Дефекты тросов, отбраковка стальных канатов

В процессе эксплуатации стальные канаты и тросы должны подвергаться регулярному контролю. В зависимости от типа зданий или оборудования, в которых используются изделия, устанавливаются различные периоды осмотра: ежедневный, ежемесячный, квартальный, ежегодный. Персонал, допущенный к обслуживанию и проверке канатов, обязан пройти обучение и проверку знаний по конструкции, нормам допусков и браковки. Осмотр выполняется в соответствие с технической документацией завода-изготовителя и инструкциями по эксплуатации.

Фиксация результатов осмотра, выявленные повреждения выполняется в специальном журнале установленной формы. К примеру, лифтёры, машинисты кранов на ж.д. ходу, крановщики, электромеханики осматривают канаты перед началом каждой рабочей смены. Они знакомятся с записями в журнале, осматривают состояние тросов и канатов, крепёжные элементы, канатоведущие шкивы и опорные блоки. По результатам осмотра вносится запись в журнал, содержащая дату осмотра, выявленные замечания, фамилию и подпись ответственного лица.

Пример оформления журнала по осмотру канатов

Периодичность проведения контроля

Каждое предприятие или производственное подразделение имеет штат инженерно-технических работников, ответственных за текущее содержание тросов и канатов. Они назначаются приказом руководителя предприятия. Списки таких работников ежегодно пересматриваются.

В ходе периодического осмотра канатов контролируется:

- внешнее состояние;

- процесс движения от начального к конечному положению;

- диаметр и длина.

При движении каната не должно быть рывком и заеданий подвижных частей механизмов, трос или канат должны плавно наматываться на барабан. Диаметр и длина изделий контролируются с помощью специального мерительного инструмента, имеющего свидетельства о поверке.

Канаты могут подвергаться и специальным осмотрам. Они выполняются при технических освидетельствованиях грузоподъёмных машин и механизмов, иного оборудования и выполняются с помощью дефектоскопов. При специальном осмотре канат осматривается по всей длине: проверяется наличие обрывов проволоки, коррозии, равномерность сечения, степень износа.

Дефектоскопия выполняется в установленные периоды для конкретного типа оборудования.

Таблица 1

Периодичность дефектоскопии

На что обращают внимание при осмотре

Канат необходимо осматривать по всей длине, но заострять внимание нужно на следующих участках:

• отрезок каната или троса, проходящий через подвижный блок;
• в месте заделки концов каната;
• в месте крепления на барабане;
• внутренних частях на участках, подверженных интенсивному износу.

Внутренний контроль каната механическим способом позволяет частично оценить состояние его внутренних проволок, проверить наличие обрыва и выявить очаги коррозии. Для этого на ненагруженном канате закрепляются два зажима на расстоянии 200-400 мм, один зажим жёстко фиксируется, а второй проворачивается в направлении противоположном свивке. Наружные пряди раскрываются и дают возможность проверить состояние сердечника.

Установка зажимов при внутреннем контроле

Методы и средства контроля стальных канатов

Установлено 4 способа контроля технического состояния тросов и канатов:

1. визуальный;
2. путём проведения дефектоскопии;
3. инструментальный;
4. деформационный.

Визуальный метод самый простой. Он заключается в оценке состояния каната по поверхностным признакам. Инструменты и оборудование при таком контроле не используются.

Инструментальным методом контролируют линейные параметры канатов: длину, диаметр, местное сужение. Для этого используются специализированные проверенные мерительные инструменты.

При деформационном методе оценивается техническое состояние канатов по степени деформации в процессе его циклического нагружения.

При дефектоскопии выявляют возможные обрывы проволоки, скрытые дефекты. Проверка производится с помощью магнитных, ультразвуковых и рентгеновских дефектоскопов.

Инструментальный контроль проводится с помощью металлических линеек, микрометров, штангенциркулей. Проверку деформаций выполняют приборами, класс точности которых не ниже 0,1%. Для дефектоскопии используются поверенные ультразвуковые и магнитные дефектоскопы. Дефектоскопия производится работником, прошедшим специальную подготовку и имеющим соответствующий уровень допуска.

Критерии браковки

Безопасность эксплуатации стальных канатов устанавливается следующими критериями:

• общим числом и характером обрыва проволок;
• количеством мест с обрывами проволок;
• общей площадью наружной и внутренней коррозии;
• степенью износа;
• числом оборванных пряжей;
• местным уменьшением диаметра;
• уменьшением площади поперечного сечения;
• корзинообразными и волнистыми деформациями;
• выдавливанием проволок и прядей;
• температурными повреждениями;
• повреждениями, вызванными электрическим разрядом;
• интенсивностью роста остаточного удлинения.

При подсчёте общего числа оборванной проволоки выбирается участок с наибольшими визуальными повреждениями. При этом два конца оборванной проволоки принимаются равными одному обрыву.

Характер обрывов проволок и прядей

Канат бракуется, если на участке длины равным 6×d выявлены разрывы двух и более рядом лежащих проволок в наружном слое. Также канат подлежит браковке, если оборванные концы выступают наружу.

Если канат закрытой конструкции имеет более 16,6% оборванных проволок и используется в качестве грузо-людского или людского, он также подлежит браковке. Канат не допускается к эксплуатации, если выявлена хотя бы одна оборванная прядь.

Для канатов двойной и тройной свивки действуют одни и те же критерии выбраковки.

Коррозия и износ

При проверке каната замеряется диаметр наружных проволок. Если диаметр уменьшился на 40% и более по причине интенсивного износа, канат бракуется. При этом длина площадки износа значения не играет. Износ проволоки на 40% и более классифицируется как обрыв.

В некоторых ситуациях замерить износ проволоки весьма проблематично. Поэтому используется методика, заключающаяся в измерении ширины и длины лыски изношенной поверхности. Уменьшение диаметра в % при этом определяется на основании табличных данных.

Таблица 2

Определение износа косвенным методом

Поверхностная коррозия проволок каната имеет три стадии развития:

1. Начальное окисление. Диаметр каната уменьшается на 2%;
2. Значительное окисление. Диаметр каната уменьшается на 4%;
3. Интенсивное окисление. Диаметр каната уменьшается на 7%.

Начальное окисление

Значительное окисление

Интенсивное окисление

Выявить износ проволок выше 40% достаточно легко. Для этого не нужен мерительный инструмент. Основной визуальный признак – исчезновение впадин между проволоками. В местах интенсивного износа появляется характерный металлический блеск, а наружные поверхности проволок приобретают чёткие грани.

Местное уменьшение диаметра

Диаметр канатов в процессе эксплуатации уменьшается в результате поверхностного износа. Уменьшение может быть вызвано и коррозией, активно развивающейся при эксплуатации канатов в условиях повышенной влажности воздуха. Канат бракуется, если его диаметр уменьшился на 7% и более даже при отсутствии визуальных признаков износа. При эксплуатации канатов с металлическими сердечниками местное уменьшение/увеличение диаметра встречается чаще всего. Это явление объясняется тем, что при движении каната без нагрузки на одном конце концентрируется избыточная длина сердечника, а на другом происходит его растяжение. Под действием знакопеременных нагрузок возможен разрыв сердечника, что и является причиной уменьшения диаметра на локальном участке.

Если при осмотре каната выявлены повреждения сердечника: разрыв, смятие, износ, то он бракуется. Уменьшение диаметра также встречается у канатов с органическим сердечником. Это возникает из-за старения волокон под действием влаги атмосферного воздуха, смазки, перепада температур.

Местное уменьшение диаметра

Уменьшение площади поперечного сечения

Контроль площади сечения производится при дефектоскопии. При выявлении потери сечения более установленной нормы канат бракуется. Нормы устанавливаются технической документацией для каждого подъёмного механизма, сооружения, оборудования.

Уменьшение сечения возникает из-за комплексного воздействия коррозии на стальные элементы и изнашивания проволоки. Часто к уменьшению площади сечения приводят локальные обрывы.

Контроль технического состояния тросов

Основания для отбраковки тросов указывают в эксплуатационной инструкции к грузоподъёмным механизмам и кранам, при их отсутствии – в действующих государственных стандартах. Если в документации нет особых указаний, неподвижные тросы выбраковывают раз в 5 лет, вне зависимости от состояния.

Повреждение троса – результат воздействия нескольких дефектов. Степень разрушения каната оценивают подготовленные специалисты. Если состояние быстро ухудшается, нужно определяться с причинами и устранять их. В крайней ситуации изделие выбраковывают.

Если дефекты выявлены на небольшом участке троса, возможна отбраковка только этого куска с его отрезкой и укорочением общей длины.

Выбракованный трос можно менять только на изделие, описанное в технической документации к крану. Совпадение диаметра, типа, конструкции, минимальных разрывных усилий – обязательны. Фиксация оконечностей троса на грузоподъемных механизмах делается по рекомендованной методике от изготовителя крана. Если используют альтернативный вид троса или видоизменяют его крепление, нужно получить согласование от представителя компании-изготовителя грузоподъемного агрегата или надзорного органа, имеющего специальное разрешение.

Новый трос имеет заводской сертификат качества, без него установка изделия не допустима. Оригинал документа/копию сохраняют с инструкцией по эксплуатации крана. В последний документ вносят сведения при замене каната.

Периодические проверки

Число периодических проверок канатов определяет эксплуатационная документация конкретного технического устройства: крана, грузозахватного приспособления, тали, лебёдки. Ее определяют:

• государственный орган технического надзора за грузоподъемными устройствами.
• вид оборудования и режим его работы.
• условия наружной среды в месте установки агрегата.
• результаты прошлых проверок.
• срок эксплуатации троса и опыт его использования на аналогичных механизмах.

Специалист, проводящий периодический контроль, может порекомендовать сократить время между проверками из-за условий эксплуатации крана, смены режима его работы, а также происшедших инцидентов.

При периодической проверке осматривают всю длину каната. Если он очень длинный, допускается осмотр его рабочего участка с 5-ю витками на барабане. Если меняется конфигурация грузоподъёмного механизма с увеличением рабочей длины троса, осматривают этот дополнительный участок.