Научная статья на тему 'Экспертиза промышленной безопасности морских кранов Liebherr Rl 2650-70 Ex LSC'

Экспертиза промышленной безопасности морских кранов Liebherr Rl 2650-70 Ex LSC Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
742
94
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОФФШОРНЫЙ КРАН / ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ / НЕФТЯНАЯ ПЛАТФОРМА / OFFSHORE CRANE / INDUSTRIAL SAFETY / OIL PLATFORM

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Яковлев Павел Викторович, Панасенко Николай Никитович

Особенностью перегрузки грузов грузоподъёмными кранами на стационарных морских нефтедобывающих платформах является необходимость погрузки большого количества грузов с судов снабжения на платформы и обратно в условиях моря. Для Каспийского моря волнение моря с интенсивностью до 4 баллов может составлять по времени свыше 84 % в год. Следует отметить, что при проектировании оффшорных грузоподъёмных кранов приняты более высокие значения коэффициента динамичности, обеспечивающие остаточную прочность расчётных элементов металлоконструкций крана. В зависимости от волнения моря они могут достигать величины 3,0 вместо нормированной 1,33, применяемой при работе на морской платформе. Таким образом, грузовые операции, выполняющиеся кранами при работе с судами снабжения, значительную часть времени осуществляются в условиях волнения, при котором судно снабжения совершает значительные вертикальные перемещения. В этих условиях конструкции крана и платформы работают при переменных нагрузках, что создаёт проблему усталости металла. Другой особенностью оффшорных кранов является отсутствие системы противовесов, что создаёт значительные нагрузки на конструкцию платформы. При проектировании оффшорных грузоподъёмных кранов значительное внимание уделяется металлоконструкции самого крана и меньшее внимание конструкции платформы. Экспертиза промышленной безопасности оффшорного крана обнаружила наличие зон высоких нагрузок в теле платформы. Выявленные проблемы позволяют рекомендовать изменение конструкции платформ на этапе проектирования. По результатам статических расчетов, приведенных в конструкторской документации проектировщика, установлено, что напряжения в несущих элементах барбетов в некоторых режимах близки к предельным, а экспертиза выявила в металлоконструкции технологических надстроек образование усталостных трещин, являющихся началом возможных опасных состояний несущих металлоконструкции кранов. В связи с тем, что значения амплитуды упругих деформаций барбетов значительны, предложено разработать меры по изменению системы проектирования. В их числе расчетный динамический анализ кранов, заключающийся в том, что расчетные динамические модели должны учитывать систему «кран с грузом на подвесе барбет металлоконструкции палубы», а также ветровые нагрузки на расчетные сочетания эксплуатационных нагрузок.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Яковлев Павел Викторович, Панасенко Николай Никитович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Feature of reloading cranes on fixed offshore oil platforms is the need of loading large amounts of cargo from supply ships to the platform and back in the sea conditions. For the Caspian Sea the state with an intensity of up to 4 points can be at times more than 84 % per year. It should be noted that the design of offshore cranes requires higher rates of dynamism, providing residual strength of the calculated crane metal elements. Depending on the sea state, they can reach values of 3.0 instead of standard 1.33 applied when working on the offshore platform. Thus, cargo operations are mainly carried out with the cranes when working with supply ships in rough water, when a supply ship vertically moves. Under these conditions, the construction of the crane and platforms are subjected to varying loads that creates a problem of metal fatigue. Another feature of offshore cranes is the lack of the balances; this creates a significant burden on the design of the platform. While designing offshore cranes, considerable attention is paid to metal of the crane and less attention to the design of the platform. Examination of the industrial safety of the offshore crane showed the presence of the zones of high stress in the body of the platform. The identified problems allow us to recommend a change of the platform structure at the designing stage. According to the results of static calculations given in the design documentation of the designer, it was found that stress in the bearing elements of barbets in some modes are close to the limit, and the results of the examination revealed the formation of fatigue cracks, being the signals of the possible hazardous conditions of bearing cranes. Due to the fact that the elastic deformations of barbets have significant amplitude, it was proposed to develop the necessary measures to change the design system. They include the dynamic analysis of the cranes, consisting of the fact that the calculated dynamic model of the system should take into account the crane with the system ″a load on the suspension barbet metal deck″, and also take into account the wind loads on the calculated combination of the operating loads.

Текст научной работы на тему «Экспертиза промышленной безопасности морских кранов Liebherr Rl 2650-70 Ex LSC»

УДК 621.873.7

П. В. Яковлев, Н. Н. Панасенко

ЭКСПЕРТИЗА ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ МОРСКИХ КРАНОВ LIEBHERR RL 2650-70 EX LSC

Особенностью перегрузки грузов грузоподъёмными кранами на стационарных морских нефтедобывающих платформах является необходимость погрузки большого количества грузов с судов снабжения на платформы и обратно в условиях моря. Для Каспийского моря волнение моря с интенсивностью до 4 баллов может составлять по времени свыше 84 % в год. Следует отметить, что при проектировании оффшорных грузоподъёмных кранов приняты более высокие значения коэффициента динамичности, обеспечивающие остаточную прочность расчётных элементов металлоконструкций крана. В зависимости от волнения моря они могут достигать величины 3,0 вместо нормированной 1,33, применяемой при работе на морской платформе. Таким образом, грузовые операции, выполняющиеся кранами при работе с судами снабжения, значительную часть времени осуществляются в условиях волнения, при котором судно снабжения совершает значительные вертикальные перемещения. В этих условиях конструкции крана и платформы работают при переменных нагрузках, что создаёт проблему усталости металла. Другой особенностью оффшорных кранов является отсутствие системы противовесов, что создаёт значительные нагрузки на конструкцию платформы. При проектировании оффшорных грузоподъёмных кранов значительное внимание уделяется металлоконструкции самого крана и меньшее внимание - конструкции платформы. Экспертиза промышленной безопасности оффшорного крана обнаружила наличие зон высоких нагрузок в теле платформы. Выявленные проблемы позволяют рекомендовать изменение конструкции платформ на этапе проектирования. По результатам статических расчетов, приведенных в конструкторской документации проектировщика, установлено, что напряжения в несущих элементах барбетов в некоторых режимах близки к предельным, а экспертиза выявила в металлоконструкции технологических надстроек образование усталостных трещин, являющихся началом возможных опасных состояний несущих металлоконструкции кранов. В связи с тем, что значения амплитуды упругих деформаций барбетов значительны, предложено разработать меры по изменению системы проектирования. В их числе - расчетный динамический анализ кранов, заключающийся в том, что расчетные динамические модели должны учитывать систему «кран с грузом на подвесе - барбет - металлоконструкции палубы», а также ветровые нагрузки на расчетные сочетания эксплуатационных нагрузок.

Ключевые слова: оффшорный кран, промышленная безопасность, нефтяная платформа. Введение

Характерной особенностью перегрузки грузов грузоподъёмными кранами на стационарных морских нефтедобывающих платформах является необходимость погрузки (выгрузки) большого количества грузов с судов снабжения на платформы и обратно в условиях моря.

Для нефтяного каспийского месторождения им. Ю. Корчагина волнение моря с интенсивностью до 4-х баллов может составлять по времени свыше 84 % в среднем в год. Таким образом, грузовые операции, выполняющиеся кранами при работе с судами снабжения, значительную часть времени производятся в условиях волнения, при котором судно снабжения совершает значительные вертикальные перемещения.

Описание оффшорного крана

Для выполнения грузовых операций в этих условиях предназначены два специальных оффшорных крана Liebherr RL 2650-70 Ex LSC г/п 70 т, спроектированные предприятием Либхер Верк Нен-цинг ГмбХ (Liebherr-Werk Nenzing GmbH) в Австрии, изготовленные на заводе Либхер Сандерланд Воркс (Liebherr-Sunderland Works) в Великобритании (рис. 1). По сравнению с обычными судовыми кранами они снабжены рядом дополнительных устройств, обеспечивающих безопасное выполнение грузовых операций с судами снабжения в условиях волнения моря. В частности, механизм подъёма груза имеет специальный режим, обеспечивающий постоянное натяжение каната, связанного с грузом, установленным на палубе судна снабжения, совершающего вертикальные колебания в условиях качки. При этом исключается прослабление каната и связанные с этим динамические рывки при выборке слабины грузовых канатов. Кроме того, грузовая лебёдка крана снабжена устройством автоматической отдачи коренного конца с барабана, срабатывающего в случае, если судно снабжения с уста-

новленным на палубе грузом, связанным с краном, начнёт самопроизвольный отход от платформы под действием, например, неожиданного шквала. Аналогичный режим имеет механизм поворота крана, позволяющий выполнить свободный поворот крана в случае бокового смещения судна снабжения (в направлении поперёк стрелы) и предельные отклонения при этом грузовых канатов из плоскости стрелы. Это позволяет избежать воздействия на стрелу недопустимых боковых нагрузок.

б

Рис. 1. Кран стреловой полноповоротный на колонне ЯЬ 2650-70 Ех Ь8С: а - конструктивная схема крана; б - общий вид крана: 1 - опорная колонна; 2 - поворотная колонна;

3 - кабина крановщика; 4 - стрела; 5 - гидроцилиндры (№ 1, 2) механизма изменения вылета стрелы крана; 6, 7 - крюковые подвески главного (6) и вспомогательного (7) подъёмов; 8 - зона сварного шва приварки опорной колонны крана (поз. 2) к оголовку барбета; 9 - барбет крана

Следует отметить, что для кранов типа ЯЬ при их разработке приняты более высокие коэффициенты динамичности, обеспечивающие остаточную прочность расчётных элементов металлоконструкций (м/к) крана в целом, в зависимости от волнения моря, которые могут достигать величины 2,5^3,0 вместо нормированного 1,33, применяемого при работе на морской платформе.

Требования к кранам типа RL изложены в Спецификации для оффшорных кранов API (Спецификация 2С) [1] и в Правилах сертификации подъёмных устройств DNV (Dent Norske Veritas) [2]. Поэтому, наряду с требованиями Правил Федеральной службы по технологическому надзору [3-18] и Морского регистра судоходства РФ, учтены и дополнительные требования API и DNV [1-2].

Грузовая характеристика крана типа RL для волны 0 м и ветра рабочего состояния 25 м/с показана на рис. 2. Согласно характеристике, стреловой вылет механизма главного подъёма груза 70 т применяется от 4 до 39,6 м при угле наклона стрелы 15° и 2- либо 3-кратной запасовке грузовых канатов. Кроме того, вспомогательный подъём 6 т выполняется на вылетах 6^5 м.

Рис. 2. Грузовая характеристика механизма главного подъёма

Наряду с характеристиками укажем, что конструктивные решения м/к крана, правила, критерии и предписания приняты согласно Регистру Ллойда [18], а стандарты и нормы - по нормативно-технической документации DIN, ISO, IEC, EN, FEM [1-2, 19-22].

Экспертиза промышленной безопасности

Причиной проведения экспертизы промышленной безопасности (ЭПБ) крана Liebherr RL 2650-70 Ex LSC г/п 70 т на каспийской платформе им. Ю. Корчагина послужило появление в элементах технологических конструкций обустройства барбетов кранов усталостных трещин. При техническом диагностировании систем кранов типа RL левого и правого борта учитывалось, что опорная колонна кранов с толщиной стенки 50 мм (см. поз. 1 на рис. 1, а) приварена многопроходным сварным швом катета 12 мм к оголовку барбета (см. поз. 8, 9 на рис. 1, а), встроенного по левому и правому бортам платформы (рис. 3).

Барбет крана

Рис. 3. Конструктивная схема барбета крана Liebherr RL 2650-70 Ex LSC

Техническое диагностирование включало поиск поврежденных участков конструкции и установление всех мест повреждений как м/к кранов, так и технологических пристроек к барбетам кранов на момент осмотра. В отдельных случаях, когда визуальным осмотром наличие повреждений установлено быть не может, он дополнялся приемами и методами ультразвуковой дефектоскопии.

Дефектация повреждений велась на основе нормативов, в частности [4-6, 7-9, 13-15]. В случае отсутствия норматива для данного конкретного повреждения дефектация проводилась

экспертным путем с учетом причины и физического объема повреждения, вероятности и характера его дальнейшего развития, его значения для сохранности и безопасности крана и его влияния на развитие повреждений в других частях м/к или механизмах.

В сложных случаях, с целью ЭПБ, кроме экспертных работ, проводился анализ результатов расчётов напряженного и деформированного состояния элементов м/к, подверженных трещинооб-разованию, которые были получены проектировщиком платформы ЦКБ «Коралл» (г. Севастополь).

При дефектации крупных сборочных единиц барбета и надстроек, подвергшихся общим деформациям без появления трещин (искривление главных осей, скручивание), в первую очередь устанавливалось, вышли ли отклонения свыше 10 % за пределы нормативов для изделий в состоянии поставки (новых). Если повреждения не выходили за указанный предел, они относились к неопасным и исправления (ремонт) не производились, а если выходили, оценивалась возможность демонтажа, возможность перегрузки зон сочленений, перераспределение внутренних напряжений, а вопрос о допустимости деформации решался в экспертном порядке с привлечением, в необходимых случаях, внешних консультаций проектировщика.

На основе вышепринятых принципов технического диагностирования в зоне левого борта платформы (рис. 4) выявлены многочисленные разрушения м/к технологических надстроек, жёстко связанных с барбетом крана.

Рис. 4. Барбет крана ПеЪЬегг ЯЬ 2650-70 Ех Ь8С г/п 70 т выпуска 2007 г. зав. № 170.286 на левом борту платформы: а - общий вид на барбет и опорную колонну крана: 1 - зона разрушения (рис. 4, б); 2 - точка замера отклонения барбета в продольном направлении левого борта (под сварным швом) на отметке 35 м; 3 - то же, в поперечном направлении на отметке уровня 38 м; в, г, д - общий вид трещин и выраженной деформации металла над 3-й палубой платформы

Для выяснения причин образования усталостных трещин в м/к надстроек платформы (рис. 4), примыкающих и жестко связанных с барбетом крана, были проведены динамические испытания крана без груза на крюке, при этом предварительно произведены обмеры барбета крана на соответствие его чертежу проектировщика платформы. При испытаниях под нагрузкой от колебаний стрелы, выводимой из положения равновесия включением механизма изменения вылета стрелы с амплитудой 1 м, проведены замеры изгибной деформации барбета крана при работе крана в точках 2 и 3 (рис. 4, а). Относительные отклонения от выбранных базовых точек замерялись лазерным дальномером типа Leica DISTO DXT при положении стрелы вдоль борта (рис. 5, а), перпендикулярно борту (рис. 5, б на море) на максимальном и минимальном вылетах. Полученные результаты представлены на рис. 5 и 6. Направление ветра в момент замеров было с противоположного борта, т. к. кран находился в ветровой тени платформы. Скорость ветра составляла от 15 до 20 м/с.

Рис. 5. Колебания барбета крана левого борта: а - в продольном направлении стрелы относительно борта платформы (вылет 30-39 м); б - в поперечном направлении относительно платформы (вылет тах 39 м)

Как следует из рис. 5, а, поворот стрелы крана на максимальном вылете приводит к деформации барбета на отметке 35 м до 50 мм в направлении продольном платформе. При минимальном вылете стрелы колебания составляют 10-15 мм. Очевидно, что при нагружении крана, согласно грузовой характеристике (см. рис. 2), эти деформации будут существенно большими.

Среди особенностей необходимо отметить наличие собственных колебаний системы «кран - несущие м/к барбета» с амплитудой 10-15 мм.

Из результатов замеров можно сделать вывод, что указанные деформации барбета являются основной причинной сдвиговых напряжений, вызвавших образование трещин в надстройке вдоль палубы (см. рис. 4, б).

Аналогичные замеры упругих деформаций барбета в направлении стрелы перпендикулярном борту (стрела на море) показали сходный характер деформаций (см. рис. 5, б). При повороте стрелы крана отклонения барбета в этом направлении несколько меньше - 15-20 мм (в продольном - до 50 мм). Амплитуда собственных колебаний крана и несущих м/к барбета находились на прежнем уровне - 10-15 мм.

Сопоставление деформаций в продольном и поперечном направлении объясняет меньшее количество трещин в поперечном направлении.

Как и для барбета крана типа КЬ левого борта, были проведены измерения упругих деформаций барбета правого борта в точке 1 на отметке 35 м (рис. 6, а).

Рис. 6. Барбет крана ЫеЪЬегг ЯЬ 2650-70 Ех Ь8С г/п 70 т выпуска 2007 г. зав. № 170.287, рег. № 39111 по правому борту платформы: I - зоны разрушения м/к технологических надстроек,

жёстко примыкающих к барбету крана: 1 - точка замера отклонения барбета в поперечном направлении правого борта на отметке уровня 35 м в режиме свободных колебаний крана без груза; а - расположение зон разрушения; б - отслоение краски по области микротрещины; в, г - трещины на уровне верхней (3-й) палубы; д - диагональная трещина по верху дверного проёма надстройки

Относительные отклонения от выбранной базовой точки замерялись при положении стрелы вдоль борта (рис. 7, зона 1), перпендикулярно борту (рис. 7, зоны 2, 3) с максимальным и минимальным вылетами. Полученные результаты представлены на рис. 7. Направление ветра в момент замеров было с правого борта (на кран), при положении стрелы «на море» направление ветра совпадало с осью стрелы (на стрелу). Скорость ветра составляла от 15 до 20 м/с.

I'

с

Рис. 7. Упругие деформации барбета крана правого борта в продольном и поперечном направлениях относительно правого борта платформы

Как следует из рис. 7, поворот стрелы крана на максимальном вылете приводит к деформации барбета на отметке уровня 35 м до 25 мм в направлении перпендикулярном платформе (см. замеры 1-3 «Стрела на море» и «Стрела вдоль борта»). При минимальном вылете стрелы колебания барбета составляют 15-20 мм (для сравнения: в аналогичном режиме колебания барбета крана зав. № 170.286 были меньше на 30-40 %).

При максимальном вылете стрелы амплитуда колебаний также достигает 20 мм.

Очевидно, что с грузом эти деформации будут существенно большими.

Среди особенностей необходимо отметить наличие собственных колебаний системы «кран - несущие м/к барбета» с амплитудой 15-20 мм.

Из результатов замеров можно сделать вывод, что указанные деформации барбета являются основной причиной сдвиговых напряжений, вызвавших образование трещин в м/к надстройки, примыкающей к барбету (см. рис. 6, б, в, г, д).

Анализ имеющейся конструкторской документации и статических расчетов на прочность несущих м/к барбетов кранов ЫеЬИегг КЬ 2650-70 Ех Ь8С, выполненный проектировщиком платформы ЦКБ «Коралл», показал, что в расчете на прочность барбетов кранов м/к технологических надстроек не учитывались и напряжения в их элементах не определялись.

Несущими элементами в статических расчетах проектировщиком определены барбеты и продольные несущие балки платформы и м/к 3-х палуб (рис. 8, 9). Замечаний к целостности этих элементов при проведении экспертизы нет.

В результатах статических расчетов проектировщиком не приведены предельные деформации (перемещения) барбетов под нагрузкой, что не позволяет сопоставить расчетные и замеренные значения упругих деформаций барбетов для анализа фактического состояния м/к. Кроме того, в статическом расчете барбетов принят расчётный опрокидывающий момент М = 23 500 кН ■ м, в то время как максимальный паспортный грузовой момент кранов составляет М = 11 480 кН ■ м. Стрела массой 34,2 т без учета массы крюковой подвески и канатов создает добавочный момент порядка 6 800 кН ■ м. В результате получим опрокидывающий момент М = 18 280 кН ■ м. Заме-

ры собственных колебаний кранов показали, что динамический коридор при неподвижном грузе составит от 20 до 25 %. Это увеличивает опрокидывающий момент до 22 000 кН ■ м, вследствие чего расчетный запас прочности на динамику перемещения груза и ветровую нагрузку составляет всего чуть более 6 %.

а

б

Рис. 8. Расчётная схема

Барбет

Верхняя палуба

шш

Щ........................

| Г t I 1 f I , / j I Г Г f t I , f f I f f f f Ц.

Рис. 9. Конечно-элементная модель (КЭМ) барбета крана Liebherr RL 2650-70 Ex LSC: а - КЭМ барбета при положении стелы перпендикулярно борту платформы; б - то же вдоль борта платформы

Отметим, что коэффициент запаса прочности морских кранов должен составлять более 20 %.

Заключение

Учитывая, что по результатам статических расчетов, приведенных в конструкторской документации проектировщика, напряжения в несущих элементах барбетов в некоторых режимах близки к предельным; учитывая результаты экспертизы, в том числе образование усталостных трещин в м/к технологических надстроек, являющихся предвестниками возможных опасных состояний несущих м/к кранов, и учитывая, что упругие деформации барбетов имеют значительные амплитуды, считаем целесообразным рекомендовать владельцу крана разработать необходимые меры предосторожности. Среди этих мер необходимо предусмотреть выполнение расчетного динамического анализа кранов Liebherr RL 2650-70 Ex LSC согласно ГОСТ 28609-90. Расчетные динамические модели этих кранов на границах системного анализа должны учитывать систему «кран с грузом на подвесе - барбет - м/к палубы» с учетом ветровых нагрузок на расчетные сочетания эксплуатационных нагрузок, принимаемых в порядке, установленном Правилами безопасности на опасных производственных объектах, на которых используются подъёмные сооружения (ПБ 533).

СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ

1. BS EN 13852-1:2004. Краны подъемные. Оффшорные подъемные краны общего назначения // URL: https ://www.google.ru/?gws_rd=ssl#newwindow= 1 &q=BS+EN+13852-1:2004.

2. Det Norske Veritas // URL: https://www.dnvgl.com.

3. РД 10-112-01-04. Рекомендации по экспертному обследованию грузоподъемных машин. Общие положения // URL: http://www.standartgost.rU/g/%D0%A0%D0%94_10-112-1-04.

4. Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности». Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 г. № 538 г. // URL: http://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/70455210/.

5. Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения». Приказ Ростехнадзора от 12.11.2013 № 533 // URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_157709/.

6. РД 03-28-2008. Порядок проведения технического расследования причин аварий и инцидентов на объектах, поднадзорных Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору // URL: http://www.ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_normativ/53/53256/index.php.

7. ПБ 03-346-98. Правила проведения экспертизы промышленной безопасности (утв. постановлением Госгортехнадзора России 06.11.98 № 1656) // URL: http://www.rg.ru/2013/12/31/normi-dok.html.

8. РД 03-606-03. Инструкция по визуальному и измерительному контролю // URL: http://gostrf.com /normadata/1/4294816/4294816743.htm.

9. ГОСТ 2.601-95. ЕСКД. Эксплуатационные документы // URL: http://www.remstroybaza.ru/-2601-95--kspluatacionnie-dokumenti.html.

10. О временном порядке утверждения заключений экспертизы промышленной безопасности. Приказ Ростехназдзора от 01.08.2012 г. № 436 // URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_153398/.

11. РД 10-08-92. Инструкция по надзору за изготовлением, ремонтом и монтажом подъемных сооружений // URL: http://www.snipov.net/c_4653_snip_96684.html.

12. РД 24.090.97-98. Оборудование подъемно-транспортное. Требования к изготовлению, ремонту и реконструкции металлоконструкций грузоподъемных кранов // URL: http://www.nordoc.ru/doc/57-57196.

13. РД 24.090.100-99. Оборудование подъемно-транспортное. Указания по проведению входного контроля качества конструкционных сталей и сварочных материалов для изготовления, ремонта, реконструкции и монтажа металлоконструкций грузоподъемных кранов // URL: http://www.standartgost.ru/g/ %D0%A0%D0%94_24.090.100-99.

14. РД 10-112-2-09. Методические указания по экспертному обследованию грузоподъемных машин. Часть 2. Краны стреловые общего назначения и краны-манипуляторы грузоподъемные // URL: http://www. nordoc.ru/doc/57-57196.

15. СТО 032.03.3-2008. Стандарт Ассоциации портов и судовладельцев речного транспорта «Технические осмотры и дефектация металлоконструкций портальных кранов. Методические рекомендации по проведению» // URL: http://meganorm.ru/Data1/8/8210/index.htm.

16. РД 36-62-00. Оборудование грузоподъемное. Общие технические требования // URL: http://www.s-doc.ru/rd-36-62-00.

17. ПБ 10-382-00. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов // URL: http://www.libgost.ru/pb/62474-

Tekst_PB_10_382_00_Pravila_ustroiystva_i_bezopasnoiy_ekspluatacii_gruzopod_emnyh_kranov.html.

18. Lloyd's Register of Shipping // URL: http://www.lr.org/.

19. Нежданов К. К. Решение проблемы обеспечения достаточной выносливости и ресурса интенсивно эксплуатирующихся подкрановых балок / К. К. Нежданов // Строительная механика и расчет сооружений. 2013. № 5. С. 41-47.

20. Правила классификации, постройки и оборудования плавучих буровых установок и морских стационарных платформ. СПб.: РМРС, 2006.

21. Оробей В. Ф. Основные положения численно-аналитического варианта МГЭ / В. Ф. Оробей, Н. Г. Сурьянинов // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 4 (22). С. 33-39.

22. Горбунов-Посадов М. И. Расчет конструкций на упругом основании / М. И. Горбунов-Посадов, Т. А. Маликова. М.: Стройиздат, 1973. 628 с.

Статья поступила в редакцию 6.04.2015

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Яковлев Павел Викторович - Россия, 414056, Астрахань; Астраханский государственный технический университет; д-р техн. наук, профессор; профессор кафедры «Безопасность жизнедеятельности и гидромеханика»; [email protected].

Панасенко Николай Никитович - Россия, 414056, Астрахань; Астраханский государственный технический университет; д-р техн. наук, профессор; профессор кафедры «Техника и технологии наземного транспорта»; [email protected].

P. V. Yakovlev, N. N. Panasenko

INDUSTRIAL SAFETY EXPERTISE OF MARINE CRANES LIEBHERR RL 2650-70 EX LSC

Abstract. Feature of reloading cranes on fixed offshore oil platforms is the need of loading large amounts of cargo from supply ships to the platform and back in the sea conditions. For the Caspian Sea the state with an intensity of up to 4 points can be at times more than 84 % per year. It

should be noted that the design of offshore cranes requires higher rates of dynamism, providing residual strength of the calculated crane metal elements. Depending on the sea state, they can reach values of 3.0 instead of standard 1.33 applied when working on the offshore platform. Thus, cargo operations are mainly carried out with the cranes when working with supply ships in rough water, when a supply ship vertically moves. Under these conditions, the construction of the crane and platforms are subjected to varying loads that creates a problem of metal fatigue. Another feature of offshore cranes is the lack of the balances; this creates a significant burden on the design of the platform. While designing offshore cranes, considerable attention is paid to metal of the crane and less attention to the design of the platform. Examination of the industrial safety of the offshore crane showed the presence of the zones of high stress in the body of the platform. The identified problems allow us to recommend a change of the platform structure at the designing stage. According to the results of static calculations given in the design documentation of the designer, it was found that stress in the bearing elements of barbets in some modes are close to the limit, and the results of the examination revealed the formation of fatigue cracks, being the signals of the possible hazardous conditions of bearing cranes. Due to the fact that the elastic deformations of barbets have significant amplitude, it was proposed to develop the necessary measures to change the design system. They include the dynamic analysis of the cranes, consisting of the fact that the calculated dynamic model of the system should take into account the crane with the system "a load on the suspension -barbet - metal deck", and also take into account the wind loads on the calculated combination of the operating loads.

Key words: offshore crane, industrial safety, oil platform.

REFERENCES

1. BS EN 13852-1:2004. Krany pod"emnye. Offshornye pod"emnye krany obshchego naznacheniia [Lifting cranes. Offshore lifting cranes of general use]. Available at: https://www.google.ru/?gws_rd=ssl#newwindow =1&q=BS +EN+13852-1:2004.

2. Det Norske Veritas. Available at: https://www.dnvgl.com/.

3. RD 10-112-01-04. Rekomendatsii po ekspertnomu obsledovaniiu gruzopod"emnykh mashin. Obshchie polozheniia [Recommendations on expert analysis of cargo lifting machines. General statements]. Available at: http://www.standartgost.ru/g/%D0%A0%D0%94_10-112-1-04.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. Ob utverzhdenii Federal'nykh norm i pravil v oblasti promyshlennoi bezopasnosti «Pravila provedeniia ekspertizy promyshlennoi bezopasnosti». Prikaz Federal'noi sluzhby po ekologicheskomu, tekhnologicheskomu i atomnomu nadzoru ot 14 noiabria 2013 g. N 538 g. [On establishment of the Federal norms and rules in the sphere of industrial safety "Rules of carrying out the expertise of industrial safety". Order of the Federal Service for Environmental, Technological and Nuclear Supervision dated 14 November 2013 N 538]. Available at: http://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/70455210/.

5. Ob utverzhdenii Federal'nykh norm i pravil v oblasti promyshlennoi bezopasnosti «Pravila bezopasnosti opasnykh proizvodstvennykh ob"ektov, na kotorykh ispol'zuiutsia pod"emnye sooruzheniia» Prikaz Rostekhnad-zora ot 12.11.2013 № 533 [On establishment of the Federal norms and rules in the sphere of industrial safety "Rules of safety of the of the dangerous industrial entities where lifting devices are used". Order of the Federal Service for Environmental, Technological and Nuclear Supervision dated 12.11.2013 N 533]. Available at: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_157709/.

6. RD 03-28-2008. Poriadok provedeniia tekhnicheskogo rassledovaniia prichin avarii i intsidentov na ob"ektakh, podnadzornykh Federal'noi sluzhbe po ekologicheskomu, tekhnologicheskomu i atomnomu nadzoru [Sequence of technological examination of the causes of accidents and incidents at the objects of the Federal Service for Environmental, Technological and Nuclear Supervision]. Available at: http://www.ohranatruda.ru/ ot_biblio/normativ/data_normativ/53/53256/index.php.

7. PB 03-346-98. Pravila provedeniia ekspertizy promyshlennoi bezopasnosti (utverzhdeny postanovleniem Gosgor-tekhnadzora Rossii 06.11.98, № 1656) [Rules of the expertise of industrial safety (adopted by the resolution of the State Technological Supervision in Russia dated 06.11.98 N 1656]. Available at: http://www.rg.ru/2013/12/31/normi-dok.html.

8. RD 03-606-03. Instruktsiia po vizual'nomu i izmeritel'nomu kontroliu [Instructions on visual and measuring control]. Available at: http://www.gostrf.com/normadata/1/4294816/4294816743.htm.

9. GOST 2.601-95. ESKD. Ekspluatatsionnye dokumenty [Operational documents]. Available at: http://www.remstroybaza.ru/-2601-95-kspluatacionnie-dokumenti.html.

10. O vremennom poriadke utverzhdeniia zakliuchenii ekspertizy promyshlennoi bezopasnosti. Prikaz Rostekhnazdzora ot 01.08.2012 g. № 436 [On temporary procedure of the establishment of the ex-pert results of the industrial safety. Order of the Federal Service on Ecological, Technologiccal and Nuclear Supervision dated 01.08.2012 N 436]. Available at: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_153398/.

11. RD 10-08-92. Instruktsiia po nadzoru za izgotovleniem, remontom i montazhom pod"emnykh sooru-zhenii [Instruction on supervision for production, repair and mounting of the lifting constructions]. Available at: http://www.snipov.net/c_4653_snip_96684.html.

12. RD 24.090.97-98. Oborudovanie pod"emno-transportnoe. Trebovaniia k izgotovleniiu, remontu i rekon-struktsii metallokonstruktsii gruzopod"emnykh kranov [Lifting-and-shifing equipment. Requirements for the production, repair and reconstruction of metal structures of lifting cargo]. Available at: http://www.nordoc.ru/doc/57-57196.

13. RD 24.090.100-99. Oborudovanie pod"emno-transportnoe. Ukazaniia po provedeniiu vkhodnogo kon-trolia kachestva konstruktsionnykh stalei i svarochnykh materialov dlia izgotovleniia, remonta, rekonstruktsii i montazha metallokonstruktsii gruzopod"emnykh kranov [Lifting-and-shifting equipment. Notifications on the input control of the construction steels and welding materials to produce, repair, reconstruct and mount of metal structures of lifting cranes]. Available at: http://www.standartgost.ru/g/%D0%A0%D0%94_24.090.100-99.

14. RD 10-112-2-09. Metodicheskie ukazaniia po ekspertnomu obsledovaniiu gruzopod"emnykh mashin. Chast' 2. Krany strelovye obshchego naznacheniia i krany-manipuliatory gruzopod"emnye [Methodical recommendations on expert research of lifting and shifting machines. Part 2. Common jibtype cranes and lifting truck loader cranes]. Available at: http://www.nordoc.ru/doc/57-57196.

15. STO 032.03.3-2008. Standart Assotsiatsii portov i sudovladel'tsev rechnogo transporta «Tekhnicheskie osmotry i defektatsiia metallokonstruktsii portal'nykh kranov. Metodicheskie rekomendatsii po provedeniiu» [Standard of the Association of ports and ship owners of river transport "Technical expertise and fault detection of the metal structures of port cranes. Methodical recommendations on the implementation"]. Available at: http://meganorm.ru/Data1/8/8210/index.htm.

16. RD 36-62-00. Oborudovanie gruzopod"emnoe. Obshchie tekhnicheskie trebovaniia [Lifting equipment. General requirements]. Available at: http://www.s-doc.ru/rd-36-62-00.

17. PB 10-382-00. Pravila ustroistva i bezopasnoi ekspluatatsii gruzopod"emnykh kranov [Rules of the unit and safe operation of the lifting cranes]. Available at: http://www.libgost.ru/pb/62474-Tekst_PB_10_382_00_ Pravila_ustroiystva_i_bezopasnoiy_ekspluatacii_gruzopod_emnyh_kranov.html.

18. Lloyd's Register of Shipping. Available at: http://www.lr.org/.

19. Nezhdanov K. K. Reshenie problemy obespecheniia dostatochnoi vynoslivosti i resursa intensivno ek-spluatiruiushchikhsia podkranovykh balok [Solution of the issue of sufficient resistance and re-source of the intensive operational cranes' beams]. Stroitel'naia mekhanika i raschet sooruzhenii, 2013, no. 5, pp. 41-47.

20. Pravila klassifikatsii, postroiki i oborudovaniia plavuchikh burovykh ustanovok i morskikh statsion-arnykh platform [Rules of classification, construction and equipment of the floating drilling installations and sea stationary platforms]. Saint-Petersburg, RMRS, 2006.

21. Orobei V. F., Sur'ianinov N. G. Osnovnye polozheniia chislenno-analiticheskogo varianta MGE [General statements of numerical and analytical variant of ISE]. Inzhenerno-stroitel'nyi zhurnal, 2011, no. 4 (22), pp. 33-39.

22. Gorbunov-Posadov M. I., Malikova T. A. Raschet konstruktsii na uprugom osnovanii [Calculation of the structures on the firm foundation]. Moscow, Stroiizdat, 1973. 628 p.

Yakovlev Pavel Viktorovich - Russia, 414056, Astrakhan; Astrakhan State Technical University; Doctor of Technical Sciences; Professor; Professor of the Department "Life Security and Hydromechanics"; [email protected].

Panasenko Nickolay Nikitovich - Russia, 414056, Astrakhan; Astrakhan State Technical University; Doctor of Technical Sciences; Professor; Professor of the Department 'Technique and Technology of Land Transport"; [email protected].

The article submitted to the editors 6.04.2015

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.