Динамическая диагностика несущих конструкций грейферного мостового перегружателя — путь к предупреждению аварий

Abstract

UK: Постановка проблеми. На підприємствах гірничо-металургійного комплексу України, хімічної та енергетичної галузі експлуатують грейферні мостові перевантажувачі для навантаження і вивантаження різних сипучих матеріалів. Усі перевантажувачі встановлено на відкриттих промислових ділянках, внаслідок чого вони сприймають дію зовнішніх природних факторів (атмосферних опадів) та агресивних технологічних факторів (водяних парів градирень, гасильних веж коксохімічного заводу, вапна, парів повітря від спучування шлаку тощо). Робочі амплітуди коливань несних конструкцій перевантажувача під час руху візків із масою в сотні тонн спричинюють утомі пошкодження, що потребує значних часових та матеріальних витрат на їх усунення. У літературі з розрахунків та експлуатації перевантажувачів мало розглянуті питання дослідження динамічних навантажень під час технологічних операцій, уточнення динамічних розрахунків несних металоконструкцій і можливості теоретичного прогнозування їх стану, зниження амплітуд коливань і прискорення виконання робіт під час натурного обстеження. Після закінчення нормативного терміну експлуатації перевантажувача для визначення технічного стану крана, проводять експертні обстеження з періодичністю не рідше ніж раз на 2 роки за ОМД 0120253.001-2005 «Методика проведення експертного обстеження (технічного діагностування кранів мостового типу)» [9]. Проблеми під час оцінювання залишкового ресурсу старіючого обладнання зумовлені недостатньою ефективністю традиційних методів неруйнівного контролю. Мета. Встановити зв'язок частоти і форми власних коливань просторової моделі несних сталевих конструкцій перевантажувача з основними варіантами можливих пошкоджень на підставі теоретичних досліджень. Висновок. Шляхом моделювання різних варіантів аварійних ситуацій на перевантажувачах можна скласти атлас пошкоджень несних сталевих конструкцій. Це дозволить проводити швидкий аналіз в умовах зміни частоти власних коливань і співвідношення нормованих переміщень однією із форм, із визначенням місць і можливої причини пошкоджень основних несних металоконструкцій.

RU: Постановка проблемы. В украинском горно-металлургическом комплексе, химических и энергетических отраслях эксплуатируют грейферные мостовые перегружатели для погрузки и выгрузки различных сыпучих материалов. Все перегружатели установлены на открытом воздухе и, помимо атмосферных осадков, воспринимают еще технологические агрессивные воздействия от основного производства (водяные пары градирен, тушильных башен коксохимического завода, известь, пары воздуха от вспучивания шлака и др.). Рабочие амплитуды колебаний несущих конструкций перегружателя при движении тележек с массой в сотни тонн приводят к усталостным повреждениям, отсюда большие затраты времени и средств по их устранению. В литературе по расчетам и эксплуатации перегружателей практически не рассматриваются вопросы исследования динамических нагрузок при технологических операциях, уточнения динамических расчетов несущих металлоконструкций и возможности теоретического прогнозирования их состояния, снижения амплитуд колебаний и ускорения производства работ при выполнении натурного обследования. После окончания нормативного срока службы перегружателя для определения дальнейшего технического состояния крана проводятся экспертные обследования с частотой не реже раз в 2 года по ОМД [9]. Проблемы при оценке остаточного ресурса стареющего оборудования обусловлены недостаточной эффективностью традиционных методов неразрушающего контроля. Цель. На основании теоретических исследований установить связь частоты и формы собственных колебаний пространственной модели несущих стальных конструкций перегружателя с основными вариантами возможных повреждений. Вывод. На основании создания набора всевозможных аварийных ситуаций перегружателя можно составить атлас повреждений несущих стальных конструкций. Это позволит проводить быстрый анализ при изменении частоты собственных колебаний и соотношения нормированных перемещений одной из форм, с последующим указанием мест и возможной причины повреждений основных несущих металлоконструкций.

EN: Raising of problem. In the Ukrainian mining and metallurgical complex, chemical and energy industries exploit the wide span gantry for loading and unloading of bulk materials. All the wide span gantry are installed outdoors and, in addition to the atmospheric precipitation, perceive more aggressive technological impact on primary production (water vapor cooling towers, towers quenching coking plant, lime, a pair of air from swelling slag et al.). Working amplitude of oscillations bearing structures of the wide span gantry loader when driving trucks with weighing hundreds of tons lead to fatigue damage - hence the high cost of time and money to remove them. In the literature by calculations and operation of wide span gantry it isn’t consider the questions of research of dynamic loads with technological operations, the accurate definition of dynamic calculations of bearing metal and the possibility of the theoretical prediction their condition, the amplitude decay of oscillations and accelerate production of works with implementation of full-scale study. It’s doing the expert survey with the frequency at least once every 2 years after the end of their service life time of the wide span gantry to determine further technical condition of the crane [9]. The problems in the assessment of aging equipment residual bind with the lack of efficacy of traditional methods of indestructible control. Purpose. On the basis of theoretical research, it will connect the frequency and the shape of the natural oscillations of the spatial model of steel structures wide span gantry with basic versions for possible damage. Conclusion. On the basis of creating a set of emergency wide span gantry you can make the atlas of damage of steel structures. It will allow to do the rapid analysis with changing of the oscillation frequency one of the form, following indication site and possible cause of damage to the main load-bearing steel structures.