05 марта 2016г.
Стальные канаты являются одним из основных элементов подвесных канатных дорог, шахтных подъемных машин, лифтов, грузоподъемных кранов и подъемников (вышек). От технического состояния канатов зависит безаварийная эксплуатация этих объектов и безопасность пассажиров и персонала.
За последнее годы резко увеличилось количество канатных дорог в России. Безопасная эксплуатация пассажирских канатных дорог во многом зависит от технического состояния канатов. Одновременно на подвижном составе канатной дороги может находиться 500 и более пассажиров. Разрушение каната может привести к непредсказуемым трагическим последствиям, поэтому тщательный контроль состояния канатов пассажирских канатных дорог, в том числе с помощь магнитных дефектоскопов является обязательным и актуальным. Электромагнитные методы контроля состояния стальных канатов, позволяют выявлять повреждения (дефекты) практически всех типов.
Современные магнитные дефектоскопы состоят из двух частей – магнитного датчика и регистрирующего устройства.
Магнитный датчик конструктивно представляет собой совокупность намагничивающего устройства с источниками магнитного поля, которыми являются электромагниты или постоянные магниты, и магниточувствительных элементов для измерения топологии магнитного поля. Намагничивающее устройство намагничивает контролируемый канат, а магниточувствительные датчики измеряют параметры магнитного поля и полей рассеяния, которые передаются в регистрирующее устройство /1/.
Согласно требованиям нормативных документов /2/ проведение дефектоскопии стальных канатов, эксплуатируемых пассажирских канатных дорог, носит обязательный характер. Установлены следующие сроки проведения дефектоскопического контроля всех кантов /2/: первичный контроль – непосредственно после окончания монтажа канатной дороги; повторный – через каждые 3 года в первые 15 лет эксплуатации, и далее ежегодно.
Для проведения дефектоскопического контроля стальных канатов, применяемых на подвесных канатных дорогах, грузоподъемных кранах, лифтах, используются комплексы приборов «ДСКМ», созданные специалистами ЮРГПУ (НПИ) и «ИНТРОС» (ООО «ИНТРОН ПЛЮС»). Оба комплекса приборов прошли промышленные испытания и рекомендованы к применению для контроля состояния стальных кантов подъемно- транспортных машин. Данные комплексы приборов позволяют существенно упростить процедуру дефектоскопического контроля и повысить уровень его достоверности.
Выполнение регламентных работ (техническое освидетельствование, экспертиза промышленной безопасности, дефектоскопия канатов) на канатных дорогах специалистами экспертных организаций показывает, что периодический визуальный контроль стальных канатов, проводимый обслуживающим персоналом, не всегда достоверно и своевременно выявляет образовавшиеся дефекты. Это обусловлено субъективными факторами и неудобством проводимых работ (скорость движения каната, большая высота, наличие внутренних дефектов и т. д.).
Отсутствие точной информации о состоянии стального каната, как одного из основных элементов подъемно-транспортной установки (канатной дороги, подъемного крана, лифта) существенно увеличивает вероятность возникновения аварийной ситуации на эксплуатируемом объекте и может привести к огромным социально-экономическим последствиям.
Избежать таких ситуаций и иметь своевременную оценку состояния стального каната позволяет применение комплексов приборов «ДСМК» и «ИНТРОС», обеспечивающих получение достоверной информации о состоянии стальных канатов.
Работы по дефектоскопии стальных кантов на канатных дорогах с применением магнитных дефектоскопов ведутся с 1990г. Согласно требованиям Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности
«Правила безопасности пассажирских канатных дорог и фуникулеров» магнитному контролю периодически подвергается 100% стальных канатов различной конструкции установленных на канатных дорогах. К настоящему времени насчитывается более ста объектов, (канатные дороги, кабельные краны, лифты) в городах Сочи, Москва, Красноярск, Екатеринбург, Пятигорск, Архангельск, поселках Домбай, Терскол и др., на которых периодически проводится дефектоскопия стальных кантов.
Определение фактического состояния канатов, анализ и прогнозирование развития дефектов позволили дать рекомендации по планированию и выполнению работ по замене канатов. Канат является дорогостоящим элементом, а его замена (особенно несущих канатов маятниковых канатных дорог и кабельных кранов), требует значительных финансовых затрат. По результатам дефектоскопического контроля произведена замена несущих кантов закрытой конструкции на таких объектах как – маятниковые пассажирские канатные дороги в г. Сочи (МКД Курортный проспект – парк Дендрарий), в г. Пятигорск (МКД Ленинские скалы - гора Машук), в поселках Домбай и Терскол несущее-тяговых канатов прядевой конструкции на кресельных канатных дорогах.
Диаметры кантов, подвергаемых магнитному дефектоскопическому контролю от 8,0 до 54,0 мм у кантов прядевой конструкции, от 45,0 до 65,0 мм у кантов закрытой конструкции, как отечественного (Волгоградский, Орловский, Череповецкий сталепроволочноканатные заводы), так и импортного производства (завод VA- AUSTRIA DRAHT и компания «ТОЙФЕЛЬБЕРГЕР ЗАЙЛЬ ГмбХ», Австрия; FATZER AG, Швейцария и т.д.).
На основании накопленного материала и результатов дефектоскопий стальных канатов можно выделить основные, наиболее часто встречающиеся дефекты в канатах различной конструкции.
Характерными дефектами кантов закрытой конструкции применяемых в качестве несущих на канатных дорогах и кабельных кранах – являются обрывы проволок как наружного, так и внутреннего слоя, концентрация которых увеличивается в зонах заделки и перегиба каната (в муфтах и на башмаках). Проведение на объектах ежегодного контроля канатов, позволяет утверждать, что появлению обрыва наружных проволок предшествует появление обрывов проволок внутреннего слоя, причем в канатах импортного производства эти дефекты появляются при эксплуатации 20-30 лет, в канатах отечественного изготовления после 5 лет. Такие дефекты, как волнистость, выход замка проволоки наружного слоя, как правило, имеют канаты отечественного производства, причем появление этих дефектов вызвано не эксплуатацией, а качеством изготовления, а в процессе эксплуатации дефект увеличивается до браковочных показателей.
Дефекты канатов закрытой конструкции, в виде износа наружной фасонной проволоки замка, встречаются в канатах, отработавших более 10 лет и срок их появления обусловлен нарушением требований руководства по эксплуатации (использование не соответствующих материалов, смазки и т.д.).
Подтверждением вышесказанного относительно канатов закрытой конструкции, используемых в качестве несущих, является:
1. Несущие канаты диаметром 52,0 мм маятниковой канатной дороги в п. Домбай изготовлены «СЕГИД ам Нейвальд» Австрия и эксплуатируются с 1986г. Канаты имеют дефекты в виде обрывов проволок внутреннего слоя (в зонах перегиба каната на башмаках), не превышающие нормы браковки, обрывы наружных проволок отсутствуют, износ фасонной наружной проволоки менее 10%.
2. Несущие канаты диаметром 45,0 мм маятниковой канатной дороги «Эльбрус» в п. Терскол, изготовлены Волгоградским сталепроволочноканатным заводом, эксплуатируются с 1999г. Канаты имеют дефекты в виде обрывов проволок внутреннего слоя (в зонах перегиба каната на башмаках), обрывы проволок наружного слоя, волнистость. Анализ характера дефектов и динамика их роста позволили дать обоснованные рекомендации по замене каната.
Характерными дефектами круглопрядных канатов, применяемых в качестве несуще-тяговых и тяговых кантов на канатных дорогах, являются: обрывы проволок, уменьшение диаметра в результате коррозии или повреждения сердечника, деформация, выдавливание сердечника, выдавливание проволок, расслоение прядей, местное уменьшение или увеличение диаметров, раздавливание участков, повреждение в результате температурных воздействий или электрического дугового разряда.
Обрывы проволок имеют 90% канатов отечественного производства, отработавших более 5 лет и 100% всех канатов, отработавших более 15 лет. Наибольшее количество обрывов проволок наблюдается у канатов, имеющих поверхностный износ наружных проволок и у канатов подверженных коррозии. Дефекты: деформация, выдавливание сердечника, выдавливание проволок, расслоение прядей, местное уменьшение или увеличение диаметров, раздавливание участков и т.д. имеют место в зонах счаливания каната, что обусловлено в основном несоблюдением технологии работ по счаливанию канатов.
Дефектам в виде коррозии подвержены канаты без защитного покрытия проволок верхнего слоя, а интенсивность коррозии возрастает из-за несоблюдения обслуживающим персоналом руководства по эксплуатации - периодическая смазка канатов рекомендованными смазочными материалами.
На некоторых канатных дорогах с кольцевым движением подвижного состава (ПКД «Азау-Старый Кругозор», ПКД Чегет-1, п. Терскол; БКД №6 г.Москва, Горнолыжный клуб Леонида Тягачева) канаты имели повреждения в результате электрического дугового разряда. Дефекты возникли в результате воздействия молнии на канат при неработоспособной системы молниезащиты и заземления. Канаты этих дорог были своевременно заменены.
До настоящего времени возможные дефекты в заделке канатов в муфтах устанавливаются косвенно, путем визуального выявления трещин окрашенной поверхности в местах соединения каната с муфтой. Магнитная дефектоскопия в зоне заделки каната в муфте не дает достоверной информации.
Достаточно сложно выявить и идентифицировать дефекты в виде обрыва проволок и уменьшения металлического сечения канатов при положении его на башмаках и на направляющих натяжного устройства из-за наложения сигналов от металла башмаков и направляющих натяжного устройства. Эту работу могут выполнить только высококвалифицированные дефектоскописты, имеющие большой опыт в расшифровке дефектограмм стальных канатов.
Анализ результатов дефектоскопии стальных канатов на подвесных канатных дорогах и кабельных кранах позволяет разделить выявленные дефекты на следующие группы:
1) дефекты изготовления канатов, обусловленные низким качеством исходного материала и нарушением технологии изготовления (волнистость, зазор в замке фасонной проволоки каната закрытой конструкции, выдавливание проволоки и т.д.)
2) дефекты, возникающие при несоблюдении руководства по монтажу и эксплуатации (обрывы проволок, заломы, раздавливание в результате механического воздействия, некачественная счалка, коррозия при отсутствии смазки и т.д.).
3) дефекты, возникающие в результате длительной эксплуатации (обрывы проволок, уменьшение диаметра в результате износа и коррозии).
Систематическое выполнение магнитной дефектоскопии канатов согласно требований нормативных документов /2/, анализ дефектов и оперативное устранение причин их возникновения позволяют повысить уровень безопасности объекта и снизить затраты на его эксплуатацию.
Список литературы
1. Павленко А.В., Короткий А.А., Пузин В.С., Хальфин М.Н., Медведев В.В., Щучкин Д.А. Устройства для неразрушающего контроля стальных канатов // Горное оборудование и электромеханика. Научно- аналитический и производственный журнал. 2007 № 10. С42-47.
2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности пассажирских канатных дорог и фуникулеров». Утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 06.02.2014г. №42.
