книги из ГПНТБ / Коган И.Я. Безопасность работы на башенных кранах

1.Общая характеристика аварий

иполомок кранов

Имеющиеся данные позволяют установить наиболее характерные аварии и поломки ба­ шенных кранов: опрокидывание крана цели­ ком; поломки стрел, колонн и реже опорных частей крана; запрокидывание стрел; сход с рельсов; поломки деталей механизмов, особен­ но механизмов поворота; обрыв канатов; пов­ реждения электрооборудования и электропро­ водки1. Они происходят как во время работыкранов, так и при их монтаже, демонтаже и пе­ ревозке и даже в том случае, если кран не ра­ ботает.

Основными причинами аварий и поломок кранов как у нас, так и за рубежом являются перегрузка, действие ветра, неисправность под­ крановых путей, дефекты изготовления, монта­ жа или ремонта крана, а также нарушения об­ служивающим персоналом правил эксплуата­ ции, монтажа перевозки. Кроме того, во многих случаях поломкам могут способство­ вать повреждения и износ, накапливающиеся в течение длительного времени задолго до воз­ никновения самой поломки.

1 Повреждения последней группы здесь не рассмат­ риваются.

10

Если авария происходит в рабочее время, то очень трудно избежать несчастных случаев, так как в зоне действия крана всегда находят­ ся рабочие.

Усиление ветра делает невозможной работу крана задолго до того, как его скорость достиг­ нет ураганной. В настоящее время можно всег­ да предвидеть приближение урагана. Метеоро­ логическая служба может по крайней .мере за три часа предупредить об усилении ветра (так называемый штормовой прогноз), что вполне достаточно, чтобы закрепить кран противоугон­ ными захватами и вывести рабочих из зоны его возможного падения.

По новым правилам Госгортехнадзора РСФСР на кранах должны бьГть установлены указатели скорости ветра, сигнализирующие о достижении предельной скорости рабочего сос­ тояния.

Обязательным условием является также установка кранов во время перерывов в работе

в таких местах,	чтобы в случае	падения они
не могли задеть	эксплуатируемые	жилые, об­

щественные или административные здания. Если этого нельзя избежать, то должны быть приняты специальные меры: установка расча­ лок, устройство якорей и др.

Несчастные случаи при монтаже и перевоз­ ке крана всегда можно предотвратить, так как постоянное присутствие людей вблизи крана в это время при наличии дистанционного управ­ ления не является обязательным. Зона монта­ жа должна быть хорошо ограждена, чтобы в нее не могли пройти посторонние лица. При перевозке также должны быть приняты меры

ктому, чтобы прохожие не подходили близко

кдвижущемуся крану.

11

Несчастные случаи происходят часто и при полной исправности крана, но вследствие его неправильной установки и по многим другим причинам. Несмотря на то что полная стати­ стика аварий нигде в мире не публикуется, имеющиеся данные позволяют установить сле­ дующее распределение их по группам (эти цифры основаны на рассмотрении случаев, за­

регистрированных		Госгортехнадзором	с	1949
по 1958 г.).
Относительное число (в %) аварий и поло­
мок различных видов:
опрокидывание крана ........................................				52
поломка стрелы		.......................................................		18
повреждение	б а ш н и .................................................			27
сход крана с рельсов...................................................				2
повреждение	м еханизм ов...................................			1
Относительное число (в %) аварий и поло­
мок, вызванных следующими причинами:
п е р е г р у з .....................................................................		правил эксплуатации .	.	52
прочие нарушения				12
неисправность путей . .				9
недостатки проектирования и изготовления			.	8
недостатки	монтажа .			4*
действие ветра .......................................................		•	8	4
п р о ч и е ........................................

Интересно сопоставить приведенные цифры с аналогичными данными по портальным кра­ нам, помещенными в книге Н. И. Ерофеева [1].

Число аварий портальных кранов, вызван­ ных следующими причинами:

п ер егр у з.................................................................	45
действие ветра ..................................................	15
неисправность п у т е й ........................................	12,5

* Фактически число аварий и поломок во время мон­ тажа значительно больше, но они не учитываются Гос­ гортехнадзором.

12

недостатки		м о н т а ж а ........................................ 15						7,5
недостатки		изготовления...................................
нарушение правил эксплуатации.................... 5
Как видно, и в этом случае						основной при­
чиной является			перегруз.	В книге Н. И.				Еро­
феева	указано		большее	число аварий				из-за
действия ветра,			чго вполне		понятно,		так как
портальные		краны работают			на берегу			моря
или на	побережье судоходных					рек, где дуют
сильные ветры.
Следует отметить, что небольшое в среднем
по Союзу		число аварий		башенных			кранов

вследствие ветрового воздействия значительно возрастает на Крайнем Севере и в других районах, где преобладают сильные ветры.

Рассмотрение аварий позволяет та^же дать объективную оценку кранам различных конст­ рукций.

В табл. 1 приведены данные об авариях (за 1949—1958 гг.) с башенными кранами различ­ ных типов.

Как видно из табл, i, относительно большое число аварий происходило с кранами Т-223 и СБК-2.

Кроме того, часты аварии малых кранов

(Т-178, БКСМ-4, БК-2).

Интересно отметить, что аварийность кра­ нов Т-223 в 2,5 раза больше, чем кранов М-3-5-10, имеющих похожую конструкцию. Кран 7-223 имеет постоянную грузоподъем­ ность на всех вылетах, тогда как у крана М-3-5-10 грузоподъемность меняется от 3 до 5 г, т. е., казалось бы, при работе на этом кра­ не чаше возможны перегрузки, однако факти­ чески мы видим обратное. Эго объясняется низким качеством изготовления кранов Т-223.

Аварийность кранов Т-178 в 2—3 раза боль-

13

Т а б л и ц а 1

	Среднего­	Среднего­	Число
Тип крана		довое чис­	аварий
	довой парк	ло аварий	на 1000
	кранов	за 1949—	кранов
		1953 гг.
С К Б - 1 ..............................	3213,5	15,6	4,85
Т -1 7 8 ...................................	387	4,3	11,2
БКСМ -4..............................	408,1	4,3	10,5
БКСМ -5..............................	901	4,7	5,2
БКСМ -2..............................	504,8	3	6
Б К - 2 ...................................	257,9	3,5	13,6
Б К С М -5-5.........................	1001,9	0,4	0,4
БКСМ -1..............................	373	0,6	1,6
Т-163 ...................................	111,7	0,5	4,5
Б К - 1 ........................................	166,9	0,4	2,35
Б К - 1 ,5 ..............................	208,2	0,4	1,4
Б К - 5 ........................................	54,8	0,2	3,65
Б К - 2 1 5 ..................................	148_,5	0,7	4,7
С Б К - 2 ..............................	40,4	0,4	10
Т-223 ...................................	44,9	0,4	9
М -3-5-5..............................	134,8	0,7	5,2
М-3-5-10..............................	11	0,4	3,6
Б К - 3 ...................................	569	0,1	0,18

ше, чем кранов СБК-1, имеющих такую же гру­ зоподъемность, что свидетельствует о не­ достатках конструкции и недостаточной обо­ снованности принятых при его расчете предпосылок. Кран СБК-1, созданный еще в 30-х годах, оказался более надежным.

Данные об авариях за последние пять лет (1959—1964 гг.) не полны. Однако они вновь указывают на повышенную аварийность кра­ нов Т-178.

Мобильные башенные краны, появившиеся за последние годы, оказались более надежны­ ми, чем краны старых типов, которые при каж­ дом демонтаже подвергались разборке. Однако некоторые из них (БК-215, С-391) оказались

14

недостаточно прочными и недостаточно устой­ чивыми из-за чрезмерного облегчения.

Тенденция к недостаточно обоснованному снижению веса наблюдалась и за рубежом, где мобильные башенные краны появились на не­ сколько лет раньше, чем у нас. В период 1955— 1958 гг. в ФРГ и во Франции было много ава­ рий с этими кранами. Это заставило иностран­ ных специалистов повысить требования к прочности и устойчивости, что, судя по литера­ туре, привело к снижению аварийности.

Нужна осторожность и при модернизации существующих кранов. Анализ аварий должен служить основой при решении вопроса о по­ вышении грузоподъемности крана какого-либо типа.

Вряд ли можно признать правильными по­ пытки увеличить грузоподъемность кранов БК.СМ-4 и БК-2, аварийность которых, судя по табл. 1, сравнительно высока.

Данные обследования работы модернизи­ рованных кранов СБК.-1, приведенные в 1962 г. в Киеве Московским инженерно-экономиче­ скиминститутом, показали, что увеличение грузоподъемности с 1,5 до 3 г привело, несмот­ ря на усиление конструкций, к резкому сокра­ щению сроков службы узлов крана. В целом по крану затраты на ремонт возросли в 4 ра­ за, а по отдельным узлам в 5—10 раз.2

2. Статическая перегрузка кранов

По имеющимся сведениям у нас и за рубе­ жом большинство аварий происходит из-за перегрузки, т. е. из-за возрастания внешних эксплуатационных нагрузок, от веса поднима-

емого груза и динамических воздействий, выше принятых в расчете значений.

Собственный вес крана, очевидно, возрас­ тать значительно не может. Он может быть выше номинального значения на 5—10% за счет использования при изготовлении крана профилей большей толщины, оставаясь в даль­ нейшем во время эксплуатации без изменения.

Иногда возможны случаи недогрузки бал­ ласта, которые будут рассмотрены отдельно.

Возрастание статической нагрузки на кране наиболее опасно, так как в отличие от динами­ ческой она действует длительно и скорее может привести к опрокидыванию крана или его по­ ломке.

Статическая перегрузка может происходить по следующим причинам:

1)подъем груза, вес которого превышает допустимый при данном вылете стрелы;

2)увеличение вылета сверх допустимого для поднятого груза вследствие опускания стрелы, перемещения грузовой тележки или оттяжки грузовых канатов;

3)попытка подъема груза, значительно превышающего грузоподъемность крана;

4)захват и попытка подъема груза, при­ мерзшего, засыпанного землей, мусором и т. д.

Кпоследней группе относятся случаи: отры­ ва краном БК-2 железобетонной плиты от дна пропарочной камеры, имевшего место в 1956 г.; подъема краном БКСМ-3-5-10 в 1955 г. крыш­ ки пропарочной камеры плошадью 46,75 м2, находившейся под действием дополнительной нагрузки от вакуума в камере, образовавшего­

ся от конденсации пара; подъем краном БКСМ-10 в 1954 т. шита опалубки с приспособ­ лением для электроподогрева, один из элек-

16

тродов которого оказался забетонированным. Все эти случаи привели к поломке стрелы.

Данные об авариях, зарегистрированные в период 1949—1958 гг., указывают на то, что случаи статической перегрузки распределялись по указанным выше причинам следующим об­ разом (в %):

повышение номинальнойгрузоподъемности .			85
увеличение вылета сверх допустимого для(			3
поднятого г р у за .....	. . . .	веса . . .
попытка отрыва грузабольшого			6
попытка отрыва примерзшего или засыпанного
груза, задевание крюком за посторонние			6
предметы .............................................................

Таким образом, в большинстве случаев пе­ регрузка была вследствие подъема грузов, вес которых превышал грузоподъемность крана.

Очень редко перегрузка вызывалась увели­ чением вылета стрелы. Последнее объясняется тем, что в рассмотренный период наличный парк состоял в основном из кранов типа СБК-1, не имевших маневрового изменения вы­ лета, и кранов с постоянной на всех вылетах грузоподъемностью.

Перегрузка часто возникает при спаренной работе кранов; если не применяются специаль­ ные траверсы, то нагрузка может передаться полностью на один кран. Кроме того, может возникнуть опасность отклонения грузовых ка­ натов от вертикали. Такой случай, имевший место в 1951 г., привел к поломке стрелы крана СБК-1, производившего вместе с другим ана­ логичным краном подъем груза весом 3,5 т при вылете стрелы 10 м.

Небольшая статическая перегрузка сама по себе не приводит к поломкам и авариям. Обыч­ но они происходят или при большой перегруз-

2—2553

Г ОС. 1 . У Б Ж . Ч .. А Я

I НАУ Ч Н О -ТЕ Х Н И Ч Е Г .К Д Я

ке (свыше 50%), или при совместном воздей­ ствии перегрузки и других причин (недогрузка балласта, неисправность путей, некачествен­ ный ремонт, ветер и т. д.). Часто перегрузка не сразу вызывает поломку, а только после по­ ворота стрелы или передвижения крана, т. е. при дополнительном воздействии динамиче­

ских нагрузок.

Кроме того, если стрела вначале была уста­ новлена по диагонали основания, то перегруз­ ка не вызовет опрокидывания, пока стрела не станет в положение, когда устойчивость явля­ ется наименьшей. Для башни крана с поворот­ ным оголовком наиболее опасным является мо­ мент прохождения перегруженной стрелы над

одной из ее стоек.

Этим объясняются различные последствия перегрузки, которая может привести как к по­ ломке стрелы, так и к поломке башни или оп­

рокидыванию крана в целом.

Перегрузка рассматривается как грубое нарушение правил эксплуатации. Однако ма­ шинист крана не всегда бывает виноват. Часто электросеть, питающая кран, не обладает до­ статочной мощностью и во время работы на­ блюдается сильное (на 20—30%) падение на­ пряжения. При этом резко увеличивается ток и защита срабатывает уже при подъеме^грузов, вес которых не превышает номинальной грузо­ подъемности. Очень часто для обеспечения ра^- боты в таких условиях защиту, а вместе с ней и ограничитель грузоподъемности закорачива­ ют или заклинивают катушку контактора (рис. 1), что совершенно недопустимо.

По этой причине, например, в Харькове во время работы крана БКСМ-2 с отключенными приборами безопасности и заклиненным глав-

18