О некоторых причинах разрушения металлоконструкций грузоподъемных машин

Несколько позднее произошло падение башенного крана КП-300. Было установлено, что падение поворотной части крана произошло из-за разрушения верхнего листа рамы портала в месте опирания фундамента опорно-поворотного устройства.

Разрыв верхнего листа портала вызван неточностью установки фундамента опорно-поворотного устройства относительно опорных элементов рамы портала, что привело к преждевременному усталостному разрушению металла. При восстановлении крана выполнили усиление данного узла и приняли меры по регулярному определению его технического состояния.

В это же время при эксплуатации однобалочного мостового крана появились многочисленные трещины в концевых и главной балках (рис. 5).

При анализе установлено, что появлению этих трещин в основном способствовало несовершенство конструкции крана, которое также учтено при проектировании.

На двух козловых кранах, изготовленных в 1995 году фирмой «Kranbau Eberswalde GmbH», Германия, через два года их эксплуатации появились трещины в узлах соединения стоек жесткой опоры со стяжкой. Причиной этого явились высокие напряжения, сопоставимые с пределом текучести материала. Их появление вызвано систематическим рассогласованием перемещения жесткой и гибкой опор крана.

На башенном кране МВ-1645 при ремонте заменили четыре шпильки М52×1,5 со­единения промежуточной опоры опорно-поворотного устройства с рамой портала. Чтобы определить отечественный аналог стали для изготовления шпилек и гаек, были проведены металлографические исследования оригинала стали чешского производства. Анализ результатов показал, что материал шпильки соответствует стали Ст38ХМЮА ГОСТ 4543-71 «Сталь легированная, конструкционная. Марки и технические требования». Однако при эксплуатации произошло разрушение резьбы шпилек по всей высоте гаек. В результате металлографического исследования установлено, что при термической обработке шпилек не были соблюдены требования по защите резьбы от обезуглероживания, что способствовало образованию, обезуглероженного слоя, значительно превышающего допустимые ГОСТ 1759.4 значения. Согласно указанному ГОСТу максимальная глубина полного обезуглероженного слоя не должна превышать 0,015 мм.

Приведенные факты разрушения металлоконструкции грузоподъемных машин произошли к счастью без человеческих жертв. Но наличие этих аварий свидетельствует о необходимости проведения всестороннего технического диагностирования ГПМ при их эксплуатации и особенно машин, отработавших нормативный срок службы, с учетом конструкторско-технологических особенностей каждой конкретной грузоподъемной машины.

Литература

1. Миронов А.А. Модель определения эффективного коэффициента концентрации напряжений дефектов сварных швов / А.А. Миронов // Труды Нижегород. гос. техн. ун-та им. Р.Е. Алексеева. – 2012 – № 1 (94). – С. 169–176.

2. Миронов А.А. Статистический подход к оценке требуемого объема контроля сварных соединений крупногабаритных металлоконструкций / А.А. Миронов, В.М. Волков // Приволжский научный журнал. – 2013. – № 1. – С. 12–16.

3. Махутов Н.А. Анализ рисков отказов при функционировании потенциально опасных объектов / Н.А. Махутов, М.М. Гаденин, А.О. Чернявский, М.М. Шатов // Проблемы анализа риска. – 2012. – Т. 9. – № 3. – С. 8 – 21.

4. Волченко В.Н. Оценка и контроль качества сварных соединений с применением статистических методов / В.Н. Волченко. – М.: Издательство стандартов, 1974. – 160 с.

5. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций / В. В. Болотин. – М.: Машиностроение, 1984. – 312 с.

6. Волков В.М. Объединенная модель образования и роста усталостных трещин в концентраторах напряжений / В.М. Волков, А.А. Миронов // Проблемы прочности и пластичности: Межвуз. сб. – Н. Новгород: Изд-во Нижегород. гос. ун-та, 2005. – Вып. 67. – С. 20–25.