Экспертное обследование, ремонт и техническое обслуживание крана не проводились

На складе готовой продукции лесопильного цеха ООО «Леспромхоз » выполняя погрузо-разгрузочные работы эксплуатировался кран грузоподъемностью 25 тонн в Москве.
По указанию мастера бригада в составе крановщика и двух стропальщиков приступила к погрузке пиломатериалов в железнодорожный полувагон с помощью крана КБ-572, несмотря на то что кран находился в неисправном состоянии и был опломбирован инспектором Госгортехнадзора. В течение рабочей смены краном перемещались пиломатериалы в пачках объемом 4 м3 массой 3,5 т. При очередном подъеме пачки досок массой 0,6 т на высоте 2 м произошло разрушение крепления опорно-поворотного устройства крана и падение поворотной части крана вместе с кабиной.
При падении консоль противовеса ударилась о землю, согнулась, стрела, описав дугу, упала вдоль крановых путей, при этом был травмирован крановщик.
Расследованием установлено, что авария крана произошла по причине разрушения крепления опорно-поворотного устройства. Из 48 болтов крепления ОПУ на кране в момент аварии оставалось 13 (27% общего количества), другие болты или отсутствовали, или были оборваны ранее. В полуокружности крепления ОПУ со стороны стрелы было 4 болта. Из-за нагрузки, создаваемой противовесом, произошел обрыв единственного болта, удерживающего ОПУ со стороны стрелы, и затем  дальнейшие обрывы оставшихся болтов.
Автокран отработал нормативный срок службы. На предприятии не был организован должным образом технический надзор, не проводились экспертное обследование, ремонт и техническое обслуживание кранов, а также нарушались элементарные требования промышленной безопасности.
В целях предупреждения аварий кранов, отработавших нормативные сроки службы, согласно ст. 9.3.21 Правил они должны подвергаться экспертному обследованию (диагностические услуги крана). Порядок проведения экспертизы подъемных сооружений, в т. ч. кранов, определен Положением по проведению экспертизы промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения (РД 10-528-03), и другими нормативными документами.
Деятельность по проведению экспертизы промышленной безопасности в соответствии с Положением включает в себя проведение экспертизы:

• — зданий и сооружений на опасном производственном объекте, на котором используются подъемные сооружения;
• — подъемных сооружений;
• — документации на изготовление, монтаж, реконструкцию, ремонт и эксплуатацию подъемных сооружений, а также проектов производства работ кранами;
• — конструкции вновь изготовляемых подъемных сооружений, приборов, устройств безопасности к ним;
• — подъемных сооружений, находящихся в эксплуатации, на которых проводится техническое диагностирование  (диагностические услуги крана) неразрушающими методами контроля.
• Техническое диагностирование  (диагностические услуги крана) проводится в следующих случаях:
• — по окончании расчетного срока службы;
• — при аварии подъемных сооружений;
• — при выявлении в процессе эксплуатации подъемных сооружений дефектов, вызывающих сомнение в прочности конструкции, или дефектов, причину которых установить затруднительно.

Экспертиза промышленной безопасности проводится экспертными организациями, имеющими статус юридического лица и лицензию Ростехнадзора на осуществление деятельности по проведению экспертизы промышленной безопасности.

Некачественное обследование крана

На лесоскладе для разгрузки древесины из полувагонов воспользовались услугами крана Ивановец грузоподъемностью 25 т. Для подъема пачки круглого леса массой 10,5 т крановщик включил механизмы крана на передвижение и подъем груза, после поднятия пачки леса на высоту 5 м крановщик начал перемещать ее на эстакаду рубильной машины. Когда груз и кабина с крановщиком находились в районе жесткой опоры, раздался сильный треск. Жесткая опора ушла вперед относительно гибкой опоры и деформировалась, кран упал на кабину, которую прижало к штабелю леса.
При этом был смертельно травмирован крановщик. Расследованием установлено, что незадолго до аварии комиссией монтажно-наладочного управления было проведено обследование крана с целью продления срока эксплуатации. Однако это обследование проведено было некачественно, так как при обследовании не проводилась инструментальная проверки состояния кранового пути; не указаны величины местных деформаций несущих металлоконструкций; не подтверждался расчетом фактический режим работы крана; при обследовании не были выявлены трещины в жесткой опоре, которые носили усталостный характер. Кроме того, при эксплуатации крана допускались многочисленные нарушения правил безопасности; при подъеме груза краном на высоту 5 м бревна выпадали и ударялись о стяжки жесткой и гибкой опор крана, деформировали их.

Надежность и работоспособность крана непостоянна

В зависимости от срока службы надежность снижается по мере изнашивания деталей, узлов, механизмов, старения металла и других конструктивных и эксплуатационных факторов.
Анализ отказов узлов металлоконструкций мостовых кранов позволил установить количественные и временные зависимости возникновения повреждений в наиболее нагруженных элементах. Количество дефектов по месту возникновения в крановых ферменных конструкциях следующее: 62% повреждений возникают в местах крепления узловых букс. Преимущественно повреждения появляются после 5 лет эксплуатации, достигая максимального числа к 10 годам эксплуатации. Затем число повреждений уменьшается. Однако число повреждений составляет 51% общего числа повреждений в концевых балках за период эксплуатации от 5 до 15 лет. Повреждение главных балок наблюдается при продолжительности эксплуатации крана от 10 до 15 лет, они менее многочисленные, чем у концевых балок, но составляют 27%. Стенки главных балок в местах крепления к ним различных элементов подвержены разрушению на протяжении двух периодов времени. Первый период составляет 5-10 лет эксплуатации, а второй — 15-20 лет.
Массовый характер (74%) носят повреждения моста на протяжении 15 лет эксплуатации, начиная с 5 лет и до 20. Основными дефектами концевых балок является появление трещин в местах крепления угловых букс. Узел крепления угловых букс — наиболее напряженная часть балки, которая воспринимает вертикальные усилия, возникающие при движении крана. Трещины образуются в криволинейной части перехода от меньшего сечения к большему. Очень часто трещины со сварного шва распространяются на основной металл, они формируются в узлах вырезов, поражая затем основной металл стенки. Образование трещин и разрушение металла начинаются в местах приварки ребра к поясу балки. Затем трещина распространяется на сварной шов соединения стенки с поясом и на основной металл. В большинстве случаев ребра жесткости очаги начального разрушения балки. Трещины возникают в вертикальной стенке на расстоянии 100-150 мм от вертикального пояса в местах установки диафрагм.
Возникновение большого числа трещин в концевых балках и их преждевременное разрушение происходят из-за неудовлетворительного качества сварных работ и конструктивных недостатков крепления узла ходового колеса. В надбуксовой части балка имеет резкое изменение высоты сечения, что представляет собой неудачное конструктивное решение из-за наличия значительных давлений на колесо от массы и динамических нагрузок.

Трещины верхнего пояса главных балок возникают, как правило, в местах установки подтележечного рельса. Наиболее подвержены разрушению пояс под стыком рельса и свободные его кромки. Вызваны они многократным действием в поясе местных напряжений от катковой (двигательной) нагрузки. В результате перераспределения давлений на колеса тележки местные напряжения превосходят расчетные примерно в 1,5-1,8 раза в поперечном и продольном направлениях. Повышению местных напряжений способствуют стыки рельсов, которые устраивают под диафрагмами в нарушение технических требований, а также неплотности и зазоры между поясом и диафрагмами. Зазоры не позволяют осуществить качественную приварку диафрагмы к поясу. Сварные швы быстро разрушаются, создавая условия для распространения трещины в основной металл пояса. В местах резкого изменения поперечного сечения главной балки причинами появления трещин служат высокая концентрация напряжений в местах перегиба пояса сварного шва, образование при сборке щелей и заварка их наплавкой дополнительного металла. В конструкциях, где нижний пояс концевой балки является накладкой для нижнего пояса главной балки, трещины возникают по угловому шву.

Использование крана в тяжелом режиме работы

При эксплуатации кранов  в пределах 6,5-8 тыс. часов возникали трещины или отрывы консольной части в местах соединения с концевой балкой по сварным швам или по телу металла в зоне, граничащей со сварными швами. Возникновение данного отказа может повлечь за собой падение башни крана. Как показали исследования, трещины появились в результате значительных нагрузок переменных величин вследствие использования кранов в более тяжелом режиме работы и допускаемых в отдельных случаях перегрузок крана.

Нарушение режима работы крана

При эксплуатации крана КБ-306 происходили разрушения поворотных балок (флюгеров) ходовой рамы. Причиной отказа было появление трещины по телу основного металла флюгера. Развитие трещины происходило от отверстия крепления втулки в направлениях, перпендикулярных приложению нагрузки. Возникновение и развитие трещин наблюдались в пределах наработок 9-17 тыс. часов нарядного времени работы кранов. Однако не исключена возможность более раннего возникновения отказов.
Одной из причин возникновения трещин может быть также концентрация напряжений по границам отверстий под винты в местах крепления втулок и у отверстий для смазки оси. В связи с трудностями обнаружения отказа развитие трещин может привести к разрушению флюгеров и падению крана. При проверке некоторых кранов МСК 5-20, проработавших более 10 тыс. часов, обнаружены трещины в сварном шве, соединяющем нижний лист поворотной балки со стаканом в узле соединения с центральной рамой. Причина образования трещин нарушение режима работы крана, превышение грузоподъемности.
При эксплуатации стреловых кранов, отработавших нормативный срок службы, трещины в металлоконструкциях и сварных швах появляются вследствие дефектов изготовления, коррозии, ударов при передвижении и монтаже, нарушения требований инструкций и правил безопасности при работе, что наглядно иллюстрируется примерами, приведенными ниже.

Коррозия металлоконструкции крана

В процессе работы автокрана КС-6478 были выявлены трещины в продольных балках поворотной рамы, которые возникли из-за непровара стыкового шва нижних продольных полос поворотной рамы. Вследствие перегрузки превышающую грузоподъемность автокрана КС-6478 на 20% возникла трещина корпуса в поворотной раме вблизи опорно-поворотного круга.
На кране КС-6478 были выявлены случаи поломки кронштейнов грузовой лебедки. Разрушение произошло вместе соединения лебедки со стойкой поворотной рамы и в зоне сварного шва кронштейна. Причины разрушения — дорожная тряска, коррозия, некачественная сварка металлоконструкций, усталость (старение) металла.
Металлоконструкции кранов, находящихся длительное время в эксплуатации, подвергаются коррозии, причем особенно интенсивно при отсутствии должного ухода или при нарушении защитной пленки (окраски). Коррозия уменьшает площадь сечения металла, ухудшает способность его противостоять переменным и динамическим нагрузкам, повышает склонность конструкции к хрупкому разрушению.

Длительный срок эксплуатации крана в тяжелом режиме работы

В цехе ОАО «Мехколонна» краном грузоподъемностью 16 т производилась работа по разгрузке пачек листового металла с автомашины. В процессе подъема груза произошло разрушение и падение главной балки крана пролетом 18 м. До аварии кран эксплуатировался 17 лет. Главные балки были изготовлены с применением сварки в виде главной и вспомогательной ферм. Падение крана вызвало разрушение нижнего пояса главной фермы на расстоянии 8 м от опорной части крана. Причем излом произошел в узле присоединения к поясу раскосов горизонтальной фермы. При исследовании излома было установлено наличие усталостных трещин в элементах сечения фермы. Усталостные трещины обнаружены также в вертикальном листе верхнего пояса. Одна из, них начиналась от нижней кромки листа в сварном шве, другая  в соединении пояса со стенкой.
Из заключения комиссии следует, что авария произошла вследствие усталостного излома металла, вызванного длительным сроком эксплуатации крана в тяжелом режиме работы при отсутствии тщательного надзора за состоянием его металлоконструкции.

Обследование крана отработавшего нормативный срок службы, опасных дефектов не выявила

На строительстве нулевого цикла детского сада работал башенный кран КБ-404 с длиной стрелы 36 ми грузоподъемностью 9,5 т на вылетах соответственно 16-37 м. При сроке службы 10 лет кран проработал 12 лет. В день аварии на строительную площадку прибыла автомашина, груженая панелями. Без получения задания крановщик приступил к разгрузке панелей с автомашины. Разгрузка панелей производилась на вылете стрелы 30 м. Грузоподъемность крана на данном вылете по паспорту 15 т. Масса панели составляла 6,6 т. В момент подъема панели произошел отрыв проушины в местах соединения шпренгельных ферм поворотной платформы, в результате чего произошло падение крана, при этом был травмирован стропальщик. Расследованием установлено, что отрыв проушины произошел по сварным швам. Геометрические размеры сварочных швов приварки проушины не соответствовали требованиям, указанным на сборочном чертеже. На трех швах имело место смещение наплавленного металла на проушину, а на раскосах 2 и 4 практически отсутствовал наплавленный металл. В изломе сварных швов по всей протяженности имелись многочисленные поры, шлаковые включения и непровары в корне шва. Разрушение сварного узла шпренгеля произошло по сварным швам. На изломе отчетливо были видны окислившиеся плоскости старых трещин, сквозные непровары и несплавления значительной протяженности, что говорит о постепенном накоплении разрушений в процессе эксплуатации до критического уровня. Трещины развивались из технологических дефектов, непроваров, несплавлений, различных включений, т. е. от локальных концентраторов напряжений в условиях работы в знакопеременном режиме и возможных перегрузках. Однако комиссия предприятия, проводившая обследование крана, отработавшего нормативный срок службы, опасных дефектов не выявила и дала заключение о возможности эксплуатации крана в течение 5 лет.

Рекомендую также следующие статьи:

• Причины несчастного случая при работе крана вблизи ЛЭП