Импульсный эхо-метод позволяет решать следующие задачи дефектоскопии:

1. Обнаружение и определение координат дефектов, представляющих собой нарушения сплошности и расположенных как на поверхности, так и внутри металлических и неметаллических изделиях и в сварных соединениях.

2. Определение размеров дефектов и изделий.

3. Обнаружение зон крупнозернистости в металлических изделиях и заготовках.

Аппаратура, реализующая данный метод, позволяет определить характер дефектов, идентифицировать их по размерам, формам, ориентации.

10.2.1 Характеристики

К основным характеристикам метода относятся: чувствительность, максимальная глубина прозвучивания, минимальная глубина ("мертвая" зона), разрешающая способность, точность измерения расстояния, производительность контроля[4].

Под чувствительностью понимают минимальный размер дефекта, находящийся на максимальной глубине и четко регистрируемый прибором. Количественно ее определяют порогом чувствительности. Для эхо-метода - это минимальная площадь искусственного дефекта типа плоскодонного отверстия, который обнаруживается при контроле. Ее можно определить по отражателям другого типа, выполняя пересчет на площадь плоскодонного отверстия по формулам акустического тракта. Порог чувствительности ограничивается двумя главными факторами: чувствительностью аппаратуры и уровнем помех. В зависимости от структуры материала будет и изменяться порог чувствительности.

Максимальная глубина прозвучивания определяется максимальным расстоянием от дефекта (отражателя) заданного размера, на котором он уверенно выявляется. Она ограничивается условием, чтобы сигнал от дефекта был больше минимального сигнала, регистрируемого прибором и уровня помех. Она также определяется параметрами аппаратуры. В технических характеристиках прибора в качестве максимальной глубины прозвучивания указывают максимальную длительность развертки дефектоскопа. Достижение максимальной глубины прозвучивания ограничивается теми же факторами, которые препятствуют повышению чувствительности.

Минимальная глубина или "мертвая" зона - минимальное расстояние от преобразователя или от поверхности изделия до дефекта, на котором он четко выявляется не сливаясь с зондирующим импульсом или импульсом от поверхности ввода ультразвука.

Разрешающая способность - минимальное расстояние между двумя одинаковыми дефектами, при котором они регистрируются раздельно. Различают лучевую и фронтальную разрешающую способности метода.

Лучевая разрешающая способность - минимальное расстояние в лучевом направлении, при котором сигналы от дефектов видны на экране как два раздельных импульса. Фронтальная разрешающая способность по перемещению - минимальное расстояние между дефектами в направлении перпендикулярном лучевому.

Точность измерения расстояния до дефекта определяется погрешностью в % от измеряемой величины.

Производительность контроля определяется шагом и скоростью сканирования (перемещения) преобразователя. При оценке времени контроля учитывается и время на исследование дефекта.

10.2.2 Условия выявления дефектов при эхо-импульсном методе

Для обеспечения надежного выявления дефектов необходимо выполнение двух условий:

1. Сигнал от дефекта должен превосходить минимальный сигнал, регистрируемый регистратором прибора:

(2.2.1)

2. Сигнал от дефекта должен быть больше сигнала помех:

(2.2.2)

10.2.3 Условия получения максимального сигнала от дефекта

Для оптимального выполнения первого условия выявления дефекта величина должна иметь максимальное значение. Где V_д - сигнал от дефекта, а V₀ - сигнал посылаемый преобразователем.

Также, зачастую от правильного выбора частоты ультразвуковых колебаний зависит мощность получения сигнала от дефекта, и как следствие, точность определения дефекта. Можно сказать, что частота является одним из главных параметров, от выбора которых зависит выявление. Остановимся подробно на её выборе. Как известно, частота зависит от коэффициента затухания. Для большинства материалов в диапазоне частот, применяемых в дефектоскопии, эта зависимость приближенно выражается формулой:

(2.3.1)

где и - коэффициенты, не зависящие от частоты.

Первый член связан с поглощением, второй - с рассеянием ультразвука мелкими зернами (кристаллитами) металла.

При малых расстояниях от преобразователя до дефекта влияние затухания ультразвука невелико, поэтому в ближней зоне целесообразно применение высоких частот. В дальней зоне затухание имеет очень большое значение для рационального выбора частоты.

Оптимальная частота ультразвуковых колебаний определяется формулой

(2.3.2)

где

С₁ - коэффициент, связанный с поглощением ультразвука

r - расстояние от преобразователя ультразвуковых волн до дефекта

для мелкозернистых материалов. А для крупнозернистых оптимальная частота находится по формуле:

(2.3.3)

Где С₂ в зависимости от соотношения л и равна или (где - средний диаметр кристаллита)

r - расстояние от преобразователя ультразвуковых волн до дефекта

Таким образом, в обоих случаях с увеличением толщины изделия следует понижать частоту.

10.2.4 Виды помех, появляющихся при эхо-методе

При ультразвуковой дефектоскопии материалов и изделий, как и при других видов дефектоскопии наблюдается помехи. Их делят на несколько видов:

- помехи усилителя дефектоскопа. Эти помехи препятствуют беспредельному увеличению коэффициента усиления приемного тракта дефектоскопа и определяют граничное значение регистрируемого прибором сигнала ;

- шумы преобразователя, возникающие при его работе по совмещенной схеме. Непосредственно после излучения зондирующего импульса чувствительность усилителя резко ослабляется в связи с сильным динамическим воздействием на него мощного сигнала генератора. Вследствие этого в указанной зоне резко возрастает граничное значение регистрируемого прибором сигнала . наличие многократных отражений в протекторе, призме преобразователя, контактной жидкости создает помехи, затягивающие действие зондирующего импульса. Эти помехи быстро исчезают;

- ложные сигналы, возникающие в результате отражения от выступов или выточек и других неровностей поверхности. Эти помехи мешают выявлению дефектов на отдельных участках объекта контроля;

- помехи, связанные с рассеянием ультразвука на структурных неоднородностях, зернах материала, т.е. структурной реверберацией. Сигналы от неоднородностей в зависимости от фазы ослабляют или усиливают друг друга. Они носят статистический характер.

Если дефект находиться в дальней зоне, то для улучшения выявляемости дефекта в дальней зоне целесообразно увеличивать размеры преобразователя. При увеличении диаметра преобразователя улучшается направленность излучения, однако граница ближней зоны удаляется от преобразователя и при дефект попадает в ближнюю зону. В ближней зоне увеличение диаметра преобразователя оказывает отрицательное влияние на отношение сигнал-шум, приводит к ухудшению направленности преобразователя.

Одним из путей устранения указанных явлений является применение фокусирующих преобразователей.

10.2.5 Разрешающая способность эхо-метода

Как уже говорилось ранее разрешающая способность эхо-метода - минимальное расстояние между двумя одинаковыми дефектами, при котором эти дефекты фиксируются раздельно. Различают лучевую и фронтальную разрешающую способности. Первую определяют минимальным расстоянием Дr между двумя раздельно выявленными дефектами, расположенными в направлении хода лучей вдоль акустической оси преобразователя. Фронтальную разрешающую способность определяют минимальным расстоянием Дl между одинаковыми по величине точечными раздельно выявляемыми дефектами, залегающими на одной глубине.

Всецело, разрешающая способность определяет возможность метода судить о форме объекта отражения. О характеристике дефекта судят также по фактуре его поверхности благодаря разной степени рассеяния на ней волн.

Немного познакомимся с лучевой и фронтальной разрешающей способностью:

1. Достижение максимальной лучевой разрешающей способности ограничивается теми же факторами, что и достижение минимальной "мертвой" зоны. Сигнал от дефекта, расположенного ближе к преобразователю, действует подобно зондирующему импульсу и мешает выявлению дефекта, импульс которого приходит позднее.

Конечная величина лучевой разрешающей способности мешает иногда выявлению дефектов вблизи противоположной поверхности изделия на фоне интенсивного донного сигнала. В связи с этим у противоположной поверхности изделия имеется неконтролируемая зона (ее также иногда называют "мертвой"), величина которой, однако, в 2 - 3 раза меньше минимальной глубины прозвучивания.

Рисунок 3 - К оценке фронтальной разрешающей способности

Основным средством повышения лучевой разрешающей способности служит уменьшение длительности импульса. При контроле изделий большой толщины иногда бывает трудно разделить на экране два близко расположенных импульса. Это ограничение устраняют введением задержанной развертки.

2. Для теоретической оценки фронтальной разрешающей способности рассчитывают амплитуду эхо-сигнала от двух одинаковых точечных дефектов, залегающих на глубине r и расположенных на расстоянии Д1 друг от друга. На рисунке 3 показаны соответствующие графики. Обращает на себя внимание появление дополнительного (центрального) максимума, соответствующего положению преобразователя посередине между отражателями. В этом случае эхо-сигналы от обоих отражателей приходят к преобразователю в одно время и взаимно усиливаются.

Таким образом, для улучшения разрешающей способности в дальней зоне следует улучшать направленность преобразователя путем увеличения его диаметра и частоты. В ближней зоне целесообразно применение фокусирующих преобразователей. При контроле наклонным преобразователем фронтальную разрешающую способность определяют по двум дефектам, расположенным на одной глубине, а не вдоль фронта волны.

10.2.6 Определение образа выявленного дефекта

Целью НК является не только обнаружение дефектов, но и распознавание их образа для оценки потенциальной опасности дефекта. Методы визуального представления дефектов эффективны, когда размеры объектов (дефекта в целом или его фрагментов) существенно превышают длину волны УЗК, Кроме того, эти методы требуют применения довольно сложной аппаратуры. Вот некоторые из методов определения образа дефекта.

Обегание дефекта волнами [3]. Падающая волна возбуждает волны различного типа, распространяющиеся вдоль поверхности дефекта. Например, когда на округлый дефект (цилиндр) падает поперечная волна Т (рисунок 4), возникают головные продольные волны L, головные поперечные и квазирэлеевские волны. Последние две волны практически неотличимы по скорости и показаны как волна R. Скорость распространения этих волн зависит от диаметра цилиндра и расстояния от его поверхности.

Рисунок 4 - Обегание дефекта волнами

Волны L и R порождают боковые поперечные волны и быстро затухают. Боковые поперечные волны могут быть обнаружены различными способами и использованы для оценки формы и размера дефекта.

Условная ширина ?Хд и протяженность ?Lд дефекта определяются расстояниями между такими крайними положениями преобразователя, в которых амплитуда эхо-сигнала от дефекта уменьшается до определенного уровня.

Условная высота ?Hд дефекта определяется как разность показаний глубиномера в положениях преобразователя, расстояние между которыми равно условной ширине дефекта. Условные размеры дефектов измеряются двумя способами. При первом способе крайними положениями преобразователя считают такие, в которых, амплитуда эхо-сигнала от выявленного дефекта уменьшается до значения, составляющего определенную часть (обычно 1/2) от максимальной. При втором способе крайними положениями преобразователя считают такие, в которых амплитуда эхо-сигнала достигает величины, соответствующей минимальному регистрируемому дефектоскопом значению.



10.2.7 Ультразвуковой эхо-импульсный дефектоскоп

Ультразвуковой эхо-дефектоскоп - это прибор, предназначенный для обнаружения несплошностей и неоднородностей в изделии, определения их координат, размеров и характера путем излучения импульсов ультразвуковых колебаний, приема и регистрации отраженных от неоднородностей эхо-сигналов. Рассмотрим его составляющие[8].

На рисунке 5 приведена принципиальная схема импульсного ультразвукового дефектоскопа. Генератор радиоимпульсов 3 возбуждает, пьезопластину передающей искательной головки 1. Ультразвуковые колебания распространяются в контролируемой детали, отражаются от ее противоположной стенки ("донный сигнал") и попадают на пьезопластину приемной искательной головки 2. Отраженные ультразвуковые колебания возбуждают колебания пьезопластины приемной искательной головки 2. При этом на гранях пьезопластины возникает переменное напряжение, которое детектируется и усиливается в усилителе 4, а затем поступает на вертикальные отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) 5 осциллографа. Одновременно генератор горизонтальной развертки 6 подает пилообразное напряжение на горизонтальные отклоняющие пластины ЭЛТ 5. Генератор радиоимпульсов 3 возбуждает пьезопластину передающей искательной головки 1 короткими импульсами, между которыми получаются продолжительные паузы.

Рисунок 5 - Блок схема импульсного ультразвукового дефектоскопа

Это позволяет четко различать на экране ЭЛТ 5 сигнал начального (зондирующего) импульса I, сигнал от дефекта III и донный сигнал II. При отсутствии дефекта в контролируемом участке детали на экране осциллографа импульс III будет отсутствовать. Перемещая передающую и приемную искательные головки по поверхности контролируемой детали, обнаруживают дефекты и определяют их местоположение. В некоторых конструкциях ультразвуковых дефектоскопов имеется только одна совмещенная искательная головка, которая используется как для передачи, так и для приема ультразвуковых колебаний. Места прилегания искательных головок к контролируемой детали смазывается тонким слоем трансформаторного масла или вазелина для обеспечения непрерывного акустического контакта искательных головок с поверхностью контролируемого изделия.



11. Разработка технологии производства перегрузочных работ

Рельсовые перегружатели являются оборудованием исключительно зоны складирования. Они используются в сочетании с тягачами-трейлерами (или, реже, с автоконтейнеровозами), осуществляющими перевозку между зоной складирования и причальной зоной, складом комплектации и прочие терминальные операции. Тягачи передвигаются по специальным транспортным коридорам, обычно под консолью вне колеи портала. Сам перегружатель перемещает контейнеры к штабелю и от него, а также перемещает контейнеры в штабеле при выборке нужного. Контейнерный перегружатель установлен на контейнерном терминале. Площадка имеет склад, железнодорожные и автомобильные пути. На территорию терминала подаются контейнеры на платформах. Контейнер захватывается спредером. Включается механизм подъема перегружателя на подъем, далее включается механизм передвижения тележки. Груз совершает перемещение вдоль моста крана к концу пролета, под которым находится местный транспорт терминала. По завершении необходимого перемещения до продольной оси транспорта (края пролета) выключается механизм передвижения тележки. Механизм подъема совершается опускание груза на трейлер, после чего производят отпуск. Затем включается одновременно механизмы передвижения тележки и перегружателя. Кран перемещается к следующей платформе, а тележка в исходное положение под платформой и операция начинается заново.

Характеристика перегрузочного оборудования:

Козловой контейнерный перегружатель грузоподъемностью 40 тонн.

Пролет - 25 м

Вылет консоли - 10м

Скорость подъема груза -0,6м/с

Скорость передвижение тележки -1м/с

Скорость передвижения крана - 1,5м/с

Характеристика груза:

Контейнер - крупнотоннажный 40-футовый с угловыми фитингами

Обозначение типоразмера - 1А

Масса брутто, т - R_ном=30т

R_макс=30,48т

Внутренний объем - 61,3 м³

Размеры, мм

наружние

- длина - 12192

- ширина - 2438

- высота - 2438

внутренние

- длина - 11988

- ширина - 2330

- высота - 2197

Размеры дверных проемов, мм

- ширина - 2286

- высота - 2134

Варианты: Вагон-Склад; Склад-Автомобиль

11.1 Подвижной состав

Железнодорожный транспорт.

Контейнеры устанавливаются на специализированные платформы для перевозки крупнотоннажных контейнеров так, чтобы упорные головки, расположенные на платформах и предварительно приведенные в рабочее (вертикальное) положение, вошли в отверстия фитингов, расположенные снизу контейнеров. После установки контейнеров необходимо проверить правильность расположения упорных головок в рабочем положении.



Таблица 11.1.1 - Параметры железнодорожной платформы

Номер проекта	470.00.000-4
Технические условия	ТУ 24-5-317-76
Модель вагона	13-470
Тип вагона	946
Изготовитель	Аб ВЗ
Грузоподъемность, т	60
Масса тары вагона, т	22
Нагрузка: статическая осевая, кН(тс)	205,0(20,5)
погонная, кН/м(тс/м)	41,8(4,18)
Скорость конструкционная, км/ч	120
Габарит	0-ВМ(01-Т)
База вагона, мм	14720
Длина, мм: по осям сцепления автосцепок	19620
по концевым балкам рамы	18400
Ширина максимальная, мм	2500
Высота от уровня верха головок рельсов, мм: максимальная	1365
до уровня пола	1275
Количество осей, шт.	4
Модель 2-осной тележки	18-100
Наличие переходной площадки	нет
Наличие стояночного тормоза	есть
Площадь, мІ	46
Удельная площадь, мІ/т	0,77
Количество упоров для крепления контейнеров, шт.: опрокидывающихся	20
стационарных	4
Год постановки на серийное производство	1976
Возможность установки буфера	нет

Рисунок 11.1.1 - Железнодорожная платформа

Автомобильный транспорт

Полуприцеп СЗАП-99051, позволяет перевозить все типы большегрузных контейнеров 20 ft, 40 ft

Таблица 11.1.2. -Технические характеристики прицепа:

Масса, (кг): - перевозимого груза - снаряженного полуприцепа - полная	32000 5500 37500
Габаритные размеры, (мм): - длина - ширина - высота	12650 2500 1220
База, (мм)	6210+1310+1310
Колея, (мм)	2000
Дорожный просвет, (мм)	378

Рисунок 11.1.2. - Полуприцеп

11.2 Грузозахватное приспособление для козлового контейнерного перегружателя

Спредеры фиксированной длины поворотные

Размеры контейнера	40-ft контейнер
Грузоподъёмность (т)	30,5
Краткое описание	Автоматический электрический

Поворотные автоматические спредеры имеют собственное устройство вращения и могут быть применены на контейнерных козловых и мостовых кранах. Зацепление/отцепление контейнера осуществляется по команде оператора из кабины.

11.3 Технология перегрузочных работ

Вариант: Вагон - Склад

Технологическая схема: Вагон - перегружатель (автоматический захват)- склад

Описание технологического процесса по операциям:

1. Вагонная

2. Внутрипортовая

3. Складская

Вагонная - перегружателем развернуть автоматический захват в положение, удобное для захвата контейнера на высоте 300-400 мм над контейнером. Опустить спредер на контейнер таким образом, чтобы штыки спредера вошли в отверстия верхних фитингов контейнера и произвести захват груза с последующим подъемом. При подъеме контейнер должен быть сначала приподнят на высоту 0, 3м для проверки правильности захвата груза и надежности действия тормозов.

Внутрипортовая - ход с грузом (выполняется перемещение перегружателем контейнера на склад).

Складская - при опускании контейнера перегружателем на высоте 300-400 мм над местом установки развернуть контейнер в положение, удобное для установки, опустить и произвести отдачу груза на склад (таким образом, чтобы штыки спредера вышли из отверстий фитингов контейнера).

Вариант: Склад - Автомобиль

Технологическая схема: Склад - перегружатель (автоматический захват) - автомобиль

Описание технологического процесса по операциям:

Складская

Внутрипортовая

Автомобильная

Складская операция - перегружателем развернуть автоматический захват в положение, удобное для захвата контейнера на высоте 300-400 мм над контейнером. Опустить спредер на контейнер таким образом, чтобы штыки спредера вошли в отверстия верхних фитингов контейнера и произвести захват груза с последующим подъемом. При подъеме контейнер должен быть сначала приподнят на высоту 0, 3м для проверки правильности захвата груза и надежности действия тормозов.

Внутрипортовая - ход с грузом (выполняется перемещение перегружателем контейнера в зону загрузки автотранспорта).

Автомобильная операция - при опускании контейнера перегружателем на высоте 300-400 мм над местом установки развернуть контейнер в положение, удобное для установки, опустить и произвести отдачу груза на трейлер (таким образом, чтобы штыки спредера вышли из отверстий фитингов контейнера).



11.4 Схема механизации

Складирование производим под пролетом перегружателя в 3 яруса. Под консолями перегружателя организуем зону загрузки автомобилей и выгрузки вагонов.

Расстояние от головки рельса до склада - не менее 1,5 м.

При размещении крупнотоннажных контейнеров с применением спредера по их периметру оставляются технологические зазоры ? 0,4м [17].

В темное время суток зона производства перегрузочных работ должна быть освещена в соответствии с действующими санитарными нормами.

Под кареткой причального контейнерного перегружателя имеется прожектор, который перемещается вместе с тележкой и управляется из кабины оператора. Прожектор должен быть выбран с учетом того, что он должен освещать груз и зону безопасности (по 5 м по периметру груза).

На складе организуем освещение на вышках по всей площади склада таким образом, чтобы весь склад был освещен в соответствии с действующими нормами.



12. Технико - экономический анализ

Оценка капиталовложений

Приведем цены на гидрооборудование козлового контейнерного перегружателя грузоподъемностью 40 тонн:

[http://www.pulscen.ru/predl/equipment/particular/hydraulics]

Гидромотор МРФ - 7000 / 25М1 - 300 000 рублей.

Гидромотор МРФ - 1600 / 25М1 - 160 000 рублей.

Гидромотор МРФ - 1800 / 25М1 - 170 000 рублей.

Насос НАД 250 / 35 - 95 000 рублей.

Насос НАД 125 / 35 - 75 500 рублей.

Предохранительный клапан 32-32-2-131 - 1600 рублей.

Подпорный клапан ПГ54-32М - 1400 рублей.

Обратный клапан 20-32-1-11, 20-32-1-11 - 1500 рублей.

Гидрозамок М2КУ / 20 / 32 - 2000 рублей.

Гидрозамок М2КУ 32 / 32 - 3100 рублей.

Аккумулятор АРМ - 100.32. - 4080 рублей.

Дроссель ПГ - 77 - 12 - 1900 рублей.

Регулятор расхода МПГ 55 / 13А - 1700 рублей.

Регулятор расхода МПГ 55 / 14 - 1700 рублей.

Регулятор расхода МПГ 55 / 15 - 1700 рублей.

Распределитель Р202 АЛ45МР3Н - 12 500 рублей.

Распределитель Р203 АЕ514АМР3Н - 24 450 рублей.

Распределитель Р122 AF514AMP3H - 35 000 рублей.

Делитель потока МГП 160 - 1310 рублей.

Реле давления ВПГ62 - 11 - 805 рублей.

Напорный золотник РН - 323 - 12 500 рублей.

Напорный золотник АГ 573 - 4400 рублей.

Фильтр напорный ГОСТ18026-80 D32 - 3950 рублей.

Стоимость трубопроводов примем 10% от общей стоимости гидроаппаратуры.

Общая стоимость гидропривода механизмов козлового крана:

=1 731 680 рублей.

Приведем цены на электрооборудование контейнерного перегружателя грузоподъемностью 40 тонн.

Электродвигатель MTH 611 - 10 - 210 500 рублей.

Электродвигатель MTF 412 - 6 - 90 000 рублей.

Электродвигатель MTF 311 - 6 - 80 000 рублей.

Редуктор Ц2 - 750 - 250 000 рублей.

Редуктор ВКУ -965 - 200 000 рублей.

Редуктор ВКУ - 765 - 190 000 рублей.

Тормоз ТКГ - 500 - 30 000 рублей.

Тормоз ТТ - 400 - 18 000 рублей.

Тормоз ТТ - 400 - 18 000 рублей.

Муфты: МУВП - 1000 - 13 000 рублей.

МУВП - 500 - 10 000 рублей.

МУВП - 710 - 11 000 рублей.

Общая стоимость электропривода механизмов козлового контейнерного перегружателя:

= 2 213 500 рублей.

Капиталовложение в подъемно - транспортное оборудование определяют в зависимости от его количества, типа, сроков службы и стоимости машины.

,

Где капиталовложение в i-ю машину,

коэффициент приведения равномерных затрат к началу расчетного срока.

,

Е = 0,15 - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений.

По оценке срока службы козловых контейнерных перегружателей примем, что уменьшение динамических нагрузок на металлоконструкцию крана увеличит срок его службы на 5 лет, так как основанием запрещения эксплуатации крана является состояние его металлоконструкции. Однако, главным критерием оценки гидрофицированного крана является его более высокая надежность по сравнению с кранами имеющими электропривод механизмов.

Расчет коэффициентов приведения равномерных затрат.

Перегружатель с электроприводом:

Перегружатель с гидроприводом:

Расчет капиталовложений в перегружатель:

Перегружатель с электроприводом

руб.

Перегружатель с гидроприводом

руб.

Оценка эксплуатационных расходов:

Расходы на электроэнергию:

, где

коэффициент использования мощности двигателя;

коэффициент одновременной работы двигателей, принимаемый для машин периодического действия при перегрузке грузов;

руб. - стоимость 1 энергии по тарифу для промышленных предприятий по одноставочному тарифу;

ч./год - продолжительность работы машины за расчетный период;

- суммарная мощность основных электродвигателей машины, кВт;

кВт - для гидрофицированного крана;кВт - для модернизируемого крана с электроприводом;

руб./год

руб./год

Вывод: проанализировав и сравнив результаты экономических показателей для козлового контейнерного перегружателя с электроприводом и такого же перегружателя с гидроприводом, делаю вывод, что перегружатель с гидроприводом выходит более выгодным по капитальным вложениям, а также по эксплуатационным расходам, а именно по расходам на электроэнергию - абсолютная эффективность.



13. Экспертиза промышленной безопасности

Процент техногенных катастроф в мире неуклонно растет, несмотря на ужесточающиеся экологические ограничения и технологические нормативы пополняющиеся все новыми стандартами безопасности. Причина этого кроется не только в устаревании технической базы промышленности или в желании некоторых собственников сэкономить на мониторинге угроз, намного более частой причиной различных аварий является элементарная неосведомленность собственника о износе оборудования, зданий, сооружений или любых других составляющих материально-технической базы предприятия.

Казалось бы, как такое возможно, ведь с этим оборудованием ежедневно работает соответствующий персонал, техническое состояние зданий и сооружений тоже находится в постоянном поле зрения, да и сервисное обслуживание производится регулярно. Между тем, крупное оборудование вроде стрелового крана, доменной печи или участка магистрального трубопровода, хоть и находится у всех на виду, но дать точное заключение о их технической исправности неспециалисту крайне затруднительно.

Исправное состояние (ГОСТ 27.002-89) - это состояние крана, при котором он соответствует всем требованиям нормативных и конструкторских (проектных) документов.

Для того, чтобы получить точное заключение необходима экспертиза промышленной безопасности.

Экспертиза промышленной безопасности (РД 10-528-03) - это оценка соответствия объекта экспертизы предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности, результатом которого является заключение. Она производится группой специалистов, которые оценивают состояние тех или иных материально-технических средств и выносят на основании этого заключение о технической безопасности оборудования, коммуникаций, зданий и сооружений.

Серьёзной проблемой крупных промышленных комплексов является неизбежная выработка проектного ресурса оборудования, дальнейшая эксплуатация которого может привести к крупной аварии и, даже, к техногенной катастрофе.

Ресурс (ИСО 11994) - это суммарная наработка изделия от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

Немаловажную роль при решении этой задачи играет вопрос проведения экспертизы промышленной безопасности на опасных производственных объектах. Повышение качества экспертизы является основой выхода на научно обоснованный прогноз безопасности таких объектов, что позволит повысить эффективность превентивных мер по предупреждению аварийности и травматизма.

Качество проведения экспертизы зависит от многих факторов. В качестве основных можно выделить:

- выполнение лицензионных требований;

- своевременность проведения экспертизы;

- правильность оценки объёма работ и совокупности объектов проведения экспертизы;

- организация проведения экспертизы;

- компетентность, уровень квалификации и правильный подбор состава экспертной группы;

- полнота и точность проведения инструментального контроля, использование современного контрольно-диагностического оборудования при проведении экспертизы;

- полнота использования действующих нормативно-технических документов при проведении экспертизы;

- правильность оформления заключения экспертизы.

Экспертиза промышленной безопасности (экспертиза) проводится в соответствии с законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» ФЗ-116 от 21.07.97г., постановлением Правительства РФ «О мерах по обеспечению промышленной безопасности опасных производственных объектов на территории Российской Федерации» №241 от 28.03.01г., на основании предписаний органов Ростехнадзора.

Целью экспертизы является установление фактического технического состояния и условий эксплуатации объекта экспертизы, их соответствия действующим Нормам и Правилам промышленной безопасности с установлением возможности, параметров и срока дальнейшей безопасной эксплуатации объекта экспертизы.

Экспертиза выполняется специализированной экспертной организацией, имеющей соответствующую лицензию на право проведения работ и имеющей в своём штате экспертов, аттестованных установленным порядком.

Согласно Положению по проведению экспертизы промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения (РД 10-528-03) экспертное обследование (техническое диагностирование) ГПМ рекомендуется проводить в следующих случаях:

- по окончании срока службы;

- после аварии грузоподъемной машины (при необходимости ее восстановления);

- при выявлении в процессе эксплуатации грузоподъемной машины дефектов, вызывающих сомнение в прочности конструкции, или дефектов, причину которых установить затруднительно.

Экспертное обследование - оценка соответствия грузоподъемной машины требованиям нормативных технических и эксплуатационных документов, результатом которой является заключение о возможности или невозможности ее дальнейшей эксплуатации.

Техническое диагностирование - оценка технического состояния объекта (ГОСТ 20911-89), является составной частью экспертного обследования.

Срок службы ГПМ устанавливается заводом-изготовителем и указывается в ее паспорте. Срок службы ГПМ исчисляется с даты ее выпуска. При отсутствии в паспорте ГПМ сведений о сроке службы машины рекомендуется руководствоваться справочным приложением 2 руководящего документа РД 10-112-1-04.

Предусматриваются следующие виды экспертного обследования ГПМ с истекшим сроком службы:

- первичное;

- повторное;

- внеочередное.

Первичное экспертное обследование ГПМ проводится после выработки срока службы, установленного изготовителем и занесенного в паспорт крана.

Повторное экспертное обследование ГПМ проводится в сроки, установленные экспертной организацией и внесенные в заключение.

Внеочередное экспертное обследование ГПМ может проводиться вне зависимости от срока эксплуатации крана:

- по требованию ФСТН или по заявлению заказчика;

- в случаях выявления опасных дефектов в металлоконструкциях грузоподъемной машины, вызывающих переход ее в предельное состояние;

- при подготовке дубликата паспорта;

- после модернизации, реконструкции, ремонта, монтажа, аварии.

Количество повторных обследований определяется типом, назначением и условием эксплуатации ГПМ и может быть ограничено либо ее техническим состоянием и требованиями безопасности, либо экономической целесообразностью.

Период, на который продляется срок службы ГПМ, устанавливается экспертной организацией в соответствии с рекомендациями нормативной документации ФСТН. Периодичность обследования зависит от:

- технического состояния ГПМ на момент экспертизы;

- соответствия фактического режима эксплуатации ГПМ паспортному (в случае превышения паспортного режима ГПМ требуется дополнительная проверка (расчет) ее металлоконструкции на сопротивление усталости);

- степени агрессивности окружающей среды;

- количества и качества ремонтов базовых конструкций;

- величины износа, в том числе коррозии, элементов конструкции;

- наличия остаточных деформаций несущих металлоконструкций;

- результатов расчета остаточного ресурса и др.

Перечисленные факты могут служить основанием для сокращения периодичности обследований, рекомендованной нормативной документацией.

Оценка остаточного ресурса по балльной системе проводится для всех ГПМ, отработавших нормативный срок службы.

Расчет базовых конструкций ГПМ на сопротивление усталостным разрушениям для определения возможности и срока дальнейшей эксплуатации ее с паспортными (или измененными) характеристиками выполняет специализированная организация, имеющая специалистов III уровня по технической диагностике. В целях обеспечения гарантии безопасной эксплуатации ГПМ расчет остаточного ресурса требуется выполнять для ГПМ:

срок службы которых после установленного заводом-изготовителем (или рекомендованного приложением 2 РД 10-112-1-04) превышает: 20 лет-для спецкранов и кранов-перегружателей; 15 лет-для кранов общего назначения мостового типа, портальных кранов; 10 лет-для кранов стрелового и башенного типа, подъемников и вышек, строительных подъемников;

техническое состояние базовых конструкций которых требует капитального ремонта или замены элементов;

режимы работы которых превышают паспортные;

если окружающая среда эксплуатации агрессивна;

которым требуется проводить реконструкцию или модернизацию под новые технологии.

Расчет остаточного ресурса ГПМ может быть выполнен и вне зависимости от срока ее эксплуатации для любых обстоятельств, требующих данных о технических возможностях ГПМ.

По результатам расчетов остаточного ресурса ГПМ, отработавшей нормативный срок службы, экспертная организация может продлить срок ее эксплуатации. Запись о продлении срока службы вносится в паспорт ГПМ на основании заключения экспертной организации.

Экспертному обследованию должны подвергаться ГПМ, находящиеся в рабочем состоянии.

Экспертное обследование на предмет продления срока службы рекомендуется совмещать с перемонтажом ГПМ, проведением текущего ремонта или технического освидетельствования, желательно в летний период времени. В этих целях сроки до начала проведения обследований ГПМ, установленных на открытом воздухе или в неотапливаемых помещениях, могут увеличиться до 3 месяцев.

Экспертному обследованию подлежат ГПМ импортного производства вне зависимости от даты их выпуска в целях:

установления соответствия их конструкции и технической документации нормам и требованиям НТД России;

внесения изменений и дополнений в части безопасной эксплуатации ГПМ (в случае необходимости);

подготовки (корректировки) эксплуатационной документации согласно требованиям ФСТН;

получения разрешения на эксплуатацию импортной техники на территории России.

Экспертное обследование импортной техники выполняют специализированные организации, имеющие в своем составе специалистов-экспертов по ПС и рекомендации ФСТН на право проведения этих работ.

Срок службы импортной ГПМ соответствует записи, сделанной в паспорте заводом-изготовителем. В случае отсутствия такой записи срок службы ГПМ оценивается согласно приложению 2 РД 10-112-1-04.

С момента регистрации в органах ФСТН импортная ГПМ, отработавшая свой нормативный срок службы, подлежит технической диагностике согласно данным Рекомендациям. Контроль за соблюдением периодичности и качества экспертных обследований ГПМ осуществляется на предприятиях лицами по надзору за безопасной эксплуатацией ГПМ и территориальными органами ФСТН.

Заключения по экспертному обследованию ГПМ, отработавших нормативный срок службы, подлежат регистрации в территориальных органах ФСТН.

Рекомендации РД 10-112-1-04 не отменяют указаний эксплуатационной документации на ГПМ, информационных писем заводов-изготовителей, проектных организаций и головных институтов, приказов и распоряжений ФСТН.

Экспертные организации и владельцы ГПМ при подготовке и проведении экспертных обследований ГПМ должны руководствоваться Правилами, государственными и международными стандартами, положениями, методическими указаниями, данными Рекомендациями и другими документами, утвержденными в установленном порядке (см. приложение 1 РД 10-112-1-04).

Экспертная организация, проводящая обследование ГПМ, должна:

иметь статус юридического лица;

иметь полномочия, включающие наличие лицензии на проведение экспертизы объектов повышенной опасности ФСТН;

быть независимой, чтобы персонал не подвергался какому-либо административному, финансовому или другому виду давления со стороны владельца ГПМ или контролирующих органов, способных повлиять на технические решения;

обладать квалифицированным кадровым персоналом, способным оценить работоспособность ГПМ, качество выполненного ремонта и уровень безопасности работ при ее дальнейшей эксплуатации;

обладать необходимыми техническими средствами для проведения обследования и оценки технического состояния ГПМ до и после ремонта;

иметь в пользовании учтенные и другие нормативные документы, относящиеся к обследованию конкретных типов ГПМ.

Экспертная организация может проводить экспертное обследование при наличии специалистов и экспертов, прошедших подготовку и аттестацию согласно Рекомендациям по подготовке и аттестации специалистов и экспертов, осуществляющих экспертизу промышленной безопасности подъемных сооружений (см. приложение 1 РД 10-112-1-04).

Экспертная организация перед началом обследования издает приказ о назначении экспертной комиссии по обследованию конкретного объекта, в котором назначается председатель комиссии и члены комиссии, ответственное лицо за ТБ на объекте, указываются сроки проведения обследования (согласно договору), количество и типы ГПМ. Форма приказа по экспертной организации приведена в приложении 3 РД 10-112-1-04.

В комиссию должно входить не менее трех специалистов. Председателя комиссии рекомендуется назначать из числа лиц, имеющих II или III уровень (и выше) квалификации по технической диагностике ГПМ, членов комиссии-из числа специалистов I или II уровня. Все члены комиссии помимо аттестации по технической диагностике ГПМ должны иметь удостоверения о подготовке и проверке знаний правил по промышленной безопасности и как лицо, ответственное за безопасное производство работ ГПМ.

Приборы и инструменты, используемые в ходе обследования, должны пройти метрологическую поверку.

Средства неразрушаюшего контроля, применяемые при экспертизе, должны соответствовать требованиям, изложенным в РД 03-606-03.

Экспертная организация проводит в установленном законодательством порядке страхование своей ответственности на случай возникновения аварии (поломки, трещин, изгиба, требующих выполнения ремонта или замены) несущих элементов металлических конструкций в период, на который продлен срок службы ГПМ. Страхование ответственности на случай возникновения аварий несущих элементов металлических конструкций должно проводиться на основании положений (правил) страхования.

Владелец ГПМ, подлежащей экспертному обследованию, перед началом экспертизы издает приказ по предприятию о передаче на обследование (первичное, повторное или внеочередное) данной ГПМ или группы ГПМ, о назначении ответственных лиц за технику безопасности на объекте, за организацию и контроль качества проведения работ при обследовании ГПМ. Форма приказа по предприятию приведена в приложении 4 РД 10-112-1-04.

Владелец ГПМ должен подготовить к обследованию:

ГПМ, испытательные грузы, а также выделить опытного крановщика (машиниста, оператора) на период проведения обследования;

оборудование и средства для обследования металлических конструкций и механизмов на высоте (при необходимости);

акт сдачи-приемки кранового пути в эксплуатацию и предыдущий акт нивелировки путей (для грузоподъемных машин, перемещающихся по наземным или надземным рельсовым путям) в соответствии с требованиями нормативных документов;

акт проверки сопротивления изоляции и заземления;

документы, акты проведенного ремонта (реконструкции), а также сертификаты металла, использованного при проведении ремонта, реконструкции (если эти работы проводились);

справку о характере работ, выполняемых ГПМ;

журнал технических обслуживаний (либо вахтенный журнал) с записями о проведенных технических обслуживаниях и текущих ремонтах;

паспорт, руководство по эксплуатации и другие эксплуатационные и проектно-конструкторские документы (при необходимости);

акты и экспертное заключение ранее проведенных экспертных обследований (техническое диагностирование) ГПМ.

По результатам обследования ГПМ экспертная организация составляет заключение экспертизы и передает его владельцу ГПМ для регистрации в территориальном органе ФСТН. Заключение после регистрации является неотъемлемой частью паспорта ГПМ.

Экспертное обследование проводится на основании заявки владельца ГПМ или других документов в соответствии с согласованными экспертной организацией и заказчиком условиями. Документы на проведение экспертного обследования ГПМ составляются после согласования договаривающимися сторонами:

типов ГПМ и их количества;

технических характеристик и условий эксплуатации ГПМ;

перечня информации, необходимой для проведения экспертного обследования в соответствии с действующей НТД;

требований, обязательных для проведения экспертизы;

сроков проведения работ по экспертному обследованию и передачи заключения владельцу ГПМ;

других организационно-технических вопросов.

Экспертное обследование ГПМ следует проводить в соответствии с программой выполнения работ, разработанной экспертной организацией на основании НТД ФСТН с учетом типа, конструкции, назначения и условий эксплуатации ГПМ, согласованной с заказчиком.

Программа экспертного обследования, как правило, предусматривает 3 этапа выполнения работ:

подготовительный;

рабочий;

заключительный.

Подготовительный этап включает:

подбор нормативно-технической и справочной документации, требуемой для технической диагностики ГПМ;

ознакомление с сертификатами (на канаты, крюки, металл, электроды и т.п.), с эксплуатационной, ремонтной, проектно-конструкторской и другой документацией на данную ГПМ;

подготовку выписок из паспорта ГПМ;

составление карты осмотра ГПМ (при необходимости);

проверку на соответствие справки о характере работы ГПМ;

проверку условий и организации работ по подготовке места проведения экспертного обследования и испытаний ГПМ;

подготовку технических средств и приборов для обследования;

проведение инструктажа по технике безопасности членов комиссии.

Рабочий этап включает:

обследование технического состояния металлоконструкций;

обследование механического оборудования;

обследование канатно-блочной системы;

обследование гидро- и пневмооборудования;

обследование электрооборудования;

обследование приборов безопасности;

обследование состояния крановых путей и тупиковых упоров, подтележечных путей (в объеме Рекомендаций);

проведение геодезических замеров конструкции;

взятие контрольных образцов из элементов металлоконструкций ГПМ для определения химического состава и механических свойств металла (при необходимости);

расчет фактического режима работы ГПМ;

проведение приборного контроля металлоконструкций и сварных соединений методами неразрушающего контроля (по решению комиссии);

проведение испытаний (статических, динамических, специальных).

Если по результатам обследования комиссией установлено, что требуется произвести ремонт до испытания ГПМ, то после ремонта производится проверка отремонтированного узла, после чего обследование ГПМ осуществляется в той же последовательности, что и до ремонта.

Заключительный этап включает:

сбор и анализ результатов обследования;

составление ведомости дефектов;

оценку остаточного ресурса ГПМ (балльная система);

оформление актов (визуально-измерительного контроля; проверки сопротивления изоляции и заземления; химического анализа и механических свойств металла; грузовых испытаний ГПМ) и др.;

расчет фактического режима работы ГПМ;

проверочные расчеты несущей способности элементов конструкции, крепежа, сварных соединений (при необходимости и согласовании с заказчиком);

расчет остаточного ресурса ГПМ (при необходимости);

выработку решения о возможности и целесообразности продления срока эксплуатации ГПМ;

рекомендации по обеспечению безопасной эксплуатации ГПМ;

оформление акта обследования;

оформление заключения экспертного обследования;

передачу заключения владельцу ГПМ для регистрации в органах ФСТН.

При проведении внеочередного обследования объем экспертных работ определяется комиссией с учетом причин этого обследования.

В процессе выполнения работ по экспертному обследованию комиссии необходимо ознакомиться с имеющимися:

сертификатами на канаты, крюки, металл, электроды, крепеж и т.п.;

паспортами на ГПМ, крюки, тормоза, двигатели и др.;

инструкциями по ТО и эксплуатации ГПМ;

журналами: сменными, вахтенными, учета проверки знаний персонала, инструктажей техники безопасности, квалификационными данными обслуживающего персонала; осмотра, технического обслуживания и ремонта ГПМ и крановых путей; ремонтной документацией (в комплекте);

чертежами и расчетами, выполненными при реконструкции или модернизации ГПМ;

материалами последнего полного технического освидетельствования;

предыдущими заключениями поданной ГПМ;

справкой о характере работы ГПМ (форма справки приведена в приложении 5 РД 10-112-1-04);

документами по крановым рельсовым путям (генплан, сертификаты на элементы пути, паспорта на пути и тупики, геодезические замеры - планово-высотные съемки, сведения о зданиях, территориях установки путей и др.);

актами проверки сопротивления изоляции и заземления;

актами проверки приборов безопасности и измерительных приборов;

предписаниями органов ФСТН и службы технического надзора организации.

По результатам ознакомления с документацией делаются выписки из паспортов, составляется рабочая карта осмотра ГПМ, дается оценка:

наличия и комплектности документации;

соответствия имеющегося оборудования и его технических данных паспортным и сертификационным документам;

наличия системы и контроля проверки знаний правил промышленной безопасности, а также соблюдения квалификационных требований к персоналу;

соблюдения предписаний органов контроля и экспертных комиссий;

уровня технического обслуживания ГПМ и соответствия ТО требованиям инструкций;

соответствия ремонтной документации требованиям ГОСТ и НТД ФСТН.

Место установки ГПМ на период ее обследования должно быть ограждено с соответствующими предупредительными знаками, освещено и доступно для установки дополнительных подъемных средств, используемых при обследовании. На рубильнике, включающем ГПМ, должна быть табличка с надписью: «Не включать, работают люди».

В зоне обследования владельцем ГПМ должны быть подготовлены контрольные грузы для испытаний ГПМ.

ГПМ должна быть очищена от грязи, смазки, оледенения и т.п., кожуха-сняты, люки вскрыты, кран обесточен.

Лестницы, перила, ограждения, люки должны быть исправны и отвечать требованиям ТБ.

На ГПМ должны быть таблички с указанием регистрационного номера ГПМ, ее грузоподъемности и даты испытания. Надписи на табличке должны быть хорошо различимы с земли (с пола) и соответствовать данным в паспорте ГПМ.

Следует обратить внимание на расположение рубильника, подающего напряжение на ГПМ, наличие свободного доступа к нему, устройства для запирания рубильника в отключенном положении, наличие на нем надписи «Крановый», заземление корпуса рубильника.

В зоне действия ГПМ должны отсутствовать помещения, в которых могут находиться люди. При наличии таких помещений необходимо проверить достаточность мер, принятых администрацией для обеспечения безопасного производства работ по перемещению грузов.

Зона обследования ГПМ должна находиться вне зоны воздушных линий электропередачи.

Проверка состояния металлоконструкций ГПМ - основной по объему и значимости вид работ при экспертном обследовании. Она включает:

внешний осмотр несущих элементов металлических конструкций;

проверку элементов металлических конструкций одним из видов неразрушающего контроля;

проверку качества соединений элементов металлических конструкций (сварных, болтовых, шарнирных и др.);

измерение остаточных деформаций балок, стрел, ферм и отдельных поврежденных элементов;

оценку степени коррозии несущих элементов металлических конструкций.

Перед обследованием металлические конструкции, особенно места их возможного повреждения, должны быть очищены от грязи, коррозии, снега, избытка влаги и смазки. Внешний осмотр следует проводить с применением простейших оптических средств и переносных источников света, при этом особое внимание должно уделяться следующим местам возможного появления повреждений:

участкам резкого изменения сечений;

участкам, прорезанным шпоночными или шлицевыми канавками, а также имеющим нарезанную резьбу;

местам, подвергшимся повреждениям или ударам во время монтажа и перевозки;

местам, где при работе возникают значительные напряжения, коррозия или износ;

участкам, имеющим ремонтные сварные швы.

При проведении внешнего осмотра необходимо обращать особое внимание на наличие следующих дефектов:

трещин в основном металле, сварных швах и околошовной зоне, косвенными признаками наличия которых являются шелушение краски, местная коррозия, подтеки ржавчины и т.п.;

механических повреждений;

расслоения основного металла;

некачественного исполнения ремонтных сварных соединений;

люфтов шарнирных соединений, ослабления болтовых и заклепочных соединений.

При обнаружении механических повреждений металлической конструкции (вмятин, изгиба, разрывов и т.п.) замеряются их размеры (длина, ширина, высота или глубина). Затем размеры повреждения следует сравнить с предельными размерами подобного дефекта для металлической конструкции ГПМ данного типа и в случае превышения нормативных значений, повреждения зафиксировать в ведомости дефектов, форма которого приведена в приложении 6 РД 10-112-1-04.