Проблема оценки фактического технического состояния кранов, эксплуатирующихся вусловиях металлургического производства, является достаточно насущной иактуальной [1-4]. Особое место вэтом направлении занимает работа по совершенствованию нормативной базы, по продлению срока эксплуатации грузоподъемных машин, отработавших нормативный срок вусловиях металлургического производства.
К числу наиболее острых проблем вметаллургических икоксохимических производствах относятся медленные замена оборудования итехнических средств безопасности, не отвечающих требованиям безопасности, внедрение современных технологий. Продолжаются эксплуатация мартеновских печей иприменение устаревших технологий разливки стали вОАО (открытом акционерном обществе) «Выксунский металлургический завод», ОАО «Уральская сталь», ОАО «Бежицкий сталелитейный завод» идр.
Анализ проблемы показал, что причины аварий– конструктивные недостатки, нарушения при строительстве иэксплуатации оборудования. Основные травмирующие факторы: падение предметов ипострадавших свысоты (37,5 %); выбросы расплавов ираскалённых газов из металлургических агрегатов (25,0 %); воздействие вращающихся идвижущихся частей оборудования (12,5 %); технологический транспорт (12,5 %); воздействие технологических газов (12,5 %). Видно, что эксплуатация кранового оборудования, не отвечающего требованиям безопасности, является основной причиной травм инесчастных случаев на металлургических предприятиях.
Основные причины несчастных случаев– неудовлетворительные организация ипроведение ремонтных работ (66,6 %), неудовлетворительное техническое состояние оборудования (16,7 %), конструктивные недостатки оборудования (16,7 %).
Основные причины групповых несчастных случаев– нарушение технологии при ведении металлургических процессов (50 %), неудовлетворительные организация ипроведение ремонтных работ (50 %).
Так, 4 января 1998 года произошел групповой несчастный случай вОАО «ММК» (Магнитогорский Металлургический комбинат), г. Магнитогорск Челябинской области. В19 ч05 мин на конвертере № 1 упала левая кислородная фурма. После падения на пульте управления котлом ОКГ-400 сработала блокировка «забивание скруббера». Бригадир слесарей-ремонтников идва слесаря-ремонтника по команде сменного мастера энергослужбы приступили кочистке гидробаков котла-охладителя, расположенных на отметке +22,000м. Старший производственный мастер смены по команде начальника цеха приступил корганизации работ по подъему фурмы идал команду сменному мастеру энергослужбы готовиться кподъему фурмы. Сменный мастер дал задание слесарю энергослужбы закрыть водяную задвижку сручным приводом. Старший мастер дал задание машинисту крана поднимать фурму электромостовым краном, асам со сменным мастером механической службы исменным мастером энергослужбы осмотрел привод фурмы машины подачи кислорода. При осмотре было выяснено, что сдвинута «рубашка» муфты сцепления двигателя средуктором. Сменный мастер энергослужбы вместе стретьим слесарем-ремонтником иподручным сталевара поднялись на площадку обслуживания фурменного окна (отметка +31,00м). Третий слесарь-ремонтник зацепил фурму идал команду машинисту крана на подъем. В20 ч06 мин фурма была поднята на стенд для демонтажа фурм, ив это время произошел взрыв.
Первый итретий слесари-ремонтники, подручный сталевара имашинист крана получили термические ожоги различной степени тяжести от выбросов пароводяной эмульсии ишлака. Первый слесарь-ремонтник получил ожоги 2-3 степени лица иколенных суставов, машинист крана– ожоги 1-2 степени лица. Третий слесарь-ремонтник получил ожоги 3 степени 50 % поверхности тела иот полученных травм 17 января 1998 года скончался. Подручный сталевара получил ожоги 2-3 степени 50 % поверхности тела иот полученных травм 15 января 1998 года скончался.
Установлено: взрыв вполости конвертера произошел вследствие падения левой кислородной фурмы споследующим разрывом компенсатора на трубе подачи кислорода ипопаданием охлаждающей воды вжидкий шлак, находящийся вконвертере. Работниками механической иэлектрослужбы конвертерного отделения регулярно нарушались правила технической эксплуатации вчасти проведения регулярных осмотров иремонтов основных узлов машины подачи кислорода. Техническим фактором, определяющим возникновение аварии, явилось разрушение упорного бурта зубчатой обоймы, соединяющей валы электродвигателя иредуктора привода подъема иопускания фурмы.
В процессе производства жидкой стали происходит интенсивный выброс пламени, возникающий при заливке жидкого чугуна вконвертор стемпературой 1250– 1400 ºС. Элементы металлоконструкции заливочного крана работают при резких перепадах температур, которые приводят кпоявлению термических циклов. Вследствие этого возникают пластические трещины, снижается запас прочности канатов [6].
При расследовании аварии страгическим исходом, связанной спадением ковша срасплавом чугуна массой 430 тонн на ОАО «Северсталь», при экспертизе промышленной безопасности эксперты зафиксировали, что при каждом технологическом цикле втечение 15– 20 мин балки крана, канаты, крюковая подвеска итраверса подвергались высокотемпературному воздействию раскаленных газов, выделяющихся из жидкого металла [6]. При таком технологическом процессе отдельные части главных балок иконцевая балка, попавшие ввосходящий поток раскаленных газов, по данным пирометристов ОАО «Северсталь», разогреваются до температуры 400 ºС. Теоретически сталь 09Г2С при таких кратковременных повышениях температуры не должна терять прочностных свойств, но на практике собственникам кранов взонах, подверженных циклическому влиянию, приходилось постоянно производить ремонт вместах образования усталостных трещин.
При анализе аварий мостовых кранов, на предприятиях горно–металлургического комплекса, установлено, что причинами являются обрывы стальных грузовых канатов, разрушение крюков, неисправность приборов безопасности, неисправность грузозахватных органов, низкое качество стали, применяемое при изготовлении металлоконструкций кранов, хрупкое разрушение металлоконструкций, эксплуатация крана значительно выше нормативного срока службы, некачественное обследование кранов, отработавших нормативный срок. Вместе стем, при расследовании причин аварий разливочных кранов не принимается во внимание сопутствующий фактор, как перегруз крана при заполнении ковша жидким металлом (из-за разгара футеровки) и, как следствие, увеличение емкости ковша. Обычно такие аварии, связанные сперегрузом крана, характерны при эксплуатации грейферных, магнитно– грейферных кранов при подъеме «мертвого груза» из-за несрабатывания ограничителя грузоподъемности [6].
Для оценки фактического технического состояния крана необходим углубленный анализ состояния металла базовых конструкций, расчет остаточного ресурса ипрогнозирование возможности дальнейшей эксплуатации крана, или необходимости его капитально-восстановительного ремонта, или его утилизации сиспользованием современных иновых методов конструкционного риск-анализа [1-5].