Control Systems and Computers, N1, 2021, Стаття 7

https://doi.org/10.15407/csc.2021.071

Kruzhnova S.Yu., Fursina A.D. Evaluation of the Reliability of Lifting Cranesmetal Structures. Control Systems and Computers. 2021. №1. С. 70-76.

С.Ю. Кружнова, старший викладач, Національний технічний університет
«Запорізька політехніка», 69002, м. Запоріжжя, вул. Жуковського, 64, Україна,
krulana@mail.ru

А.Д. Фурсіна, кандидат технічних наук, доцент, Національний технічний університет
«Запорізька політехніка», 69002, м. Запоріжжя, вул. Жуковського, 64, Україна,
fursina.anna@gmail.com

ОЦІНКА НАДІЙНОСТІ МЕТАЛОКОНСТРУКЦІЙ
ВАНТАЖОПІДЙОМНИХ КРАНІВ

Вступ. Актуальність досліджень методів подовження залишкового ресурсу зумовлена неухильним зростанням частки обладнання, що відпрацювало призначений термін служби. Задача оцінки залишкового ресурсу експлуатованого об’єкта включає в себе оцінку поточного стану, прогнозування цього стану в майбутньому, оцінку ймовірностей настання відмов, оцінку ризику аварійних ситуацій. На основі цього прогнозу встановлюється гранично-допустимий термін експлуатації обладнання, або призначається термін чергового контролю стану досліджуваного об’єкта.

На цей час при діагностуванні стану металоконструкцій використовується методика, призначенням якої є візуальний огляд, визначення розмірів дефектів, інструментальний контроль тріщин і товщини металу, проведення статичних і динамічних випробувань металоконструкцій.

Мета – зменшити суб’єктивний фактор при прийнятті рішень про можливість подальшої експлуатації крана при черговому обстеженні.

Методи. Зменшення суб’єктивного фактору досягається за рахунок ранжирування факторів пошкоджень і поділу їх на три класи: пошкоджуваність від тривалості експлуатації, прояв пошкодження у вигляді тріщин і деформацій, пошкоджуваність від корозії.

Пошкоджуваність від тривалості експлуатації визначається аналітично з урахуванням наступних факторів: тривалості експлуатації, довжини прольоту, паспортного режиму роботи, реального режиму роботи, періоду роботи в реальному режимі та ін.

Пошкоджуваність у вигляді тріщин і деформацій та пошкоджуваність від корозії визначається з урахуванням кількості пошкоджень та їх ваги (значущості).

Для оцінки взаємозв’язку між параметрами режиму навантаження і швидкістю розвитку тріщини використовується рівняння Періса-Елбера. Визначено ймовірність руйнування конструкції.

Результати. Для визначення коефіцієнтів регресії було розглянуто стан 11 вантажопідйомних кранів і результати їх подальшої експлуатації протягом останніх 10 років. Розрахунковий ресурс задавався в частках від нормативного терміну до першого обстеження (10…20 років). Отримано лінійне рівняння для прогнозу ресурсу, в якому всі коефіцієнти значущі, а коефіцієнт множинної кореляції 0,966 є достатньо великим.

Виконаний розрахунок надійності балки моста крана, при цьому нормативний термін служби кранів мостового типу приймався рівним 25 років. Коефіцієнт інтенсивності зниження межі витривалості прийнятий К = 1,33.

За результатами можна стверджувати, що якщо отриманий залишковий ресурс менше терміну до наступного обстеження, то необхідно провести додаткові дослідження і розрахунки.

Висновок. Розглянуто метод оцінки залишкового ресурсу, що дає можливість прогнозу втрати міцності металоконструкцій в результаті втомного і корозійного пошкодження. Після аналізу результатів розрахунку живучості конструкції приймається рішення про подальшу її експлуатацію. Якщо результати розрахунку Q(t) з урахуванням зміни σ1D за коефіцієнтом варіації перевищують значення довговічності 25 років, то розраховувати живучість недоцільно. Необхідно відзначити, що вже після 12 років експлуатації ймовірність появи втомної тріщини перевищує допустиме значення та виникає необхідність проведення експертизи.

Завантажити повний текст! (англійською)

Ключові слова: металоконструкція, надійність, пошкоджуваність, втомна тріщина, корозія, термін експлуатації, залишковий ресурс.

Надійшла 06.01.2021