Основные причины аварий башенных кранов и меры для их устранения

Дата публикации: 
04.08.2015

башеный кран в москве

А аварийность башенных кранов составляет 40 % общего количества аварий грузоподъемных кранов. Причины повышенной аварийности по сравнению с другими кранами в первую очередь связаны с частой перебазировкой башенных кранов с объекта на объект, сопровождающейся частичной или полной разборкой крана на узлы, а также удаленностью этих объектов от баз обслуживания, что усложняет контроль за состоянием, своевременным обслуживанием и качеством ремонта кранов.

Имеющиеся данные позволяют выделить три основные группы причин аварий башенных кранов:

  • несоответствие состояния конструкции кранов требованиям безопасности;

  • несоблюдение установленных требований к монтажу и демонтажу;

  • нарушение условий безопасной эксплуатации.

Аварии, обусловленные несоответствием состояния конструкции кранов требованиям безопасности.

Указанные аварии могут быть вызваны недостатками конструкции (в том числе изготовления) узлов кранов или нарушениями требований к обслуживанию и ремонту кранов в процессе эксплуатации.

Как показывают материалы расследования аварий, конструкции кранов обычно разрушаются в наиболее нагруженных узлах, в которых при эксплуатации образуются трещины. При этом трещины могут развиваться медленно (до нескольких лет) или практически мгновенно (при хрупком разрушении). Последнее представляет наибольшую опасность для конструкций, так как происходит без заметной деформации или образования видимых трещин, и поэтому трудно диагностируется.

Результаты многолетней эксплуатации кранов различных типов позволяют сделать вывод, что наименее надежный узел башенного крана - кольцевая неповоротная рама - сложная сварная конструкция с местами повышенной концентрации напряжений, для которых расчет напряженного состояния затруднен.

На многих башенных кранах, изготовленных в 1960-1990-х гг., установлены кольцевые рамы, не обладающие необходимой несущей способностью, что приводит к их разрушению в процессе эксплуатации.

Разрушение рам - наиболее частая причина аварий кранов С-981. Обычно разрушаются сварные швы, соединяющие элементы нижнего листа и (или) нижний лист с проушинами и боковыми вертикальными листами. Доработка заводом конструкции рамы и усиление ее при эксплуатации не дали ожидаемого эффекта. После дальнейшей переработки раму использовали на кранах КБ-308. К настоящему времени большинство башенных кранов С-981 списано, а эксплуатация оставшихся в связи с повышенным риском может быть допущена только как исключение, с жесткими ограничениями условий применения и обслуживания.

Аналогичные разрушения нижних листов рам наблюдались на кранах КБ-160.2, КБ-401А, КБ-403А, выпущенных до 1980 г. Это привело к необходимости доработать конструкции рам. В дальнейшем в целях снижения металлоемкости верхний лист рамы из стали толщиной 18-20 мм заменили листом из стали 09Г2С-12 толщиной 11 мм и уменьшили толщину обечаек с 10-12 до 8 мм. Указанные изменения привели к увеличению числа аварий кранов КБ-403А и КБ-403Б. В частности, 20.06.95 в Чебоксарах произошла авария башенного крана КБ-403А (заводской № (далее - №) 121), изготовленного Подольским заводом «Стройтехника». В ходе расследования установлено, что при работе крана верхний лист рамы оторвался от обечаек и внутренних ребер жесткости, и это привело к падению башни. Рама разрушилась из-за нарушения технологии приварки внутренних ребер жесткости, в результате чего не была обеспечена ее необходимая несущая способность: в местах концентрации напряжений в зоне приварки подкладного кольца под опорно-поворотное устройство (далее ОПУ) к верхнему листу возникли усталостные трещины, которые активно развивались при работе крана. Те же недостатки имеют облегченные ходовые рамы, изготовленные другими заводами. Поскольку эти рамы не подлежат ремонту, их необходимо заменять рамами усиленной конструкции КБ-403Р.01.01.000.

Путем диагностирования (в соответствии с МУ 22-28-01-96) выявлены трещины на 22 % рам, находящих-ся в эксплуатации, и обнаружено несоответствие марки и толщины стали верхних листов проектным значениям (что снижает несущую способность) на 30 % рам. С учетом полученных данных разработаны критерии выбраковки и условия работы кранов в случае дальнейшего использования таких рам, определен предельный срок эксплуатации последних в случае отсутствия дефектов с признаками трещин - 12 лет с момента изготовления. После этого рама должна быть заменена.

Выявлена низкая несущая способность кольцевых рам крана-лесопогрузчика КБ-572. После (1,5-г2)-105 циклов работы крана в месте пересечения сварных швов соединений наружной обечайки с верхним листом рамы и боковым листом проушины крепления к башне появляются усталостные трещины. Активно развиваясь, они достигают иногда нескольких десятков сантиметров, что может привести к аварии крана. Качественно отремонтировать раму можно, только разгрузив ее, т.е. разобрав кран. Поэтому ремонт рам должен совмещаться с капитально-восстановительным ремонтом (далее КВР) кранов и выполняться в соответствии с РРД 28-КБ-572-99, согласованным с Ростехнадзором России, Необходимо также реконструировать краны с уменьшением грузового момента и снятием плит противовеса для снижения нагрузок на конструкцию. Предварительно должна быть подтверждена возможность дальнейшей эксплуатации крана по результатам оценки его остаточного ресурса.

Крупные аварии кранов типа КБ-405 в первые годы их производства вызваны недостаточной несущей способностью кольцевых рам: разрушался нижний лист в месте перехода к проушине, где возникала существенная концентрация напряжений. В дальнейшем конструкцию рам переработали, увеличив геометрические размеры сечения. Однако еще продолжают эксплуатироваться краны, ходовые рамы которых должны быть усилены (по информационному письму Ржевского завода). Кроме того, нужно принять дополнительные меры для контроля за состоянием рам.

При расследовании аварии крана КБ-503А (№ 259) в Москве выявлена недостаточная несущая способность подкосов крепления башни к двуногой стойке, что привело к их разрушению и падению башни. Обнаружены конструктивные недостатки подкосов. В частности, трубу подкоса, нагружаемую растягивающим усилием, приваривали к наружной стороне листа проушин поперек плоскости проката. За длительное время работы крана (близкое к двум нормативным срокам службы) лист постепенно расслоился в ослабленной сваркой зоне проушин и затем разрушился. Дефекты подкосов обнаружены и на других кранах типа КБ-503 и КБ-504 (21 кран). С учетом полученных результатов разработана новая конструкция подкоса, а на эксплуатирующихся кранах усилены подкосы, на которых не найдены дефекты.

Заслуживают внимания причины аварии крана КБМ-401 (№400) со стрелой 40 м, происшедшей в Н. Новгороде 26.03.04, в первые месяцы использования крана (наработка к моменту аварии составляла всего 122,3 ч). Авария случилась при разгрузке автомашины с арматурой. Вследствие перегрузки сработал ограничитель грузоподъемности (ОГП), а через несколько секунд разрушился верхний пояс стрелы в месте крепления стрелового расчала, после чего часть стрелы (до места отрыва) упала вниз. При анализе обстоятельств аварии установлено, что напряжения в верхнем поясе стрелы были близки к предельным. В процессе эксплуатации кран испытывал перегрузки, в результате которых образовалась микротрещина в месте приварки проушин стрелового расчала (место наибольшей концентрации напряжений от сварки). При очередной перегрузке в этом сечении произошло хрупкое разрушение пояса, чему способствовала повышенная чувствительность стали к У-образному концентратору напряжений. Впоследствии с целью снизить напряжения в поясе стрелы на заводе изменили конструкцию ее крепления.

К авариям, вызванным изменениями в технологии или качестве изготовления узлов при производстве кранов, относится разрушение консоли противовеса крана КБ-572 в месте соединения раскосов боковых граней с нижним поясом (19.02.99 в Москве). При расследовании установлено, что напряжения в элементах в месте разрушения существенно ниже расчетных сопротивлений, и разрушение вызвано непроваром в сварных соединениях. Дефекты связаны с резким ухудшением качества изготовления кранов в конце 1980-х - начале 1990-х гг. Разработанные рекомендации по контролю состояния и ремонту консоли включены в документацию КВР кранов.

Причинами аварий башенных кранов известных европейских фирм также могут быть конструктивные недостатки. Так, на кране НДТ70 (№81578) фирмы РОТА1Ы (Франция) через пять лет эксплуатации обнаружены трещины протяженностью до 50 см в месте приварки кронштейна под подкос башни. Трещины вызваны недостатками конструкции и, вероятно, возникли при перебазировке крана.

К основным причинам аварий башенных кранов относятся нарушения при их обслуживании и ремонте (особенно часто это наблюдается на предприятиях, имеющих небольшое число кранов). Подтверждением служит высокая аварийность кранов-лесопогрузчиков КБ-572, которые преимущественно используются небольшими предприятиями, не располагающими квалифицированными кадрами рабочиx-ремонтников. Поэтому, несмотря на ряд директивных писем и специально разработанную документацию, обследование и ремонт значительной части кранов не выполняются или проводятся не в полном объеме. Например, по материалам аварии крана-лесопогрузчика КБ-572, происшедшей в 2001 г. из-за отсутствия болтов крепления ОПУ (на момент аварии из 48 болтов осталось 13), разработаны мероприятия по повышению безопасной эксплуатации кранов-лесопогрузчиков. Однако в последующие годы произошло еще несколько аналогичных аварий. Владельцы кранов продолжают игнорировать требования инструкции по их эксплуатации, в которой указывается на необходимость ежесменного контроля наличия болтов ОПУ и проверки их затяжки через каждые 250 ч работы крана.

В январе 2002 г. в Перми по причине разрушения ходовой рамы произошла авария крана С-981. Как оказалось, ходовая рама крана по результатам экспертного обследования подлежала списанию еще в 1999 г. В сентябре 2000 г. в ОАО «Трест «Гидромонтаж» при разгрузке баржи, находившейся в шлюзе Богучанской ГЭС, специальным монтажным краном КБСМ-50 оборвалась проушина правой тяги стрелового полиспаста крана, в результате чего стрела разрушилась. Причина аварии - усталость металла вследствие длительной эксплуатации крана, отработавшего нормативный срок службы, без диагностического обследования.

Из материалов расследования аварий кранов следует, что их ремонт часто выполнялся формально. Например, 10.09.03 в Москве при строительстве делового центра во время перемещения бадьи с бетоном на полном вылете оторвалась и упала вниз верхняя (поворотная) часть крана 1М-120 НС, изготовленного по проекту фирмы ИЕВНЕЯ (Германия) в Югославии. В ходе расследования аварии выяснено, что кран перед установкой на объекте ремонтировали. При этом часть болтов была восстановлена путем приварки к головке болта резьбовой части, изготовленной из непригодной для крепления ОПУ стали.

В материалах обследования различных башенных кранов экспертами часто отмечаются факты нарушения требований раздела 3 ПБ 10-382-00, в том числе отсутствие проекта и технических условий на ремонт, данных о примененных металлах и сварочных материалах, сведений о проверке качества сварки и квалификации сварщиков. В паспортах кранов, как правило, ремонт конструкций не фиксируется. Указанные нарушения приводят к снижению несущей способности конструкций в местах ремонта и повышают вероятность аварийных ситуаций при работе кранов.

Аварии при монтаже и демонтаже башенных кранов

Основная причина аварийных ситуаций при монтаже (демонтаже) башенных кранов - отклонение технологии работ от установленных требований, чему способствует неполнота или неточность ее изложения в инструкциях заводов-изготовителей.

На кранах с подъемными стрелами аварии чаще всего возникают при опускании стрелы ниже горизонтального уровня или при ее подъеме в рабочее положение. Так, 26.04.01 в Москве (Южное Бутово, ул. 1-я Мелитопольская) при опускании стрелы крана КБ-405.2А для настройки концевого выключателя произошли поломка башни и падение крана в сторону противовеса, что привело к гибели крановщика.

Аналогичная авария случилась 15.08.00 в Красногорске Московской обл. Во время работы крана КБ-405.1А (№ 67), изготовленного ПО «Завод «Красное Сормово» в 1989 г., стрела самопроизвольно опустилась ниже горизонтального положения из-за неисправности тормоза стреловой лебедки. Попытка поднять стрелу привела к разрушению башни и падению крана в сторону противовеса.

При рассмотрении причин аварий выявлено, что обслуживающий персонал, не имевший необходимой квалификации, нарушил установленные требования к монтажным операциям со стрелой: положение монтажной стойки не контролировалось, она не была установлена в проектное положение (на пояс корневой секции стрелы), краном управляли из кабины. Указанные нарушения привели к перегрузке поясов и раскосов башни и в итоге к их разрушению и последующему падению крана.

Подобные аварии характерны для всех кранов типа КБ-405, на которых используются конструкции монтажных стоек трех видов. Для кранов раннего выпуска предусмотрено скольжение монтажной стойки по верхнему поясу стрелы, в результате чего происходит износ верхнего пояса. С целью исключить эти износы на кранах более позднего выпуска (до 1990 г.) на основании стрелы закреплен ролик, а на монтажной стойке установлена направляющая линейка, которая перемещается по ролику. Для улучшения конструкции после 1990 г. ролик устанавливают на монтажной стойке (перекатывается он по верхнему поясу стрелы). После доработки конструкции монтажная стойка может свободно перемещаться по стреле крана без деформации направляющей линейки, заедания в проушинах оголовка и ролике, расположенном на стреле (краны выпуска до 1990 г.) или на монтажной стойке (краны выпуска после 1990 г.). Однако обычно для исключения контакта со стрелой во время работы крана монтажную стойку привязывают проволокой к оголовку, создавая тем самым нештатную ситуацию, не предусмотренную эксплуатационной документацией.

В целях исключения нештатных ситуаций при монтаже кранов типа КБ-405 на Ржевском краностроительном заводе внесли изменения в конструкцию и усовершенствовали способ крепления монтажной стойки к оголовку, который традиционно используют монтажники. Разработаны конструктивные элементы, предназначенные для крепления монтажной стойки к оголовку в положении, которое она занимает при максимальном угле подъема стрелы, и доработана конструкция оголовка для облегчения доступа к монтажной стойке и ее крепления. Все изменения конструкции отражены в чертежах КБ-405-1А.03.05.000Д. В инструкцию по монтажу также внесены изменения и дополнения, регламентирующие процедуру крепления монтажной стойки к оголовку и обратной ее установки на стрелу. Доработанная на заводе конструкция может использоваться и для других кранов типа КБ-405, находящихся в эксплуатации. При этом нужно учитывать, что на многих кранах, имеющих ролик на конце монтажной стойки или на основании стрелы, совместная работа стрелы и стойки осуществляется нормально. Поэтому владелец крана, принимая решение о необходимости доработки конструкции, берет на себя дальнейшую ответственность.

Аналогичные аварии при монтаже возникали и на изготовленных в 1960-1980-х гг. кранах другого типа с подъемной стрелой: КБ-160.2, КБ-401 и КБ-402. Их монтажные стойки имеют те же конструктивные недостатки, что и стойки кранов типа КБ-405. К тому же на стрелах этих кранов раскосы верхней грани корневой секции стрелы приваривают к поясам так, что их сплющенная часть выступает за верхний габарит поясов, в результате чего ролики монтажной стойки при движении вдоль поясов задевают за выступы, повреждая раскосы. Поэтому при эксплуатации кранов монтажную стойку привязывают к оголовку проволокой.

Для повышения безопасности эксплуатации указанных кранов создан проект доработки корневой секции стрелы. Доработка заключается в установке защитных элементов на верхние пояса стрел в зоне их контакта с монтажной стойкой, на которые должна опираться стойка, не касаясь несущей трубы верхних поясов. Чертежи доработки КБ-160.2(401 ;402).80.20.000Р и технические требования к ее реализации на кранах вошли в состав РРД22-28-КБ-160.2-00 «Руководство по капитально-восстановительному ремонту несущих конструкций башенных кранов типа КБ-160.2».

При расследованиях причин аварий различных кранов с подъемной стрелой установлено, что в инструкциях по эксплуатации и техобслуживанию не описаны операции, связанные с обслуживанием на смонтированном кране электрооборудования и устройств безопасности, расположенных на стреле; не учтено, что для проведения таких работ, как правило, требуется опускание стрелы вниз, а в составе ремонтной бригады обязательно должен быть монтажник.

Разработанные предложения для устранения этих недостатков, в частности, были реализованы Ржевским заводом в Руководстве по эксплуатации кранов типа КБ-405, куда они вошли как дополнительные указания по обслуживанию труднодоступных узлов крана, в том числе концевого выключателя ограничителя высоты подъема. Аналогичные дополнения необходимо внести и в эксплуатационную документацию других кранов.

При монтаже (демонтаже) кранов V размерной группы с поворотной башней различного исполнения со стрелами длиной 35 м, согласно инструкции по монтажу, канаты, расположенные сзади башни и разгружающие ее от массы стрелы, можно ослаблять. При монтаже кранов со стрелами длиной 40 и 45 м с существенно большей массой стрел это не допускается, в связи с чем в схеме монтажа появляется много дополнительных трудоемких операций, значительно усложняющих монтаж. На практике для ускорения работ монтажники не всегда выполняют требования инструкции, что приводит к аварийным ситуациям, а иногда и к авариям. Именно из-за такого нарушения при демонтаже крана КБ-503 (№494) произошла авария в Москве (Митино) 24.08.98. Основная причина аварии - отступление от технологических карт и инструкции по монтажу, заключающееся в использовании механизма подъема груза для поддержания (страховки) демонтируемой секции. Это привело к дополнительным статическим и динамическим нагрузкам на неуравновешенную башню и в конечном итоге к ее изгибу и разрушению.

В целях снижения возможности аварийных ситуаций и уменьшения трудоемкости монтажных работ на кранах КБ-503 и КБ-504 последних модификаций используют новую конструкцию подвески стрелы при монтаже. Подвеску осуществляют таким образом, чтобы момент от массы стрелы любой длины, передающийся на башню, не превышал величину, при которой нет необходимости создавать разгрузку башни натянутыми канатами, расположенными сзади башни.

При наращивании башни для установки секций под проемом ее основания используют наезд краном на установленную перед ним секцию (внутри колеи рельсового пути). Башня во время наезда не закрепляется на диагональных балках, а опирается на выдвижные упоры и ролики основания. При большой высоте башни эта операция довольно опасна из-за наличия зазоров между роликами и поясами башни и возникновения динамических нагрузок в процессе передвижения крана.

В СКТБ БК разработано специальное устройство для монтажа и демонтажа секций башни, позволяющее отказаться от передвижения крана при монтаже. Устройство крепится к ходовой раме крана и обеспечивает возможность перевода секции башни из горизонтально-го в вертикальное положение и ее стыковки с башней. Оно позволяет также легко демонтировать секции, что обычно затруднено из-за их перекоса, неточности изготовления и трения в контактирующих элементах стыков башни. Собственной массы секций для преодоления этих помех практически всегда недостаточно, а предусмотренный инструкцией способ разъединения секций (путем упора ломом в специальные кронштейны на поясах секций) опасен и недостаточно эффективен из-за перекосов. Чтобы облегчить разъединение секций башни, на практике используют механизм поворота крана, с помощью которого башню поворачивают из стороны в сторону до упора нижней части отсоединяемой секции в проушины ходовой рамы. В результате при съеме секции могут быть повреждены различные элементы конструкции крана. Применение специального устройства позволяет исключить повреждения металлоконструкции при монтаже и соответственно аварию крана.

Аварии кранов с неповоротной башней типа КБ-573, КБ-674, КБ-676 при монтаже обычно происходят вследствие сложности уравновешивания поворотной части конструкции относительно монтажной стойки. Так, 01.04.99 в Москве при монтаже крана КБ-676.3 (№ 46) разрушилась монтажная стойка, и верхняя часть крана упала на площадку. При расследовании установлен©, что для уравновешивания верхней части крана монтажники использовали не предусмотренный инструкцией нештатный груз, подвешенный к стреле. Обрыв его привел к воздействию на монтажную стойку дополнительного момента, существенно превышающего расчетный.

По инструкции при монтаже конструкцию уравновешивают путем перемещения тележки с противовесом на консоли крана. Однако на практике для некоторых кранов КБ-674 и КБ-676 этого недостаточно и для них должны быть внесены необходимые уточнения в инструкции по монтажу.

В последнее десятилетие в России получили широкое распространение краны, на которых применяется механизм выдвижения башни с гидроприводом. Несмотря на преимущества механизмов с гидроприводом, их применение не исключает аварии кранов при монтаже. В частности, 30.11.98 на территории испытательного центра НИИ БК (г. Ржев) при опускании монтажной обоймы крана КБ-473 (№ 4) и 21.06.03 на строительной площадке офисного здания ОАО «ЛУКОЙЛ» в Москве при демонтаже крана 1М-120НС упали монтажные обоймы. Как показало расследование, аварии вызваны несогласованностью действий монтажников и нарушением ими инструкций по выполнению работ. При авариях монтажники находились на подвижной части (площадки обойм), что привело к их гибели. Нахождение монтажников на движущихся узлах крана КБ-473 не допускается, однако в связи со сложностью перехода с движущихся узлов крана на неподвижные узлы это требование, как правило, не выполняется.

Указанные аварии подтверждают, что при монтаже башенных кранов нахождение монтажников на их движущихся частях не должно допускаться. Кроме того, целесообразно ввести различные блокировки, запрещающие неконтролируемые движения монтажного устройства, например концевые выключатели, исключающие возможность движения при нарушении контакта опорных элементов (как это сделано после аварии на кранах КБ-473).

Введенные в 2002 г. РД 22-28-37-02 регламентировали требования к организации монтажа и демонтажа кранов, в том числе к подготовке соответствующей технической документации на выполнение всего объема работ, связанных с монтажом башенных кранов. Разработка предписанных этим документом альбомов технологических карт на монтаж (демонтаж) крана позволит уточнить операции, недостаточно четко описанные в инструкциях, а также доработать сами инструкции для устранения недостатков, выявленных в процессе эксплуатации кранов.

Особое внимание должно быть обращено на разработку документации для монтажа импортных кранов, так как требования заводов-изготовителей к эксплуатационной документации существенно расходятся с требованиями РД 22-28-37-02. Например, в эксплуатационной документации крана СВР 36Н-4 (Италия) указано, что документация «не подменяет собой опыт и мастерство монтажника и оператора крана, что при ответственных операциях документ является лишь удобным пособием для оператора, который знаком с краном конкретного типа, что изготовитель не несет ответственности за последствия, возникающие при использовании монтажников, не принадлежащих к полевой службе изготовителя». Поэтому необходимо пересмотреть документы по монтажу импортных кранов, привести их в соответствие с требованиями РД 22-28-37-02, привлекая для этого краностроительные организации, имеющие опыт подобной работы. Аварии по причине нарушения условий эксплуатации кранов.

К нарушениям условий эксплуатации башенных кранов относятся перегрузка, неудовлетворительное состояние крановых путей и проведение работ при скорости ветра, превышающей предельные значения.

Наиболее часто (30 % случаев) причиной аварий башенных кранов является перегрузка, обычно связанная е дефектами ОГП или его отключением. Так, 03.07.00 в 000 «ИП К.И.Т.» (г. Воронеж) при перемещении растворной станции башенным краном КБ-403 на строительстве жилого дома из-за перегруза кран опрокинулся и разрушился; крановщик погиб. В июне 2003 г. на строительной площадке в Москве во время разгрузки автомашины с арматурой и последующей подачи ее к месту работ при изменении вылета упал башенный кран КБ-408.23, принадлежащий 000 «Механизация-155». Крановщик погиб. ОГП не сработал, хотя перегрузка крана составила не менее 300 %.

Данные об авариях кранов из-за перегрузки свидетельствуют, что они чаще всего случаются со строительными кранами, установленными на различных складах и лесных биржах, где производственный контроль и обслуживание значительно ниже, чем в управлениях механизации. Примерами служат следующие аварии с падением и разрушением башенных кранов из-за неисправности ОГП:

  • 06.01.00. Кран КБ-403. Погрузоразгрузочные работы на лесной бирже в ЗАО «Велико-Устюгская фирма «Экспродрев»;

  • 16.08.01. Кран КБ-403. Перемещение пакета лесоматериалов на нижнем складе в 000 «Даммерс»;

  • 19.11.01. Кран БКСМ-7-5. Перемещение пиломатериалов на складе № 36 базы материально-технического снабжения завода «Электрокабель».

Обычно проект производства работ, в котором учитываются особенности грузовых характеристик строительных кранов с обратно пропорциональным снижением массы груза при увеличении вылета, для этих кранов отсутствует. Такая особенность создает серьезные трудности при использовании строительных кранов для погрузоразгрузочных работ, и довольно часто ОГП кранов отключают. Так, 24.04.00 в ОАО «Бийский завод «Электропечь» на складской площадке транспортного цеха при подъеме пачки пиломатериалов башенным краном КБ-309 ХЛ произошло его падение с деформацией и разрушением металлоконструкций. Кран восстановлению не подлежит. Травмирован крановщик. ОГП крана был преднамеренно выведен из строя. Перегрузка крана составила 60 %.

В ОАО «Коршуновстрой» 11.12.99 на участке подготовки древесины при разгрузке полувагона с лесом в результате перегрузки опрокинулся башенный кран КБ-100. Повреждена башня, деформированы стрела, кабина, ходовая рама. Крановщик смертельно травмирован. ОГП крана был отключен.

Чтобы исключить отключение приборов безопасности в условиях эксплуатации, нужно разрабатывать новые конструкции кранов, в которых система управления и приборы безопасности (контролирующие нагрузку крана, перемещение его и груза, наработку крана и его механизмов, скорость ветра и другие показатели работы крана) объединены в единую систему на базе микропроцессора. Для таких интегральных систем, которые работают по программе, несанкционированные отключения приборов безопасности исключаются. При этом нарушения в работе приборов безопасности регистрируются в долговременной памяти микропроцессора. Кроме того, оперативная запись данных о работе крановщика позволяет оценить его действия в период, предшествующий аварии крана, что должно повысить ответственность крановщика. В комплексных приборах безопасности башенных кранов нового поколения типа ОНК часть этих требований реализована. Дальнейшее их развитие должно обеспечить решение проблемы надежного контроля работы башенных кранов.

Многочисленные аварии башенных кранов обусловлены дефектами крановых путей из-за нарушения регламентированных РД 22-28-35-99 требований к конструкции, устройству и безопасной эксплуатации последних. По материалам расследований основными причинами аварий кранов являются следующие нарушения:

  • несоблюдение технологии подготовки нижнего строения пути, использование неоднородного материала (различной плотности), попадание в грунт снега и льда, что вызывает просадку путей при эксплуатации;

  • отсутствие или несоблюдение требований к выполнению водоотливных канав в земляном полотне нижнего строения, что приводит к ненадежному состоянию пути, особенно в осенний и весенний периоды;

  • применение нестандартных опорных элементов (железобетонные балки и плиты, шпалы, крепления рельсов) и несоответствующих требованиям материалов балластных призм верхнего строения, что может быть причиной разрушения элементов и создания аварийной ситуации;

  • деформация и разрушение выключающих линеек, в результате чего не срабатывают конечные выключатели механизма передвижения крана;

  • применение тупиковых упоров, неисправных или не соответствующих типоразмеру крана.

В настоящее время преимущественно применяют ударные тупиковые упоры, созданные в 1960-е гг. для кранов НМУ типоразмерных групп с грузовым моментом 100-160 т-м. В процессе использования выявлены недостатки их конструкции, которые существенно влияют на работоспособность упоров (отгиб щек захватов, смятие поверхности клина, при котором не обеспечивается самоторможение упоров, резкое снижение удерживающей способности их при износе головки рельса и др.). Учитывая недостаточную надежность этих упоров, на кранах довольно часто устанавливают на каждой нитке пути по два упора на расстоянии 50 см друг от друга. Однако из опыта эксплуатации известно, что такая установка неэффективна, так как в аварийной ситуации кран последовательно сдвигает упоры, практически не снижая скорости. Сейчас разработаны и выпускаются новые тупиковые упоры: УТК-1 для башенных кранов III и IV типоразмерных групп и СК-2.02 для кранов V и VI типоразмерных групп. С их внедрением значительно снизился риск аварий для передвижных башенных кранов.

В последние годы участились аварии башенных кранов в нерабочем состоянии из-за высокой скорости ветра. Вероятность появления нагрузок на кран в нерабочем состоянии может возрасти из-за существенного изменения климата Земли. Особенно опасны ветры, вызванные локальными метеопроцессами, прогнозирование которых затруднено. Поскольку безопасность грузоподъемных машин, в том числе и башенных кранов, зависит от ветровых нагрузок, необходимо совершенствовать способы оповещения крановщика и индивидуальные меры защиты крана при повышенной скорости ветра.

Существующие требования к эксплуатации башенных кранов при повышенных скоростях ветра определяют последовательность и состав действий обслуживающего персонала при подготовке крана к нерабочему состоянию. Они устанавливаются в руководствах (инструкциях) по эксплуатации башенных кранов, а также, возможно, в дополнительных инструкциях организаций-владельцев кранов. При этом предусматривается оповещение крановщика о предстоящем шторме. Однако последнее требование в условиях эксплуатации часто нарушается. Например, не получив штормового предупреждения, машинист продолжает руководствоваться показаниями анемометра или личными наблюдениями для принятия решения о прекращении работы. При этом в связи с тем, что анемометр дает сигнал о ветре с осреднением за 2-3 с, пульсация ветра о периодами свыше 10с может, при сильных ветрах, создать впечатление у машиниста о снижении силы ветра и на некоторое время задержать принятие им решения об эвакуации с крана. Как показывает практика, такая задержка может быть причиной аварии крана. Подобный случай имел место, например, при аварии кранов КБ-676 (№ 48 и 112) и КБ-401В (№339) 04.07.00 в Зеленограде. При резком возрастании силы ветра и отсутствии штормового предупреждения крановщик крана КБ-676 (№48) после получения сигнала анемометра установил грузовую тележку на минимальный вылет, поднял крюковую обойму вверх, установил стрелу крана по ветру. После этого, не получив указания о необходимости эвакуации, он оставался на кране в течение нескольких минут. За это время скорость ветра существенно превысила допустимое значение. Задержка с эвакуацией не позволила крановщику своевременно закрепить кран противоугонными захватами за рельсы. В результате под действием ветра, направленного вдоль путей, кран начал самопроизвольно двигаться (в то время, когда крановщик спускался с крана) и достиг скорости, в несколько раз превышающей паспортную, что привело к сходу его с рельсов и опрокидыванию. Падение крана КБ-676 (№ 48) вызвало аварию двух других кранов, установленных на строительном объекте.

Важно отметить, что кран КБ-676 (№ 112), находившийся рядом с краном КБ-676 (№ 48), хотя имел высоту башни на одну секцию больше и соответственно испытывал большие нагрузки, чем кран № 48, не потерял устойчивость, так как был закреплен рельсовыми захватами, и его авария была вызвана падением узлов крана № 48.

Для исключения подобных аварий башенных кранов VI типоразмерной группы, которые из-за своей уникальности должны обладать большей надежностью по сравнению с другими башенными кранами, разработаны мероприятия, способствующие повышению их безопасности в нерабочем состоянии при сильном ветре. Они включают оборудование крана анемометрами типа АС-96 с осреднениями за 2 мин и дополнительными тормозными устройствами, которые должны накладываться при остановке крана для увеличения удерживающей (от угона) силы при ветровой нагрузке. Это позволяет крановщику перевести кран в нерабочее состояние, что резко снижает риск аварии. В дальнейшем применение указанных устройств целесообразно распространить и на башенные краны другого типа.

Заключение

Анализ представленных материалов показывает, что аварии башенных кранов чаще всего являются следствием неудовлетворительных обслуживания, монтажа и ремонта. По мере старения парка кранов требования к выполнению работ, направленных на обеспечение безопасной их эксплуатации, будут ужесточаться. Если раньше для поддержания башенного крана в работоспособном состоянии можно было ограничиться текущими или полнокомплектными ремонтами, то в настоящее время должны выполняться в полном объеме все предписанные профилактические и ремонтные работы, в том числе КВР кранов с разборкой и диагностированием состояния узлов конструкций. В 1999 г. Госгортехнадзором России совместно с СКТБ БК определен состав работ и пакет документов по КВР башенных кранов. Опыт, приобретенный в последующие годы, показал, что, руководствуясь этими документами, можно обеспечить безопасную эксплуатацию кранов до очередного обследования.

башеный кран