Испытания башенного крана по ГОСТ 17807-1999
ГОСТ Р 53387-2009 «Краны башенные. Методы испытаний конструкций» — это специализированный стандарт, регламентирующий методы испытаний стальных конструкций башенных кранов. Стандарт устанавливает порядок проведения испытаний стальной конструкции крана (башня, стрела, балансирная стрела, поворотная платформа и др.), включая измерение деформаций, измерение прогиба, анализ напряжений и оценку прочности конструкции, с целью подтверждения безопасности и надёжности проектирования башенного крана.
Методы испытаний конструкции
Стандарт предусматривает следующие методы испытаний: испытание напряжением, статические испытания, динамические испытания и испытание на устойчивость. Испытание напряжением выполняется с помощью тензодатчиков, устанавливаемых на поперечных сечениях основных несущих элементов — в средней части главного пояса башни, в опасных сечениях верхнего и нижнего поясов стрелы, а также в зоне соединения поворотной платформы с башней. При 100% номинальной нагрузке напряжения во всех точках измерения не должны превышать допускаемое напряжение материала. Контрольные точки также предусматриваются в зоне термического влияния сварных швов.
Выбор точек установки тензодатчиков и качество их наклейки напрямую влияют на точность испытания напряжением. Датчики следует размещать в зонах максимальных напряжений конструкции — в среднем сечении главного пояса башни, в местах изменения сечения верхнего и нижнего поясов стрелы, а также вокруг отверстий под соединительные болты поворотной платформы. В зоне термического влияния сварных швов датчики устанавливаются на расстоянии 2–3 мм от границы шва со стороны основного металла. Перед наклейкой поверхность зачищается и обезжиривается ацетоном; после наклейки датчики выдерживаются не менее 24 часов до начала испытаний.
Сбор данных при испытании напряжением выполняется в пяти режимах: без нагрузки, 25%, 50%, 75% и 100% нагрузки. В каждом режиме выдержка составляет не менее 30 секунд после стабилизации показаний. Построение графика «нагрузка–напряжение» позволяет определить, находится ли конструкция в упругой зоне деформаций. Отклонение фактических значений напряжений от расчётных не должно превышать ±15%.
Требования к испытаниям нагрузкой
Статические испытания — подъём груза, составляющего 1,25 кратной номинальной нагрузки, в наиболее неблагоприятном направлении с выдержкой 10 минут; после разгрузки остаточная деформация не должна превышать 20% от максимальной упругой деформации. Динамические испытания — работа механизмов с грузом 1,1 кратной номинальной нагрузки в течение 3 циклов; тормоза должны обеспечивать надёжное торможение, все механизмы — работать без сбоев. Испытание на устойчивость — в наиболее неблагоприятных условиях эксплуатации реакция опоры ≥0 (для передвижных кранов) или коэффициент устойчивости ≥1,4 (для стационарных).
100% нагрузки
Остаточная ≤20%
Надёжное торможение
Коэффициент ≥1,4
Зона термического влияния шва
Основание для заключения
| ИспытаниеПозиция | Нагрузка | метод испытаний | Оценка |
|---|---|---|---|
| Испытание напряжением | 100% | тензодатчикИзмерение | ≤допускаемое напряжение |
| статическая нагрузка | 1.25крат | Удержание10min | Остаточный≤20% |
| динамическая нагрузка | 1.1крат | 3Цикл | ТорможениеНадёжность |
| устойчивость | Максимальный вылет | реакция опоры | ≥0 |
Статические испытания являются ключевой проверкой прочности конструкции башенного крана. При проведении испытаний выбирается наиболее неблагоприятное направление — под углом 45° между стрелой и диагональю башни. В этом направлении выполняется подъем груза, составляющего 1,25 кратной номинальной нагрузки. После подъема груз удерживается в течение 10 минут, при этом с помощью теодолита измеряются горизонтальное смещение верха башни и прогиб конца стрелы. После разгрузки проверяется отсутствие остаточной деформации и трещин в конструкции.
Протокол испытаний: оформление и анализ
Протокол испытаний должен содержать программу испытаний (схему расположения точек измерений, таблицу нагрузок, порядок проведения), данные испытаний (значения напряжений и деформаций для каждого режима, кривые зависимости «нагрузка-деформация»), а также анализ результатов — сопоставление расчетных и фактических значений, оценку запаса безопасности. В заключении необходимо указать результат: «соответствует» или «не соответствует» требованиям, с обоснованием принятого решения.
| Точка замера | Тип точки замера | Назначение | Количество |
|---|---|---|---|
| главный пояс башни | тензодатчик | НапряжениеИзмерение | ≥4 |
| СтрелаВерх/Низпояс фермы | тензодатчик | НапряжениеИзмерение | ≥4 |
| ПоворотБашня | тензодатчик | НапряжениеИзмерение | ≥2 |
| Сварной ШовЗона термического влияния | тензодатчик | сваркаНапряжение | ≥2 |
Компания «Келуде Тяжёлая Промышленность» предоставляет услуги по проведению испытаний конструкций башенных кранов в соответствии со стандартом.
Часто задаваемые вопросы
В: Как размещаются тензодатчики при испытаниях конструкции башенного крана?
О: Тензодатчики устанавливаются в контрольных сечениях основных несущих элементов: в средней части главного пояса башни, в опасных сечениях верхнего и нижнего поясов стрелы, а также в зоне соединения поворотной головы с башней. Дополнительные точки контроля размещаются в зоне термического влияния ответственных сварных швов. При 100% нагрузке напряжение в каждой точке не должно превышать допускаемого напряжения.
В: Каковы условия и критерии оценки статических и динамических испытаний?
О: При статических испытаниях кран удерживает груз, составляющий 1,25 номинальной нагрузки, в наиболее неблагоприятном направлении в течение 10 минут. Остаточная деформация не должна превышать 20% от максимальной упругой деформации. Динамические испытания проводятся с грузом 1,1 номинальной нагрузки в течение 3 циклов совместной работы механизмов; торможение должно быть надежным, а все механизмы — функционировать без сбоев.
В: Каковы требования к испытанию на устойчивость?
О: Для стационарного башенного крана коэффициент запаса устойчивости в наиболее неблагоприятных условиях эксплуатации должен быть не менее 1,4. Реакция опоры (аутригера) должна быть неотрицательной. После ветровой анкеровки коэффициент устойчивости против опрокидывания должен составлять не менее 1,2.
В: Что включается в протокол испытаний конструкции?
О: Протокол испытаний включает: программу и методику испытаний (схемы расположения тензодатчиков, таблицу нагрузок), данные испытаний (значения напряжений и деформаций для каждого режима, графики зависимости «нагрузка–деформация»), анализ результатов (сравнение расчетных и фактических значений, оценку запаса безопасности) и заключение о соответствии (годен/не годен) с обоснованием.
