CC BY
38
Таким образом, при проведении экспертизы промышленной безопасности металлоконструкций кранов, эксплуатируемых в конвертерных производствах и связанных с загрузкой конвертеров металлошихтой и заливкой металла, необходимо проводить анализ металла металлоконструкций на температурное охрупчивание и оценку соответствующей потери прочности.
Для этого можно использовать методы фрактографии [1].
Литература
1. Анализ структурных факторов ударной вязкости высокопрочной толстолистовой стали 16Г2АФ для конструкций ответственного назначения [Текст] / В. М. Горицкий, А. М. Кулёмин, М. А. Лушкин. // Промышленное и гражданское строительство. - 2011. - N 7. - С. 34-36: ил.
Прогнозирование остаточного ресурса машин и конструкций при проведении экспертизы Голубев А. В.1, Зеленков Н. Н.2, Глазунов А. Е.3,
Сахаров Т. М.4, Огарков А. Н.5
чолубев Александр Викторович / Golubev Aleksandr Viktorovich - технический директор, Общество с ограниченной ответственностью «ПТМ Северо-Запад»;
2Зеленков Николай Николаевич / Zelenkov Nikolay Nikolaevich - заместитель начальника отдела
ЭПБ ГПМ иКП, эксперт;
3Глазунов Алексей Евгеньевич / Glazunov Aleksey Evgenevich - специалист отдела ЭПБ ГПМ и КП, инженер-механик,
4Сахаров Тарас Миронович / Cakharov Taras Mironovich - начальник лаборатории неразрушающего контроля;
5Огарков Анатолий Николаевич / Ogarkov Anatoliy Nikolaevich - инженер-дефектоскопист лаборатории неразрушающего контроля,
Общество с ограниченной ответственностью «Промышленная экспертиза», г. Череповец
Аннотация: рассматривается актуальный для проведения экспертизы вопрос прогнозирования остаточного ресурса машин и оборудования. Отмечено, что информация, получаемая при постоянном или периодическом измерении пластических (остаточных) деформаций и изучение закономерности ее поведения во времени или в зависимости от числа циклов нагружения и при известном предельном состоянии так же может служить источником прогнозирования остаточного ресурса. Вместе с тем в ряде отраслей, например, в металлургической, постоянных систематических наблюдений, измерений и испытаний не проводится. Предложена модель определения остаточного ресурса машин и конструкций на основе использования теории возможностей.
Ключевые слова: машины, конструкции, остаточный ресурс, теория возможностей.
УДК 66-6
По ГОСТ 13377-75 под ресурсом понимается наработка объекта от начала или возобновления эксплуатации до наступления предельного состояния. Наработка может измеряться временем, числом циклов нагружения или другим неубывающим параметром. Во многих случаях в качестве такого параметра выбирается время. В качестве предельного состояния выбирается та или иная модель и, в частности, показатель безопасности эксплуатации объекта.
99
Основой прогнозирования остаточного ресурса является накопленная информация об объектах, получаемая в результате обследования, испытания, измерения и наблюдения за объектом во время его эксплуатации. Методология прогнозирования остаточного ресурса интенсивно изучалась и разрабатывалась в свое время академиком В. В. Болотиным на основе теории вероятностей и математической статистики [1]. С этой целью им использовались различные модели (кумулятивные, полудетермистические, марковские, Пуассоновские и другие). При наличии, например, трещин прогнозирование остаточного ресурса может осуществляться с использованием закономерностей ее подрастания до предельного (критического) значения с использование механики разрушения.
Информация, получаемая при постоянном или периодическом измерении пластических (остаточных) деформаций и изучение закономерности ее поведения во времени или в зависимости от числа циклов нагружения и при известном предельном состоянии также может служить источником прогнозирования остаточного ресурса. Имеются и другие источники информации о текущих параметрах, напрямую или косвенно связанные с тем или другим предельным состоянием конструкции. Однако все методы и все наблюдаемые параметры требуют полной информации о поведении случайных процессов, знания их статистических законов распределения и статистических характеристик. В ряде отраслей, например, в металлургической, с которой нам приходится работать, постоянных, систематических наблюдений, измерений и испытаний не проводится. Оборудование эксплуатируется, как правило, в течение нормативного срока эксплуатации, за исключением случаев нарушения установленных норм эксплуатации, пожаров и других стихийных и отказовых ситуаций. После этого организуются обследования, испытания и ремонтные работы, если они необходимы. Иначе говоря, полная информация о тех или иных параметрах объекта отсутствует. Такая информация называется неполной или ограниченной и неопределенности такого вида анализируются методами теории нечетких множеств и теории возможностей [2]. На основе этих теорий предлагается рассматривать проблему прогнозирования остаточного ресурса тогда, когда в рамках поставленной задачи вероятностная модель оказывается трудно реализуемой, а возможностная модель обеспечивает удовлетворительные результаты.
В классической теории надежности время до отказа элементов системы или системы в целом рассматриваются как случайные величины с определенным законом распределения вероятностей. Однако время до отказа может носить возможностный характер и рассматриваться как нечеткие переменные с заданными мерами возможности R(t) и необходимости N(t) и связанными мерами вероятностей P(t) условием связности Vt, N(t) < P(t) < R(t) [2]. Отсюда видно, что вероятностная
мера находится внутри интервала [N ....R]. Для определения N и R, как более «размытого» результата, требуется меньший объем информации или менее точная (размытая) информация (нечеткая), что чаще и встречается на практике. Если конструкция находится в рабочем состоянии (иначе нет смысла определять остаточный ресурс), то возможность безотказной работы R считается известной и равной единице. Необходимость безотказной работы N можно характеризовать убывающей функцией N (t) = 1 -nT(t),
Например,
пт (Т) = a + (t - Xmn )(1 -а)/(а - Xmn) (1)
при t < а. При t=a N(a)=0 и R=1. Такое состояние конструкции считается неопределенным, аналогично состоянию, характеризуемому вероятностной мерой P=0,5. Значение интервала [0.1] будем считать предельным для работоспособности конструкции. Функции N(t) и 7tT(i) представлены на рисунке 1.
100
Xmm - время (срок службы), гарантированное поставщиком конструкции. а — уровень риска, которым задаются в зависимости от условия эксплуатации, монтажных ошибок и т. д. в начальном периоде эксплуатации.
Так как интервал [N, Л] характеризует надежность эксплуатируемой конструкции (степень безотказности функционирования), то при R=1 значением N задаются в зависимости от значимости конструктивного элемента от экономических последствий при его отказе, по условию жизнеобеспечения и т. д., а возможно, он задан нормативными документами в виде вероятностной меры безопасности. В результате обследования или испытания в некоторый момент времени t3 эксплуатации
конструкции находят значение возможности отказа
fa(tЭ )
по анализу того или иного
параметра, связанного с предельным состоянием конструкции. Тогда из (1) находят значение параметра распределения a = Xmn + (t3 — Xmn ) /(1 — а)\ж(^э ) — a].
Зная значение «а», значению N(t).
можно найти время
t
соответствующее определенному
Из (1) t = Xmin + fa (t) — a\a — Xmn )/(1 — а)
Отсюда удается определить время (ресурс) t конструкции, если предельным значением к (t) задаться по условию безопасности. Например, для N=0,998 и,
соответственно, для интервала надежности [1; 0,998] я (t) = 1 — N = 0,002. Этому
значению п пр (t) = 0,002 будет соответствовать предельное время эксплуатации tnp t = X +(л (t) — a\a — X )/(1 — а).
пр min V пр \ / /V min / \ /
Остаточный ресурс конструктивного элемента или конструкции в целом находится по формуле t = t —1„,
•*• •*• *^ ост пр Э “
где tЭ время эксплуатации элемента.
Если остаточный ресурс конструкции (системы) зависит от остаточного ресурса нескольких элементов, то его определение зависит от структуры системы и способов соединения элементов в понятиях теории надежности, которое бывает последовательным, параллельным и смешанным.
Для смешанных систем приходится разбивать систему на блоки с последовательным и параллельным соединениями. Напомним, что соединение считается последовательным в том случае, если отказ одного элемента приводит к отказу всей системы. При параллельном соединении отказ наступит после отказа последнего элемента системы.
101
Литература
1. Болотин В. В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. [Текст]: - М.: Машиностроение, 1984, 312 с.
2. Дюбуа Д., Прад А. Теория возможностей. [Текст]: Приложения к представлению знаний в информатике: Пер. с фр. - М.: радио и связь, 1990, 288 с.
Неразрушающий контроль стальных канатов при проведении экспертизы промышленной безопасности литейных кранов Голубев А. В.1, Зеленков Н. Н.2, Глазунов А. Е.3,
Сахаров Т. М.4, Огарков А. Н.5
1Голубев Александр Викторович / Golubev Aleksandr Viktorovich - технический директор, Общество с ограниченной ответственностью «ПТМ Северо-Запад»;
2Зеленков Николай Николаевич / Zelenkov Nikolay Nikolaevich - заместитель начальника отдела
ЭПБ ГПМ иКП, эксперт;
3Глазунов Алексей Евгеньевич / Glazunov Aleksey Evgenevich - специалист отдела ЭПБ ГПМ и КП, инженер-механик,
4Сахаров Тарас Миронович / Cakharov Taras Mironovich - начальник лаборатории неразрушающего контроля;
5Огарков Анатолий Николаевич / Ogarkov Anatoliy Nikolaevich - инженер-дефектоскопист лаборатории неразрушающего контроля,
Общество с ограниченной ответственностью «Промышленная экспертиза», г. Череповец
Аннотация: описана возможность и проблемы при применении метода
неразрушающего магнитного контроля при диагностировании канатов литейного крана. Анализ результатов контроля показал, что применение метода магнитной дефектоскопии стальных канатов литейных кранов отражает не только изменения сечения прядей и сердечника каната в процессе эксплуатации, но и, возможно, зависит от интенсивности и длительности воздействовавших на него в процессе эксплуатации термоциклических нагрузок.
Ключевые слова: литейный кран, стальной канат, неразрушающий контроль, магнитный метод, потеря сечения.
УДК 66-6
Браковочные признаки стальных канатов включают потерю его сечения. Внешний осмотр каната при диагностировании канатно-блочной системы позволяет выявить обрывы проволок с выходом на поверхность и поверхностную коррозию прядей каната. Потерю сечения каната внутри прядей или его сердечника можно контролировать только методами неразрушающего контроля.
Метод постоянного магнитного поля используют как для измерения потери площади сечения каната, так и для обнаружения локальных дефектов. Постоянный магнитный поток вдоль продольной оси участка контролируемого каната создают постоянными магнитами или электромагнитами постоянного тока. Общий магнитный поток (или часть этого потока), создаваемый постоянными магнитами или электромагнитом, измеряют датчиками Холла либо другими датчиками, пригодными для измерения абсолютного значения магнитного потока или изменений этого потока. Сигнал датчиков зависит от магнитного потока через участок контролируемого каната и, следовательно, от площади металлического сечения этого участка.
Реализующий этот принцип дефектоскоп «ИНТРОС» [1] измеряет относительную потерю сечения металла круглых и плоских стальных канатов, а также армирующих стальных тросов в резинотросовых канатах. Измеритель позволяет обнаруживать
102
