Технология ремонта металлоконструкции крана

Для ремонта металлических конструкций нельзя применять случайно найденные куски металла и электроды с меловой обмазкой. Как показывает практика, применение материалов не соответствующей марки приводит к серьезным авариям кранов.

Для ремонта металлических конструкций можно применять только мартеновскую сталь марки Ст. 3 и электроды марки Э-42 (Э-42А) с качественной толстой обмазкой. Как сталь, так и электроды должны иметь сертификаты, удостоверяющие их качество. Сварку может производить только сварщик, имеющий свидетельство (диплом) на право выполнения ответственных сварочных работ.

Наложение накладок. Трещины или разрывы элементов металлических конструкций следует перекрывать накладками. Сечение накладок должно быть на 15—20% больше, чем сечение части элемента, ослабленного трещиной. Края трещины выправляют так, чтобы накладка плотно прилегала к завариваемым элементам. Следует избегать поперечных швов, которые ослабляют сечение основного элемента (рис. 191, а, б).

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Стыковым накладкам рекомендуется придавать плавное очертание, как показано на рис. 191, в.

При ремонте иногда пытаются компенсировать низкое качество сварки (недостаточную квалификацию сварщика, некачественность электродов) наложением большого количества сварных швов. Излишние сварные швы приводят к пережогам основного металла и вызывают дополнительные сварочные напряжения, которые могут разрушить конструкцию даже при отсутствии внешней нагрузки.

Рис. 191. Ремонт элементов металлоконструкций накладками:
а — неправильное наложение шва; б — допустимое наложение шва; в — наиболее целесообразная форма накладки

Сравнительно частым видом повреждений является повреждение раскосов стрел или башен, которые получаются при небрежной транспортировке или перегрузке, Если раскос настолько поврежден, что выправить его не удается, его следует заменить, осторожно срезав газосваркой швы, крепящие его к основным поясам. Остатки сварных швов следует зачистить заподлицо с основным металлом, а затем приварить новый раскос. При наличии трещин в сварном шве шов следует вырубить зубилом или высверлить и заварить заново. В некоторых случаях поврежденный шов можно перекрывать накладками (рис. 192).

Категорически запрещается заваривать дефектный шов без вырубки ранее наплавленного металла.

Правка деформированных элементов. Категорически запрещается холодная правка погнутых элементов металлоконструкций ударами кувалды. При небольших прогибах правку можно осуществлять в холодном состоянии при помощи винтовой скобы, винтового или гидравлического домкрата. Выпрямлять стержни, имеющие большой изгиб, следует в горячем состоянии. Нагрев можно производить газосварочной горелкой до состояния красного каления; правка элементов металлоконструкций в состоянии синего каления воспрещается.

Если в месте изгиба образовались местные складки или надрывы, поврежденное место после выправления следует усилить накладкой.

При наличии значительных надрывов и складок поврежденный участок надо вырезать и заменить вставкой, ввариваемой в стык с остатками стержня. У ответственных тяжело нагруженных элементов места стыков необходимо усилить Накладками.

Ремонт ослабленных заклепок. При осмотре крана, подлежащего ремонту, необходимо произвести остукивание заклепок; дребезжащий звук указывает на ослабление заклепки. Все ослабленные заклепки следует срубить, отверстия развернуть и установить в них заклепки на один ремонтный размер больше. На практике часто в случае ослабления заклепок усиливают соединение сварным швом; при этом сварное соединение нужно выполнять таким образом, чтобы оно одно выдерживало полную нагрузку без учета работы заклепок.

В результате разборки и оборки соединений при повторных демонтажах и монтажах крана плотность насадки нарушается и болты разбалтываются. Так как болты обычно изготовляют из более прочного материала (Ст. 5), сминается не только тело болта, но и стенки отверстия.

(При ремонте отверстие следует развернуть дополного удаления овальностей (обычно все отверстия в соединении развертывают на один размер, соответствующий следующему большему размеру чистого болта) и установить новые болты большего размера.

Рис. 192. Усиление сварного шва накладками

Увеличение диаметра отверстий возможно в пределах 15% от первоначального размера. Если отверстия изношены настолько, что для исправления их разверткой потребовалась бы недопустимо большое увеличение диаметра, элементы металлоконструкций следует заменить.

Источник

Ремонт металлоконструкций грузоподъемных машин. Ремонт крановых путей. Основные технические требования

Размещенные в данном разделе сайта «Правила ремонта металлоконструкций грузоподъемных машин» являются выдержкой из технических условий ООО СКБ «Высота» на ремонт грузоподъемных машин и содержат основные требования к ремонту и к ремонтным решениям, направленные на обеспечение соответствия прочностных и жесткостных характеристик металлоконструкций грузоподъемных машин и их рельсовых путей проектным, тем самым обеспечивая необходимый уровень промышленной безопасности при их эксплуатации.

1. Правила ремонта металлоконструкций».
1.1. Ремонтный чертеж металлоконструкций ГПМ должен содержать:

изображение в малом масштабе поврежденного участка металлоконструкции с указанием размеров и местоположения дефекта;
сборочный чертеж ремонтируемого участка металлоконструкции с указанием ремонтируемых (подвергаемых правке и/или усиливаемых) и заменяемых деталей и их соединений, а также прилегающих участков неповрежденной части конструкции (последние даются тонкими линиями);
размеры и их допускаемые отклонения, необходимые для восстановления поврежденного участка металлоконструкции, а также для проверки параметров комплектной сборочной единицы, обеспечивающих работоспособность ГПМ после ремонта;
сечения всех ремонтных нестандартных сварных швов в масштабе от 1:5 до 1:1, с указанием размеров конструктивных элементов шва. Для стандартных сварных швов приводятся их условные обозначения, максимально отражающие требования технических условий на ремонт;
технологические указания (в зависимости от их объема, допускается приводить непосредственно на ремонтных чертежах или оформлять в виде отдельной технологической записки (карты));
спецификации (в случае применения деталей на замену или для усиления, а также крепежных элементов; допускается размещать на ремонтных чертежах);
чертежи деталей и заготовок (при необходимости).

1.1.1. Технологические указания должны включать:

меры промышленной безопасности при проведении ремонта, в том числе:

• способ разгрузки ремонтируемого узла;
• последовательность демонтажных и монтажных операций;
• указания по правке деформированных элементов;

марки электродов, вид и полярность сварочного тока;
схемы, определяющие последовательность и порядок наложения сварных швов (в необходимых случаях);
указания об обработке сварных швов до плавного перехода либо снятия с них усиления;
методы контроля сварных соединений;
моменты затяжки болтов (при необходимости).

1.2. При выборе технических решений для восстановления металлоконструкций ГПМ должны быть учтены конкретные причины, повлекшие возникновение дефектов, и если последние вызваны неисправностями механической или электрической части ГПМ либо его рельсового пути или конструктивными дефектами, эти неисправности должны быть устранены в процессе ремонта. К таким случаям, в частности, относятся:

трещины в перемычках отверстий клепаных и болтовых соединений, возникшие в результате повышенных зазоров между телом заклепки (болта) и стенками отверстий при действии знакопеременных нагрузок;
ослабление клепаных и болтовых ферменных конструкций опор, порталов, а также трещины в надбуксовых узлах концевых балок, либо в местах соединения последних с пролетными балками, возникшие в связи с наличием дефектов рельсового пути;
трещины в опорных проушинах стрел (башен, подкосов, хоботов), установленных на подшипниках скольжения, возникшие в результате ударных нагрузок, связанных с увеличением зазора в шарнирах;
выпучины и трещины на нижних концах стержней замкнутого коробчатого сечения, возникшие в результате замерзания скопившейся воды;
трещины в поясах и стенках стрел замкнутого коробчатого сечения, вызванные местными концентраторами напряжений в местах окончания фасонок и продольных ребер жесткости;
трещины в стенках пролетных балок мостовых кранов в зоне присоединения к ним кронштейнов рабочих площадок, вызванные воздействием на последние знакопеременных нагрузок от работы приводов хода крана;
трещины в кольцевых рельсах оголовков порталов портальных кранов и в тавровых соединениях опорного кольца, несущего эти рельсы, возникшие в связи с неправильным положением по высоте опорных колес поворотной колонны;
местные дефекты заводской или ремонтной сварки;
несоответствие металла металлоконструкций климатической зоне места установки крана (образование быстроразвивающихся трещин при низкой температуре).

1.3. Ремонт металлоконструкций ГПМ, в зависимости от характера повреждений, и условий выполнения ремонтных работ может производиться в соответствии с указаниями ремонтных документов:

на месте (без демонтажа ремонтируемой составной части);
в демонтированном состоянии на открытом воздухе;
в условиях специализированного цеха.

В случаях, когда ремонт связан с временным снижением жесткости или прочности несущего каркаса ГПМ, нарушением взаимного расположения основных шарнирных осей или производством работ в замкнутых объемах, он должен вестись при демонтированных стреле, башне, консоли противовеса, хоботе, полумостах, балках, опорах и других составных частях металлоконструкции ГПМ. Без демонтажа подобный ремонт допускается в обоснованных случаях, при этом ремонтируемые металлоконструкции должны быть разгружены от:

воздействия нагрузок, вызванных собственным весом либо весом сопрягаемых сборочных единиц либо весом всего ГПМ;
воздействия нагрузок, вызванных натяжением канатов канатно-блочной системы ГПМ (при необходимости);
воздействия ветровых нагрузок (при необходимости).

Изменение размеров, возникающее в процессе сварки (правки) и выводящее их за пределы паспортных параметров ГПМ, должно быть исключено методом постановки технологических элементов (стержней), обеспечивающих неизменяемость формы ремонтируемой на месте составной части металлоконструкции ГПМ.
1.4. Прочность отремонтированных соединений должна быть не ниже, чем у заводских, прочность, устойчивость и жесткость сборочных единиц не ниже, чем у заводских, гибкость стержней для ГПМ групп классификации А6÷А8 — не выше, чем у заводских. Циклическая прочность элементов и соединений, получивших усталостные повреждения, должна быть в пределах технических возможностей сохранена или увеличена.
1.5. Ремонтное решение по восстановлению сборочной единицы (узла), в зависимости от места, где производится ремонт, должно быть принято с учетом создания оптимальных условий выполнения сборочных и сварочных работ (исключение по возможности работ в замкнутых объемах, минимальное применение сварных швов, завариваемых в горизонтальном и потолочном положениях). В ремонтных соединениях следует избегать неоправданного общего и местного усиления сечений, увеличения катетов сварных швов, а также избегать сближения швов, расположенных на одной стороне листового элемента, менее чем на 50 мм, если меньшее расстояние между швами не было применено заводом-изготовителем. Угол между сходящимися в одну точку швами должен быть не менее 60°.
1.6. Ликвидация трещин в элементах металлоконструкций и сварных соединениях.
1.6.1. Трещины в элементах металлоконструкции ГПМ предварительно подлежат проверке на предмет определения зоны их распространения с применением магнитного метода и засверловке отверстиями-ловителями диаметром d = 1,5t, где t — толщина листа или профиля, при этом центр отверстий должен располагаться на расстоянии, равном половине диаметра сверла от видимого конца трещины.
1.6.2. Основной способ устранения трещин в элементах — заварка стыковым двусторонним или односторонним на остающейся подкладке швами. В обоснованных случаях, при одностороннем доступе к зоне сварки, допускается применение односторонних стыковых швов, перекрываемых надкладками с выполнением требований, предъявляемых к заварке трещин настоящими ТУ.
1.6.3. Производимый на месте (без демонтажа) ремонт поясов и стенок коробчатых балок, стрел и других подобных металлоконструкций ГПМ групп классификации не более А5, имеющих трещины, длина которых составляет менее 1/4 ширины пояса (стенки), допускается осуществлять с применением одностороннего стыкового шва, перекрываемого накладкой. Заварку трещин большей величины, либо на металлоконструкциях ГПМ с большей группой классификации, следует выполнять стыковыми двусторонними швами или односторонними на остающейся подкладке.
1.6.4. Разделку кромок трещины под сварку для элементов:

с толщинами более 10 мм возможно выполнять ацетиленокислородным или воздушно-дуговым способами, с последующей зачисткой механическим способом;
с толщинами менее 10 мм – механическим способом.

1.6.5. Все стыковые швы трещин, выходящие на кромку листа, должны завариваться с применением выводных планок, при этом, по окончании сварки выводные планки должны быть удалены, места их установки обработаны механическим способом, а отверстия-ловители должны быть рассверлены и оставлены незаваренными.
1.6.6. Повторную заварку трещины допускается производить не свыше двух раз, после чего допускается только вырезка поврежденного участка и установка вставки.
1.6.7. Заварка трещин в стержнях прокатных профилей допускается в случаях, если трещина не вышла за пределы полки, и допускает засверловку отверстий-ловителей в местах ее окончания. В случае выхода трещины на обушок стержень должен быть заменен. Заварку трещин в стержнях замкнутого двустенчатого сечения, составленных из швеллеров гнутого профиля, допускается вести стыковым односторонним швом, перекрываемым накладкой.
1.7. Элементы усиления ремонтных сварных соединений и участков с местным уменьшением толщины листов.
1.7.1. Толщина ремонтных накладок и катет швов должны быть наименьшими по расчету. Для обеспечения плавного изменения жесткости ремонтируемого сварного соединения, накладки толщиной свыше 12 мм должны быть по концам срезаны по высоте, либо площадь поперечного сечения должна быть уменьшена путем придания их торцевым частям соответствующей формы.
Длина накладок определяется необходимой длиной сварных швов, которые должны быть равнопрочны сечению элемента, соединенному накладкой. Расчетная длина флангов угловых швов не должна превышать для каждого 45h, где h — высота катета. Фланговые швы должны иметь отношение катетов 1:1, а лобовые 1:2. У лобовых швов наплывы и неровности следует обработать с плавным переходом к основному металлу (риски от инструмента должны при этом располагаться вдоль силового потока).
1.7.2. Применение накладных листов для усиления стенок коробчатых балок, помимо случая, приведенного в ст. 1.6.3. настоящих ТУ, допускается в местах опирания на стенки элементов в виде ребер, косынок и кронштейнов, при этом имеющиеся трещины должны быть ликвидированы, а усиление швов снято. При необходимости обеспечения дополнительной связи накладного листа с основным листом внутри контура наружной приварки, допускается применение угловых швов в отверстиях размером не менее 30 мм, равномерно распределенных по площади накладного листа («электрозаклепок»), завариваемых с наименьшим допустимым катетом.
Полное заплавление «электрозаклепки» вровень с поверхностью накладного листа не допускается.
1.8. Ликвидация повреждений и замена дефектных элементов металлоконструкций.
1.8.1. При местных деформациях, захватывающих часть сечения стержня или балки, допускается вырезка деформированного участка с последующей установкой вставок одного из поясов и части стенки.
1.8.2. При местном выпучивании стенок, вызванном льдообразованием или ударной нагрузкой, а также для заделки временных отверстий в стенках (размером более 150 мм, вырезанных для технологических целей), допускается вырезка листа с последующей установкой вставок на стыковых двусторонних или односторонних на остающейся подкладке швах.
1.8.3. При местном разрушении стержней и балок по всему сечению допускается установка вставных участков (вставок), соединяемых с сохранившимися частями стержня (балки) с помощью стыковых сварных или болтовых соединений. Соединения стыков стержней и балок составных двутавровых и двустенчатых сварных сечений следует выполнять двусторонними или односторонними на остающихся подкладках стыковыми швами.
1.8.4. При местном уменьшении толщины листов более чем на 20 % от первоначальной в результате коррозии дефектный участок должен быть вырезан с последующей установкой вставки на стыковых швах.
1.8.5. При обнаружении внешним осмотром в листах элементов местных расслоений, методом ультразвукового контроля определяется зона распространения дефекта. Участок листа, имеющий расслоение, подлежит вырезке с последующей установкой вставки на стыковых швах.
1.9. Правка деформированных элементов.
1.9.1. При восстановлении деформированных элементов допускается:

холодная безударная правка домкратами для прокатных профилей с остаточными деформациями растяжения не превышающими 1%;
холодная ударная правка местных вмятин в демонтированных элементах из фасонного проката с помощью кувалд через прокладки или гладилок на правильных плитах. Холодная правка в зоне сварных швов и при отрицательных температурах окружающего воздуха не допускается;
горячая безударная правка (осуществляется спаренными или многопламенными ацетиленокислородными горелками) для выправления сварных конструкций и, в частности, листовых элементов и стержней ферм на месте установки и при плавной кривой изгиба.

2. Требования к ремонту и реконструкции рельсового пути.
2.1. Типоразмер рельсов, заменяемых при ремонте, реконструкции рельсового пути ГПМ и конструкция их скреплений должны соответствовать принятым в проекте пути. При отсутствии проекта и несоответствии конструктивного исполнения рельсовых путей ГПМ типовым техническим решениям, принятым для конкретного сочетания рельсов и опорных элементов (например: наличие в составе пути различных типов рельсов и/или их скреплений), выбор конкретного типоразмера рельса и его скреплений следует производить, руководствуясь данными, приведенными в:

паспорте или руководстве по эксплуатации ГПМ, установленного на ремонтируемом рельсовом пути[1]. Если на пути несколько ГПМ, руководствоваться следует данными ГПМ, имеющего максимальную нагрузку от ходового колеса.
типовых сериях рабочих чертежей, разработанных ранее для надземных опорных и подвесных рельсовых путей;
национальных стандартах (ГОСТах) на соответствующий тип ГПМ;
нормативных документах (сводах правил по строительству) для наземных рельсовых путей.

2.2. Выбранные на замену рельсы, их скрепления, элементы путевого оборудования рельсового пути ГПМ и его конструкция в целом после ремонта, должны удовлетворять требованиям настоящего подраздела ТУ, в том числе следующим:

между головкой рельса и ребордами ходового колеса ГПМ, перемещающегося по отремонтированному пути должен быть обеспечен зазор, значение которого должно быть не менее предельных величин отклонений сужения или расширения колеи рельсового пути, приведенных в приложении №8 к ФНП;
рельсы наземного рельсового пути и их скрепления с точечным опиранием на опорные элементы должны быть в диапазоне прочностных характеристик, позволяющих воспринимать вертикальные и горизонтальные нагрузки от ходовых колес, перемещающегося по ним ГПМ. Расстояния между опорными элементами должны быть не более регламентированных документами, приведенными в ст.2.1. настоящих ТУ.

Допускается применение при ремонте наземных крановых путей рельсов большего типоразмера, чем это предусмотрено документами, приведенными в ст. 2.1. настоящих ТУ для соответствующих давлений от ходового колеса перемещающегося по ним ГПМ;

рельсы надземного пути мостовых опорных кранов:

• должны быть в диапазоне прочностных характеристик, позволяющих передавать вертикальные и горизонтальные нагрузки от ходовых колес крана на подкрановые балки[2];
• грузоподъемностью более 20 т и группы классификации не менее А6, грузоподъемностью более 50 т всех групп классификации должны иметь параметры и характеристики, не уступающие предусмотренным ГОСТ 4121, а в сочетании других величин грузоподъемности и группы классификации должны иметь параметры и характеристики, не уступающие предусмотренным для изготовления железнодорожных рельсов[3] или нормам, приведенным в ГОСТ 4121;
• грузоподъемностью до 10 т включительно и группы классификации не более А3, грузоподъемностью до 20 т включительно с ручным приводом допускается применять изготовленные из стального горячекатаного прямоугольного сортового проката по ГОСТ 2591, 103 либо по другим нормам, показатели которых не ниже предусмотренных данными стандартами;

рельсы и скрепления надземного пути подвесных ГПМ должны:

• быть в диапазоне прочностных характеристик, позволяющих выдерживать вертикальные и горизонтальные нагрузки от ходовых колес ГПМ и передавать их на фермы и балки покрытий и перекрытий зданий и сооружений;
• соответствовать типовым сериям рабочих чертежей, разработанным ранее для подвесных путей;

промежуточные скрепления рельсовых путей опорных кранов:

• должны исключать горизонтальные смещения рельсов при работе ГПМ;
• мостовых опорных кранов групп классификации не менее А6 должны быть разъемными, с обеспечением прижима к стальной подкрановой балке поверху подошвы рельса[4];
• мостовых опорных кранов групп классификации не более А5 грузоподъемностью до 20 т включительно, при использовании железнодорожных рельсов, допускается выполнять с использованием регулировочных тяговых элементов:
• на стальных подкрановых балках – одним концом элемента фиксируемых в шейке рельса, поочередно, внутрь и наружу колеи, а противоположным – закрепляемых за пояса балок;
на железобетонных подкрановых балках – аналогично креплению на стальных балках, при условии устройства между рельсом и балкой промежуточного металлического элемента (подрельсовой постели), с креплением регулировочных элементов к балке посредством разъемных соединений;
• мостовых опорных кранов групп классификации не более А3 грузоподъемностью до 20 т включительно допускается выполнять с использованием элементов, одним концом прижимающих рельс к стальной подкрановой балке, другим концом приваренных к ней;
• мостовых опорных кранов, где в качестве рельса применяется горячекатаный квадрат с обеспечением свариваемости, на металлических подкрановых балках либо промежуточных металлических элементах допускается выполнять сварными;

стыковые скрепления рельсовых путей опорных кранов равнозначно допускается выполнять:

• сварными, выполненными способом контактной электросварки, многослойной ручной сварки с использованием специальной оснастки или другими видами сварки, обеспечивающими равнопрочное с основным металлом рельса соединение[5];
• разъемными, с использованием накладок, закрепленных на обе стенки рельса посредством болтовых соединений, устанавливаемых поочередно внутрь и наружу колеи, при этом стыки рельсов надземных путей должны быть смещены относительно стыков подкрановых балок не менее, чем на 500 мм.;

тупиковые упоры, устанавливаемые взамен поврежденных, должны быть рассчитанными для аварийной остановки ГПМ, движущегося с минимальной паспортной скоростью и равнопрочными:

• ударного типа, устанавливаемые на надземных рельсовых путях – с подкрановыми строительными конструкциями;
• ударного, безударного и комбинированного типа, устанавливаемые на наземных рельсовых путях – с рельсами и опорными элементами. Тупиковые упоры, устанавливаемые на рельсовые пути башенных и стреловых рельсовых кранов, должны иметь разъемное соединение с рельсом.
Соприкосновение буферов тупиковых упоров, установленных в одном поперечном сечении рельсового пути, с буферами крана должно быть одновременным.

в разъемных соединениях рельсов с железобетонными подкрановыми балками надземных рельсовых путей и монолитным железобетонным основанием наземных рельсовых путей, между подошвой рельса либо промежуточным элементом и сопрягаемой поверхностью балки (основания) должна быть установлена прокладка из материала, препятствующего разрушению наружного слоя бетона. Прокладка, препятствующая появлению усталостных разрушений металла, устанавливается также в соединениях рельсов с металлическими подкрановыми балками в пролетах, где используются мостовые краны грузоподъемностью не более 32 т и группы классификации не менее А7.

2.3. Изменение планово-высотного положения рельсов рельсового пути ГПМ, вызванное его рихтовкой, ремонтом или реконструкцией, не должно приводить к уменьшению минимально допустимых расстояний от установленного на данном пути ГПМ до строительных конструкций, отдельных строений или соседних ГПМ, предусмотренных ФНП.
В случаях, если выполнение указанных в настоящем пункте работ вызывает недопустимое изменение регламентированных расстояний между кабиной управления ГПМ, передвигающегося по надземному крановому пути и посадочной площадкой, устраиваемой для входа в кабину, а также между ГПМ и ремонтными площадками, данные площадки должны быть соответствующим образом доработаны.

[1] имеют приоритет
[2] то же и для наземного пути с линейным опиранием рельса на опорные элементы, в том числе на монолитный ленточный фундамент
[3] Изношенные и поврежденные железнодорожные рельсы допускается, в пределах прочностных характеристик, заменять (с соответствующим переустройством промежуточных скреплений) на рельсы по ГОСТ 4121 либо на изготовленные по другим нормам, не ниже предусмотренных данным стандартом.
[4] Для путей мостовых опорных кранов других групп классификации данный способ крепления рельсов является рекомендуемым.
[5] за исключением температурных стыков и стыков наземных рельсовых путей ГПМ, нахождение в эксплуатации которых предполагается менее 24 месяцев.

Источник