Оценка несущей способности канатов заливочных кранов на основании данных лабораторных термических испытаний
Аннотация
Представлен подход к оценке несущей способности стальных канатов заливочных кранов металлургических предприятий с использованием данных лабораторных термических испытаний, проводимых по двум направлениям. Для первого характерен анализ изменения температуры по сечению каната при термоциклировании контактным способом с использованием термопар и дистанционным методом при помощи тепловизора. Предложены рекомендации относительно методики измерения температуры каната в естественных условиях производственного цикла. Во втором случае исследовано изменение температуры по сечению каната при кратковременном нагреве, имитирующем воздействие выброса пламени из ковша при заливке чугуна в конвертер. Установлено, что разница температур проволок сердечника и наружных проволок внешних прядей может достигать нескольких сотен градусов. Показано, что для канатов с более плотной структурой тепловой обмен между проволоками улучшается, что приводит к более однородному распределению температуры по сечению. Экспериментальная зависимость от времени температурного градиента использована для оценки напряжений в проволоках на основе двухкомпонентной стержневой схемы. Изменение запаса прочности рабочего каната при термоциклировании определено с учетом опытных данных о влиянии температуры на прочностные характеристики стали. Доказано, что реальный запас прочности «горячего» каната существенно меньше проектного сертифицированного запаса прочности в состоянии поставки. Проанализированы возможные варианты разрушения каната и сформулированы критерии прочности каната в горячем состоянии. На основе расчетно-экспериментальных оценок предложена методика определения двухпараметрической области допустимых рабочих состояний каната, позволяющая заранее установить возможность или невозможность его безопасной эксплуатации при существующей технологии заливки чугуна в конвертер. Дано общее представление о рискованных режимах эксплуатации канатов заливочных кранов.
Литература
2. Силуянова Н.Н., Лобанова Е.Н. Температурное воздействие на стальные канаты // Стальные канаты. 2005. Вып. 4. С. 202—205.
3. ISO 4309:2017. Cranes — Wire Ropes — Care, Maintenance, Installation, Examination and Discard.
4. Промышленная безопасность при эксплуатации грузоподъемных кранов. М.: ГУП «НТЦ Промышленная безопасность» Госгортехнадзора России, 2002. Сер. 10. Вып. 7.
5. Малов В.П. и др. Влияние термоциклических нагрузок на прочность канатов литейных кранов // Безопасность труда в промышленности. 1999. № 11. С. 30—32.
6. Матюнин В.М., Волоховский В.Ю., Воронцов А.Н. Изменение механических свойств проволок грузовых канатов литейных кранов под воздействием эксплуатационных факторов // Технология металлов. 2011. № 7. С. 14—19.
7. Малиновский В.А. Стальные канаты. Одесса: Астропринт, 2016.
8. Bridon Crane Rope Catalogue. Doncaster. South Yorkshire, 2011.
9. Hot Metal Cranes: What is Required? Tech. Crane Rep. [Электрон. ресурс] http://www.naicranes.com/engineering/technical_reports/hotmetal.pdf (дата обращения 10.12.2017).
10. Сухоруков В.В., Воронцов А.Н., Волоховский В.Ю. Контроль канатов заливочных кранов металлургических предприятий // Черные металлы. 2013. № 10 (982). С. 56—60.
---
Для цитирования: Воронцов А.Н., Волоховский В.Ю., Мирошниченко В.И., Гайдученко В.В., Устинов А.В. Оценка несущей способности канатов заливочных кранов на основании данных лабораторных термических испытаний // Вестник МЭИ. 2018. № 6. С. 12—18. DOI: 10.24160/1993-6982-2018-6-12-18.
#
1. Goritsky V.M. Teplovaya Khrupkost Staly. M.: Metallurgizdat, 2007. (in Russian).
2. Siluyanova N.N., Lobanova E.N. Temperaturnoe Vozdeystvie na Stalnye Kanaty. Stalnye Kanaty. 2005;4:202—205. (in Russian).
3. ISO 4309:2017 Cranes — Wire Ropes — Care, Maintenance, Installation, Examination and Discard.
4. Promyshlennaya Bezopasnost pri Ekspluatatsyi Gruzogodemnyh Kranov. M.: GUP «NTC Promyshlennaya Bezopasnost» Gosgortehnadsora Rossyi. 2002;10;7. (in Russian).
5. Malov V.P. i dr. Vliyanie Termotciklicheskih Nagrusok na Prochnost Kanatov Liteynyh Kranov. Bezopasnost Truda v Promyshlennosty. 1999;11:30—32. (in Russian).
6. Matyunin V.M., Volokhovsky V.Yu., Vorontsov A.N. Izmenenie Mekhanicheskih Svoistv Provolok Gruzovyh Kanatov Liteynyh Kranov pod Vozdeistvyem Ekspluatatsionnyh Faktorov. Tekhnologiya Metallov. 2011;7:14—19. (in Russian).
7. Malinovsky V.A. Stalnye Kanaty. Odessa: Astroprint, 2016. (in Russian).
8. Bridon Crane Rope Catalogue. Doncaster. South Yorkshire, 2011.
9. Hot Metal Cranes: What is Required? Tech. Crane Rep. [Elektron. Resurs] http://www.naicranes.com/engineering/technical_reports/hotmetal.pdf (Data Obrashcheniya 10.12.2017).
10. Sukhorukov V.V., Vorontsov A.N., Volokhovsky V.Yu. Kontrol Kanatov Zalivochnyh Kranov Metallurgicheskyh Predpriyatyi. Chernye Metally. 2013; 10(982):56-90. (in Russian).
---
For citation: Vorontsov A.N., Volokhovsky V.Yu., Miroshnichenko V.I., Gaiduchenko V.V., Ustinov A.V. Assessing the Bearing Capacity of Hot-Metal Crane Ropes Based on Laboratory Thermal Test Data. MPEI Vestnik. 2018;6:12—18. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2018-6-12-18.
