Выбор стального каната по ГОСТ и ISO 4309: диаметр, браковка
ГОСТ Р 24814-2009 «Краны. Канаты стальные для механизма подъёма» — это ключевой стандарт для выбора и браковки канатов. Стандарт устанавливает требования к конструкции каната, минимальному коэффициенту запаса прочности (от 4,0 до 9,0 для режимов M1–M8), соотношению диаметров барабана и шкива, а также критерии браковки по обрывам проволок и уменьшению диаметра. В данной статье подробно разбираются основные положения стандарта.
ГОСТ Р 24814-2009 «Краны. Канаты стальные для механизма подъёма» эквивалентен стандарту ISO 4309:2004 «Краны. Канаты стальные. Эксплуатация, техническое обслуживание, осмотр и браковка». Он является прямым техническим обоснованием для выбора, эксплуатации и браковки канатов механизмов подъёма. Стандарт разработан техническим комитетом по стандартизации грузоподъёмных машин и введён в действие в 2009 году. Канаты подъёма для электрических талей типа CD1/MD1 и мостовых кранов типа QD производства компании Келуде Тяжёлая Промышленность подбираются в соответствии с данным стандартом.
Конструкция каната и рекомендации по выбору
Стандарт рекомендует для механизмов подъёма следующие конструкции канатов: 6×19W (Конструкция Уоррингтона), 6×25Fi (Конструкция с заполнением), 6×36WS (Конструкция Уоррингтона-Сила) — это круглопрядные канаты с 6 прядями, а также 8×25Fi, 8×36WS — с 8 прядями. Для многослойной навивки рекомендуется использовать малораскручивающийся стальной канат типа 35×K7 или 19×K7.
Выбор сердечника: Канат с волокнистым сердечником (FC) обладает хорошей гибкостью, но низкой устойчивостью к поперечному сжатию. Он применим для однослойной навивки. Канат с независимым металлическим сердечником (IWRC) имеет высокую прочность на сжатие и подходит для многослойной навивки и высокотемпературной среды. Стандарт рекомендует использовать канат с металлическим сердечником для режимов работы M5 и выше.
Номинальный диаметр каната: Диаметр каната механизма подъёма определяется расчётом, исходя из максимального статического натяжения и коэффициента запаса прочности. Стандартный диапазон диаметров включает: 8 мм, 11 мм, 13 мм, 15 мм, 18 мм, 20 мм, 22 мм, 24 мм, 26 мм, 28 мм и т.д.
Минимальный коэффициент запаса прочности и соответствие диаметров
Стандарт устанавливает минимальные коэффициенты запаса прочности для различных режимов работы: M1–M3 (лёгкий) — 4,0; M4 — 4,5; M5 — 5,0; M6 (тяжёлый) — 6,0; M7 (весьма тяжёлый) — 7,0; M8 (самый тяжёлый) — 9,0. Чем выше режим работы, тем больше требуемый коэффициент запаса прочности.
Требования к диаметру барабана: Отношение диаметра барабана D к диаметру каната d (D/d) для навивки каната на барабан должно соответствовать: для режима M4 ≥18, для M5 ≥20, для M6 ≥25, для M7 ≥30, для M8 ≥35. Например, для крана режима M5 с канатом диаметром 15 мм, диаметр барабана должен быть не менее 300 мм.
Требования к диаметру шкива: Диаметр уравнительного шкива должен быть на 20% меньше диаметра рабочего барабана/шкива того же режима. Например, для режима M5 диаметр шкива D≥22,4d, а для режима M6 D≥28d.
Критерии браковки каната
Канат подлежит списанию при достижении любого из следующих критериев: ① количество обрывов проволок на длине одного шага свивки достигает значения, установленного стандартом (примерно 10% для 6-прядного каната); ② обрывы проволок сосредоточены в одной пряди и составляют более 50% её проволок; ③ уменьшение номинального диаметра каната достигло 7% (для волокнистого сердечника) или 5% (для металлического сердечника); ④ местное уменьшение диаметра, явно выраженное (достигающее 3% от номинального); ⑤ обрыв пряди — немедленное списание; ⑥ сильная коррозия, износ, деформация или образование узлов на канате.
Сравнительная таблица выбора каната
| стальной канатдиаметр | минимумразрушение(kN) | M5допускаемый(kN) | M6допускаемый(kN) | БарабанD(mm) | ШкивD(mm) | рекомендуемыйГрузоподъемность |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 8mm | 37.6 | 7.5 | 6.3 | 160 | 179 | ≤0.5t |
| 11mm | 67.4 | 13.5 | 11.2 | 220 | 246 | ≤1t |
| 15mm | 132 | 26.4 | 22.0 | 300 | 336 | ≤2.5t |
| 20mm | 225 | 45.0 | 37.5 | 400 | 448 | ≤5t |
| 24mm | 328 | 65.6 | 54.7 | 480 | 538 | ≤10t |
| рекомендация Келуде | CD1типовое исполнениеM5Коэффициент запаса прочности5.0,Тип QDв соответствии с классом работытиповое исполнениеM5~M7 | |||||
Часто задаваемые вопросы
В: Почему коэффициент запаса прочности каната изменяется в таком широком диапазоне — от 4,0 для M1 до 9,0 для M8?
О: Чем выше режим работы, тем больше частота использования и коэффициент нагрузки, а значит, тем больше циклов изгиба испытывает канат. Для кранов группы M8 число рабочих циклов в год может достигать 1 млн и более — коэффициент запаса 9,0 гарантирует, что канат не разрушится из-за обрыва проволок до выработки усталостной долговечности. Оборудование более низких групп работает с меньшим числом циклов, поэтому для обеспечения расчётного срока службы достаточно меньшего коэффициента запаса.
В: При каком уменьшении диаметра канат подлежит списанию?
О: В соответствии со стандартом, канат с волокнистым сердечником бракуется при уменьшении номинального диаметра на 7%, канат с металлическим сердечником — на 5%. Кроме того, если в каком-либо локальном участке диаметр уменьшился на 3% от номинального, этот участок также подлежит утилизации, даже если общий диаметр каната остаётся в допустимых пределах. Уменьшение диаметра обычно вызвано внутренними обрывами проволок или повреждением сердечника.
В: По какому стандарту подбирается канат для электрической тали?
О: Канат механизма подъёма электрической тали выбирается в соответствии с ГОСТ 24814-2009 (аналог GB/T 24814-2009). Для талей типов CD1/MD1 режим работы обычно соответствует группам M4–M5, коэффициент запаса прочности принимается 4,5–5,0. Для тали грузоподъёмностью 1 т применяется канат диаметром 11 мм, для 3 т — 13 мм, для 5 т — 15 мм, для 10 т — 20 мм. Канаты для электрических талей Келуде Тяжёлая Промышленность подбираются с коэффициентом запаса 5,0 для группы M5.
В: При каком количестве обрывов проволок канат бракуется?
О: Канат подлежит списанию, если количество обрывов проволок на длине одного шага свивки (примерно 6 диаметров каната) достигает значений, указанных в таблице. Для каната конструкции 6×19 списание производится при 12 обрывах на длине 6d и при 24 обрывах на длине 30d. Если обрывы сосредоточены в одной пряди и составляют более 50% количества проволок в этой пряди, канат также подлежит немедленному списанию. Сосредоточение обрывов свидетельствует о высокой локальной концентрации напряжений и быстром распространении трещин.
