1. Постановка задачи

Согласно информации, предоставленной Государственным департаментом по охране труда Украины[1] на 01.01.2009 в Украине есть в наличии 35 692 мостовых кранов в эксплуатации (28231 из которых уже превысили нормативный срок службы), и есть 3540 кранов в Харьковской области (2720 из которых устарели, регулирующего срока службы). Можно прогнозировать оставшийся срок службы металлических конструкций моста крана магнитным методом неразрушающего контроля(НК) на основе коэрцитивной силы[2].

2. Недавний анализ исследования

В 2005 году Украина приняла "Руководящие принципы для осуществления магнитного контроля подъема строительной режимов деформации и для определения остаточного ресурса" (МВ 0.00-7.01-05)[3]. Они основаны на российских методах Руководящие документы ECC "Кран" -007-97/02 (РД ИКЦ "КРАН"-007-97/02)[4].

3. Нерешенные аспекты общей проблемы

Отдельные попытки косвенно определяют прочностные свойства выпускаемых изделий восходят к концу прошлого века, в частности, с 1981 года [5], и применение магнитных и электромагнитных методов контроля прочностных свойств серийно выпускаемых изделий восходит к начало прошлого века, до 1905 [6]. Первый успех в контроле качества термически закаленных стальных изделий было в 1919 году, чтобы скороспелых выводов[7] о существовании определенной связи между силой и магнитных свойств сталей. Тем не менее, появление новых видов конструкционных сталей и затраченных диапазон задач, решаемых методом неразрушающего контроля привело нас к выводу, что взаимосвязь механических свойств и магнитных свойств, традиционно используемых в неразрушающем контроле не всегда определена, и что является почему, при разработке методов контроля необходимо знать тип подключения, который наиболее часто встречается эмпирически.[8].

Систематические исследования магнитных и электрических свойств сталей в полученном виде после разнообразной термомеханической, температурной и химической видов обработки были проведены в 30-е годы 20-го века и была проведена до настоящего момента. Цели статьи:
- Рассмотреть метод прогнозирования остаточного ресурса металлических конструкций мостовых кранов с помощью магнитного метода неразрушающего контроля на основе коэрцитивной силы,
- Выделить метод неразрушающего контроля преимущества и недостатки, а также особенности его применения,
- Рассмотреть решение проблемы прогнозирования остаточного ресурса мостового крана металлоконструкций с выше толщины 12 мм элементов.

4. Основной материал

Магнитные свойства металлических конструкций в циклическом нагружении формируются в сложном напряженном состоянии под действием растягивающих и изгибающих нагрузок и крутящих моментов. Это сопровождается процессом накопления повреждений и микропластической деформации, что приводит к разрушению металла со следующими потерями качества несущей конструкции. При производстве кранов, сборка и, как следствие, работа коэрцитивная сила Нс растет (ампер/см)[9]. Скорость увеличения коэрцитивной силы определяется режимом крановой нагрузки.

Процедура магнитного управления оценки результатов в Руководящих документах ИКЦ «КРАН" -007-97/02 (РД ИКЦ "Кран" 007-97/02) и в Руководстве 0.00-7.01-05 (МВ 0.00-7.01-05) предусматривает три режима подъема операции строительства: надежный сервис, контролируемая служба и критическая служба.

Руководящие документы ЭЦ «Кран» -007-97/02 (РД ИКЦ "Кран" 007-97/02) и руководящие принципы 0.00-7.01-05 (МВ 0.00-7.01-05) обеспечивают три метода прогнозирования остаточного ресурса крана металлоконструкций по результатам магнитного контроля. Но самый простой и самый доступный метод мониторинга состояния крана является использование номограмм, обобщающих экспериментальные зависимости остаточного количества нагрузки циклов N на коэрцитивной силы Нс (а/см) (рис.1).

Рис. 1. Номограммы зависимостей оставшегося срока службы металлоконструкций (в усталости) ВСт3сп5 и 09Г2С

В практике прогнозирования остаточного ресурса кранов прошедшим нормативной срок службы считается незаменимым сначала определить реальную режим крана нагрузки и частоты его использования. Затем, измерив Нс значение (а/см) с магнитной структуры области видимости CRM-TS-K2M (КРМ-Ц-К2М) как к усталости зависимостей Hc (А/см) для соответствующих режимов загрузки можно оценить крана оставшуюся жизнь на основой номограмм, обобщающих экспериментальные зависимости (НХК) (рис.2).

Рис. 2. Номограмма для управления оставшегося срока службы крановых металлоконструкций от 09Г2С и Ст3сп

После определения режима загрузки в соответствии с сертификатом и фактической загрузки. Режим, магнитное управление несущих конструкций осуществляется на участке с максимальным значением для Hcmax выбраны. Значение N0 приобретается по номограмме. Разница между максимальным количеством циклов до разрушения НП и N0 для данной ?a является оставшееся количество рабочих циклов N = N-п-Нет. Оставшийся срок в сессиях можно рассчитать, зная ожидаемую нагрузку крана и частоту загрузки в сессии (C) во время работы

Это метод оценки остаточного ресурса металлических конструкций очень прост, но он имеет существенный недостаток, связанный с определения количества циклов работали с помощью крана (Нет).

Кроме того, при использовании магнитного метода Nс механических свойств металла на основе коэрцитивной силы нужно обязательно учитывать ситуацию, описанную в статье[10], когда магнитная структура-обзорного крана обнаруживает не только зоны максимально допустимого роста в Нс, но зонах с внезапным падением коэрцитивной силы до 1-1,1 А/см (для стали 09Г2С). Последовательная дефектоскопия обнаруживает недостатки в этих зонах, например, усталость металла пилинг. Это метод оценки остаточного ресурса металлических конструкций очень проста, но она имеет существенный недостаток, связанный с определения количества цикла работы с помощью крана (Нет).

Другой метод прогнозирования остаточного срока службы (срок службы металлоконструкции крана) была предложена в статье[11]. Используя данные из магнитного контроля сертификат (МСС) и метод магнитного контроля Н с для периодической проверки подъема конструкции можно поставить 0,9 вероятность на прогнозирования остальные жизнь металлоконструкций с 09 Г 2 С и СтЗсп стали на основе номограмм соединительных скорость накопления повреждений в состоянии усталость от времени работы крана (рис. 2). Зависимости похожи на фа малоцикловом tigue кривые (LCF) и повторить, до значительная степень, номограммы для управления оставшийся срок на основе коэрцитивная сила Н с в Руководящие документы Е“CRANE”-007-97/02 ( РД ИКЦ “ Кран ” 007-97/02) and Guidelines 0.00-7.01-05 ( МВ 0.00-7.01-05).

Рис. 3. Влияние температуры отжига на магнитные и механические свойства из стали 09Г2С

Особое внимание должно быть уделено диагностике мостовых кранов в литейных цехах [12], когда элементы конструкции крана подвергаются на каждом технологическом цикле палящие высокотемпературные газы, выпускаемые на жидком металле. Температура в нижних слоях, в то время как литье, достигает минимального 700-750 ° С, то есть температура нагрева стальной приближается к точке Кюри (что Т = 768 ° С в течение железа). Подойдя это результаты Температура точки к уменьшению коэрцитивной силы и в ухудшение механических параметров ( 0,2 является диапазон стали текучести, МПа; ?B является предельная точка силы стали, МPа).

Химический состав влияет на коэрцитивную силу в металле. Например, повышение концентрация углерода приводит к повышению коэрцитивной силы, в Электрическое сопротивление и к снижению насыщения намагниченности. Легирующих элементов в стали также привести к увеличение (Cr - хром, Si - кремний, никель - никель, алюминий - алюминий, медь - медь) или снижение (Mn - марганец) коэрцитивной силы. Значительный недостаток магнитного метода, основанного на NC коэрцитивной силы Hc (A/см) является его чувствительность к местных изменений в толщине стенки, что создает дополнительные проблемы для интерпретации результатов контроля. Метод, предложенный в Руководстве 0.00-7.01-05 (МВ 0.00-7.01-05), коэрцитивной силы пересчета в зависимости от толщины металла не производят ожидаемые результаты на практике.

Именно поэтому при оценке напряженно-деформированного состояния несущей конструкции в соответствии с изменениями в коэрцитивная заставить специалистов по контроля должны преодолеть препятствия, при этом прогнозирования оставшегося срока на номограмм магнитного контроля (рисунок 1) в элементах с толщиной металлопроката 12 мм и за ее пределами [13, 14]. Это объясняется тем, что существующая технология производить металлопрокат (с толщиной листа более 12 мм) предполагает крупнозернистый Структура металла с размером зерен 7 баллов и ниже (в зависимости от государства Стандартный 5639-82)

Увеличение размера зерен приводит к повторной производственных в прочностных свойств металла и, следовательно, коэрцитивная для CE уменьшается, а в связи с уменьшением длины зерна границы в ferrom agnetic структура [8]. Из-за НЕДОСТАТОЧНЫЙ разрешающую способность нт коэрцитиметров из КРМ-ЦК-2М Тип (если применяется к металлопроката с толщиной листа 12 мм и более) значений коэрцитивной силы (Нс/см) в некоторой степени занижены по сравнению с значениями коэрцитивной силы в стандартных контрольных образцов с толщина 8 мм, которые предоставляются с коэрцитиметр.

Для ковшей кранов, погрузочное место системы, кр Anes великой грузоподъемностью, толщина металлической строительной элементарных TS составляет более 12 мм. Для более точного прогнозирования оставшегося срока их металлических конструкций с помощью Метода магнитного управления мы можем рекомендовать (в дополнение к Руководство 0.00-7.01-05 (МВ 0.00-7.01-05) осуществлять переменных образцы поперечного сечения с известными механические свойства, химический состав микроструктуры металла и ценности коэрцитивная сила (Нс, A / см) в каждом поперечном сечении образца [14].

5. Выводы

Необходимо получить путем экспериментов зависимости (формулы), что позволит пересчитать коэрцитивной силы Нс на основе не только от толщины проверяемого металла но химического состава и точкой зерна в комплексе. Наиболее точный результат в прогнозировании оставшегося срока службы металлической конструкции крана могут быть получены путем применения металлическая конструкция удостоверения (MCC) который настроен на стадии производства крана.

Прогнозирование оставшегося срока сдужбы металлической конструкции с использованием магнитного способа неразрушающего контроля механических свойств металла на основе коэрцитивной силы является весьма перспективным способом. Руководство 0.00-7.01-05 (МВ 0.00-7.01-05) уже утвержден в Украине. Однако контроль периметра следует применять для получения лучших результатов в сочетании с OT ее методы NC (естественно, вместе с визуальным и измерения контроля и, например, с ультразвуковым методом НК)[15]. Он позволит исключить недостатки одного метода НК, чтобы хвалить методы ЧПУ и, таким образом, чтобы реализовать принцип избыточности для Hance надежность несущей машин строительного контроля.

Список использованной литературы

1. Андриенко Н.Н., Плетнев В.А., Степанов В.Н. и др., Искать ответы сообща, Подъёмные сооружения. Специальная техника, No. 4, 2008.

2. Григоро в О.В., Губский С.А., Прогнозирование остаточного ресурса металлоконструкции кранов с помощью магнитного метода неразрушающего контроля на основе коэрцитивной силы, Підвищення ефективності перевантажувальних, будівельних і колійних робіт на транспорті, Харьков 2006.

3.МВ 0.00-7.01-05. Методичні вказівки з проведення магнітного контролю напружено-деформованого стану металоконструкцій підйомних споруд та визначення їх залишкового ресурсу, Харків 2005.

4.РД ИКЦ «КРАН»-007-97/02. Магнитный контроль напряженно-дефор- мированного состояния и остаточного ресурса подъемных сооружений при проведении обследования и техническом диагностировании (экспертизе промышленной безопасности), Москва 2002.

5. McMaster R.C., The history present status and future development of eddy current tests, US Dep. Commer. Bur. Stand. Spec. Publ. No. 589, 1981.

6. Kryloff M., Balance electro-magnetique pour l’essal des propertes des asiers te des. Rev. met. 1905.

7. Gerbert N.J., A systematic invectigation of the correlation of the magnetic and mechanical properties of steel, Amer. Soc. Testing Master. Proc. 1919.

8.Михеев М.Н., Горкунов Э.С., Магнитные методы стуктурного анализа и неразрушающего контроля, Наука, Москва 1993.

9. Преловский А.И., Губский С.А., Практика применения магнитного (коэрцитиметрического) неразрушающего метода контроля при технической диагностике мостовых кранов, отработавших нормативный срок. Современные технологии и приборы неразрушающего контроля и технической диагностики. Современные технологии и приборы неразрушающего контроля и технической диагностики, Харьков 2004.

10.Попов В.А., Пичикин В.А., Преловский А.И., Губский С.А., Оценка напряженно-деформированного состояния металлоконструкций грузо- подъёмных кранов по изменениям коэрцитивной силы металла. Подъёмные сооружения. Специальная техника, No. 5, 2005.

11.Котельников В.С., Янов Л.И., Попов В.А., Попов Б.Е. и др., Паспорт магнитного контроля. Подъёмные сооружения. Специальная техника, No. 1, 2006.

12.Попов Б.Е., Левин Е.А., Котельников В.С., Липатов А.С., Диагностика мостовых кранов в литейных цехах. Безопасность труда в промышленности, 2005.

13. Губский С.А., Попов В.А., Практика применения эксперементальных образцов с переменным сечением при оценке значений коэрцитивной силы по результатам магнитного контроля металлоконструкций мостовых кранов, отработавших нормативный срок. Техническое перевооружение и безопасность в промышленной энергетике, Харьков 2006.

14.Григоров О.В., Губский С.А., Прогнозирование остаточного ресурса металлоконструкций кранов с толщиной элементов свыше 12 мм. Подъёмно- транспортная техника, Днепропетровск 2007.

15.Отчет по НИР по исследованию напряженно-деформированного состояния металлоконструкций главных балок кранов мостовых электрических г/п 20т (No. 1804) методами магнитной структуроскопии, 2004.