Скачать 3.07 Mb.
|
Форма П.9.7
ПРИЛОЖЕНИЕ 10 МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ ВЕРХНЕЙ ЗОНЫ СТЕНКИ СВАРНЫХ БАЛОК КРАНОВЫХ ПУТЕЙ ИНТЕНСИВНОЙ НАГРУЖЕННОСТИ 1. Общие положения 1.1. Методика расчёта распространяется на сварные балки кранового пути для кранов групп режима работы «А7» и «А8», эксплуатируемые на всех промышленных производствах, в том числе поднадзорных Ростехнадзору, отвечающих следующим требованиям: - конструктивная форма: сплошностенчатый двутавр симметричного и несимметричного сечений; - схема опирания: разрезные и неразрезные; - пролёт: 12 м; - марки стали: малоуглеродистые и низколегированные; - время эксплуатации: запроектированные не ранее 1972 г.; - среда эксплуатации: неагрессивная, слабоагрессивная, среднеагрессивная и сильноагрессивная. 1.2. Расчёт повреждаемости и долговечности дополняет и развивает основные положения СНиП II-23-81* в части определения предельных состояний балок кранового пути. 1.3. Представленная методика позволяет, в зависимости от условий эксплуатации и собственных параметров конструкции, с заданной степенью точности прогнозировать: - количество повреждённых балок кранового пути на технологическом участке пролёта; - среднюю суммарную длину, среднее количество, рост максимальной длины усталостных трещин в верхней зоне стенки повреждённой балки кранового пути; - суммарную длину усталостных трещин в ВЗС балок кранового пути по длине технологического участка пролёта; - общее количество усталостных трещин в ВЗС балок кранового пути по длине технологического участка пролета; - среднюю длину УТ в верхней зоне стенки балок; - определять предельно допустимую длину усталостной трещины в верхней зоне стенки; - прогнозировать время до наступления предельного состояния верхней зоны стенки ПБ. 1.4. Методика расчёта повреждаемости и долговечности верхней зоны стенки может быть использована как на стадии проектирования БКП, так и в период их эксплуатации. 1.5. При разработке модели повреждаемости ВЗС использовались классические методы теории надёжности, теории вероятности и математической статистики, а также методика планирования эксперимента, опирающаяся на многофакторный анализ. В основу определения предельно-допустимой трещины положены силовые критерии механики разрушения. 2. Прогнозирование повреждаемости верхней зоны стенки балок кранового пути 2.1. Для прогнозирования повреждаемости БКП, пролёт должен быть предварительно разбит на технологические участки, в соответствии с принятой в цехе технологией производства. Все последующие расчёты осуществляется отдельно по каждому технологическому участку пролёта. 2.2. Исходными данными для прогнозирования являются: - геометрические характеристики БКП; - схема опирания (разрезность балок); - тип и геометрические характеристики применённой направляющей рельса; - характеристики применённой при изготовлении БКП стали; - значения величин отклонения крановых путей в плане от проектного положения, по длине технологического участка пролёта; - значения величин эксцентриситетов кранового рельса относительно оси БКП, по длине технологического участка пролёта; - группа режима работы крана(ов) в соответствии с ГОСТ 25546-82 или ИСО 4301-80; - максимальное нормативное давление колеса крана, количество колес на концевой балке крана и расстояние между ними; - агрессивность среды на технологическом участке пролёта; - продолжительность эксплуатации БКП. 2.3. Параметры, позволяющие контролировать общее техническое состояние БКП, на технологическом участке пролёта прогнозируются с помощью формул: - для расчёта количества повреждённых подкрановых балок, в %: где Т - время эксплуатации БКП (лет); R - группа режима работы крана(ов) в соответствии с ГОСТ 25546-82 или ИСО 4301-80; Р - максимальное нормативное давление колеса крана (кН); Z - агрессивность среды; N - количество колёс на концевой балке крана (шт.); е - оценка математического ожидания эксцентриситета рельса, взятая по модулю (мм); J - суммарный момент инерции кручения верхнего пояса и рельса (см4); U - оценка математического ожидания отклонения фактического расстояния между осями симметрии кранового пути от проектного расстояния, взятая по модулю (мм). Группа режима работы крана (R) и агрессивность среды (Z) являются качественными показателями, поэтому при подсчёте прогнозируемых параметров следует пользоваться таблицей 1. Таблица П.10.1 Вспомогательная таблица для расчёта прогнозируемых параметров
- для расчёта средней суммарной длины усталостных трещин в верхней зоне стенки повреждённой БКП, в мм: (2) - для расчёта среднего количества усталостных трещин в верхней зоне стенки повреждённой БКП, шт.: (3) 2.4. Спрогнозировав параметры χ, μ, ψ, можно дополнительно рассчитать: - суммарную длину УТ в ВЗС БКП на технологическом участке пролёта, в мм: (4) где Qб - общее количество БКП на технологическом участке пролёта, шт. - общее количество УТ в ВЗС БКП на технологическом участке пролёта, шт.: (5) - средняя длина УТ в ВЗС БКП на технологическом участке пролёта, в мм: (6) 2.5. Для прогнозирования роста максимальной длины усталостной трещины в верхней зоне стенки БКП по длине технологического участка пролёта, следует пользоваться формулой: (7) 2.6. Линейные зависимости (1, 2, 3, 7) имеют вид полинома первой степени. Коэффициенты полинома являются частными производными функции отклика к соответствующим переменным. Их геометрический смысл - тангенсы углов наклона гиперплоскости к соответствующей оси. Больший по абсолютной величине коэффициент соответствует большему углу наклона и, следовательно, более существенному изменению прогнозируемого параметра при изменении данного фактора. Чем больше коэффициент, тем сильнее влияет фактор. 2.7. О характере влияния факторов говорят знаки коэффициентов. Знак плюс свидетельствует о том, что с увеличением значения фактора растёт величина прогнозируемого параметра, а при знаке минус убывает. 2.8. С помощью полученных формул можно подсчитать влияние каждого фактора, на величину прогнозируемого параметра. 3. Характеристики трещиностойкости и предельное состояние БКП с усталостной трещиной в верхней зоне стенки 3.1. Характеристики трещиностойкости и предельное состояние БКП с трещинами в ВЗС определяется по кинетической диаграмме усталостного разрушения в координатах (см. рис. 1). КДУР состоит из низко- (1), средне- (2) и высокоамплитудного (3) участков, разделённых характерными точками. Основными характеристиками, определяющими предельное состояние конструкций, являются Kth (ΔKth) и Kfc (ΔKfc), соответствующие вертикальным асимптотам, между которыми заключена КДУР. Дополнительными характеристиками сопротивления развитию трещин в материале являются К1-2 (ΔК1-2) и К2-3 (ΔК2-3), определяющие начало и конец второго среднеамплитудного участка КДУР. 3.2. Кth является пороговым коэффициентом интенсивности напряжений, соответствующий максимальному значению КИН, при котором трещина в балке не развивается на протяжении 107 циклов нагружения и более. Кfc является критическим коэффициентом интенсивности напряжений и соответствует значению КИН, при котором наступает полное разрушение балки. Kth и Kfc являются константами материала, зависящими от температуры, агрессивности среды и других условий испытаний, при этом для многих марок стали их количественные данные приведены в справочниках [2, 3, 4] и других источниках. 3.3. К1-2 и К2-3 соответствуют началу и концу второго среднеамплитудного участка, и могут быть определены по формуле [7]: (8) где A = 0,5 · (Kth + Kfc) - (Kfc - Kth) · 1,65/(3 · n); n = 3 ... 4 - коэффициент уравнения Париса (по справочнику [6]). Рис. П.10.1. Типичная кинетическая диаграмма усталостного разрушения 1, 2, 3 - участки диаграммы. 3.4. Долговечность верхней зоны стенки наиболее нагруженной балки технологического участка пролёта определяется временем Т из формулы (7), после достижения которого: lmax = lg (9) где lmax - прогнозируемая максимальная длина усталостной трещины в верхней зоне стенки БКП технологического участка пролёта (7); lg - предельно-допустимая длина усталостной трещины. (10) где ; J - момент инерции сечения балки; J1 - собственный момент инерции верхней полки; J2 - момент инерции таврового сечения, состоящего из нижней полки и стенки; tw - толщина стенки балки; Q - максимальная поперечная сила, возникающая при проезде крана; ; - относительный безразмерный момент инерции верхнего пояса и рельса при свободном кручении; G - модуль сдвига; D - цилиндрическая жёсткость пластины толщиной t; Мt - местный крутящий момент, приложенный к верхнему поясу балки. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Верхняя зона стенки балки кранового пути - участок стенки, на напряжённое состояние которого существенное влияние оказывают местные воздействия катков крана: локальное давление и местный крутящий момент. Высота верхней зоны стенки составляет (10 ... 15) толщин стенки и включает непосредственно стенку, верхний поясной шов, швы приварки рёбер жёсткости, опорных рёбер и прочих сварных швов приварки дополнительных усиливающих и вспомогательных элементов. Предельно допустимая длина усталостной трещины - длина усталостной трещины, после достижения которой расчётом прогнозируется наступление предельного состояния балки кранового пути. Предельное состояние - состояние конструкции, при котором конструкция перестаёт удовлетворять предъявляемым к ней требованиям. Повреждённая балка кранового пути - балка, в верхней зоне стенки которой в процессе эксплуатации появилась усталостная трещина. ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ БКП - балка кранового пути; ВЗС - верхняя зона стенки; УТ - усталостная трещина; КДУР - кинетическая диаграмма усталостного разрушения; КИН - коэффициент интенсивности напряжений.
Управление технического надзора рассмотрело окончательную редакцию рекомендательного документа «Рекомендации по устройству и безопасной эксплуатации надземных крановых путей» (РД 50:48:0075.03.05) и согласовывает их. Начальник управления В.С. Котельников |
Рекомендации по устройству и безопасной эксплуатации надземных крановых путей разработаны в развитии пб-10-382-00; рд 10-138-97 с... | Об утверждении Руководства по безопасности "Рекомендации по устройству и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов" | ||
Правила устройства и безопасной эксплуатации подъемников (вышек)* устанавливают требования к проектированию, устройству, изготовлению,... | Техническое описание и инструкция по эксплуатации газобаллонного оборудования (гбо) содержат сведения по устройству и эксплуатации... | ||
В целях реализации Положения о Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору, утвержденного Постановлением... | Стропы грузовые общего назначения требования к устройству и безопасной эксплуатации. Рд-10-33-93 | ||
Настоящие правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов устанавливают требования, направленные на обеспечение... | Направить Правила устройства и безопасной эксплуатации подъемников (вышек) на государственную регистрацию в Минюст России | ||
Утвердить "Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов-манипуляторов" | Настоящие Правила разработаны на основе Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов, утвержденных Госгортехнадзором... |
Поиск Главная страница   Заполнение бланков   Бланки   Договоры   Документы    |