технічний стан сталевих канатів безпосередньо впливає на безпеку експлуатації підіймальних пристроїв, втілювалося в розширенні переліку критеріїв бракування канатів, удосконаленні методів перевірок і застосуванні допоміжного сучасного обладнання для діагностування стану каната тощо.

Ця тенденція має продовжуватися на теренах України і в подальшому. Норми на бракування канатів, наведені в НПАОП 0.00-1.80-18, мають бути змінені відповідно до вимог чинного ДСТУ ISO 4309:2017 або до вимог нового національного стандарту відповідного міжнародному стандарту ISO 4309:2017, розробленого на заміну ДСТУ ISO 4309:2017.

  1. У цій публікації були визначені щонайменше два варіанти змін у майбутньому нормативно-правовому акті, прийнятому на заміну (або зміненому) НПАОП 0.00-1.80-18, а саме:
  • у чинний НПАОП 0.00-1.80-18 необхідно внести зміни, якими будуть виключені норми на бракування канатів, або буде розроблений новий НПАОП без зазначених норм. У цьому разі суб’єкти господарювання зможуть на добровільній основі застосовувати зазначені ДСТУ ISO 4309:2017 або новий національний стандарт відповідний міжнародному стандарту ISO 4309:2017;
  • у чинний НПАОП 0.00-1.80-18 будуть внесені зміни, в яких будуть посилання на ДСТУ ISO 4309:2017 (або на новий національний стандарт), чим буде встановлена обов’язковість їх застосування згідно вимог пункту 2 статті 23 Закону України «Про стандартизацію», або буде розроблений новий НПАОП з посиланнями на ці національні стандарти.
  1. Усі дії, зазначені в пункті другому цих Висновків, дозволять покращити якість проведення оцінки технічного стану сталевих канатів, що перебувають в експлуатації, і тим самим сприятимуть підвищенню безпеки експлуатації вантажопідіймальних кранів та інших машин, механізмів, устаткування підвищеної небезпеки.
Прокрутити вгору

Дякуємо за замовлення!