Причины аварий строительных кранов

В материалах обследования различных башенных кранов экспертами часто отмечаются факты нарушения  требований Правил, в том числе  отсутствие проекта и технических  условий на ремонт, данных о примененных металлах и сварочных материалах, сведений о проверке качества сварки и квалификации сварщиков. В паспортах кранов, как правило, ремонт конструкций не фиксируется. Указанные нарушения приводят к снижению несущей способности конструкций в местах ремонта и повышают вероятность аварийных ситуаций при работе кранов.

АВАРИИ  ПРИ МОНТАЖЕ БАШЕННЫХ КРАНОВ

 Основная  причина аварийных ситуаций при  монтаже (демонтаже) башенных  кранов - отклонение технологии работ  от установленных требований, чему способствует неполнота или неточность ее изложения в эксплуатационных документах заводов-изготовителей.

На кранах с  подъемными стрелами аварии чаще всего  возникают при опускании стрелы ниже горизонтального уровня или  при ее подъеме в рабочее положение. Так, при опускании стрелы крапа КБ-405.2А для настройки концевого выключателя произошли поломка башни и падение крана в сторону противовеса, при этом был смертельно травмирован крановщик. авария мостовой башенный кран

Аналогичная авария произошла во время работы крана К Б-405.1 А. Стрела самопроизвольно опустилась ниже горизонтальною положения из-за неисправности тормоза стреловой лебедки. 11опытка поднять стрелу привела к разрушению башни и падению крана в сторону противовеса.

Рис. 1. Разрушенная башня крана КБ-405.1А

При рассмотрении причин аварий выявлено, что обслуживающий персонал, не имевший необходимой квалификации, нарушил установленные требования к монтажным операциям со стрелой: положение монтажной стойки не контролировалось, она не была установлена в проектное положение (на пояс корневой секции стрелы), краном управляли из кабины. Указанные нарушения привели к перегрузке поясов и раскосов башни и в итоге к их разрушению и последующему падению крана.

Подобные аварии характерны для всех кранов типа КБ-405, на которых используются конструкции монтажных стоек трех видов. Для кранов раннего выпуска предусмотрено скольжение монтажной стойки по верхнему поясу стрелы, в результате чего происходит износ верхнего пояса. С целью исключить эти износы на кранах более позднего выпуска (до 1990 г.) на основании стрелы закреплен ролик, а на монтажной стойке установлена направляющая линейка, которая перемещается по ролику. Для улучшения конструкции после 1990 г. ролик устанавливают на монтажной стойке (перекатывается он по верхнему поясу стрелы). После доработки конструкции монтажная стойка может свободно перемещаться по стреле крана без деформации направляющей линейки, заедания в проушинах оголовка и ролике, расположенном на стреле (краны выпуска до 1990 г.) или на монтажной стойке (краны выпуска после 1990 г.). Однако обычно для исключения контакта со стрелой] во время работы крана монтажную стойку привязывают проволокой к оголовку, создавая тем самым нештатную ситуацию, не предусмотренную эксплуатационной документацией.

В целях исключения нештатных  ситуаций при монтаже кранов типа КБ-405 на Ржевском краностроительном  заводе внесли изменения в конструкцию  и усовершенствовали способ крепления  монтажной стойки к оголовку, который  традиционно используют монтажники. Разработаны конструктивные элементы, предназначенные для крепления монтажной стойки к оголовку в положении, которое она занимает при максимальном угле подъема стрелы, и доработана конструкция оголовка для облегчения доступа к монтажной стойке и ее крепления. Все изменения конструкции отражены в чертежах КБ-405- 1А.03.05.000Д. В инструкцию по монтажу также внесены изменения и дополнения, регламентирующие процесс крепления монтажной стойки к оголовку и обратной ее установки на стрелу. Доработанная на заводе конструкция может использоваться и для других кранов типа КБ-405, находящихся в эксплуатации. При этом нужно учитывать, что на многих кранах, имеющих ролик на конце монтажной стойки или на основании стрелы, совместная работа стрелы и стойки осуществляется нормально. Поэтому владелец крана, принимая решение о необходимости доработки конструкции, берет на себя дальнейшую ответственность.

Аналогичные аварии при монтаже возникали и на изготовленных в 1960-1980 гг. кранах другого типа с подъемной стрелой: КБ-160.2, КБ-401 и КБ-402. Их монтажные стойки имеют те же конструктивные недостатки, что и стойки кранов типа КБ-405. К тому же на стрелах этих кранов раскосы верхней грани корневой секции стрелы приваривают к поясам так, что их сплющенная часть выступает за верхний габарит поясов, в результате чего монтажной стойки при движении вдоль поясов задевают за выступы, повреждая раскосы. Поэтому при эксплуатации кранов монтажную стойку привязывают к оголовку проволокой.

Для повышения  безопасности эксплуатации указанных  кранов создан проект доработки корневой секции стрелы. Доработка заключается  в установке защитных элементов  на верхние пояса стрел в зоне их контакта с монтажной стойкой, на которые должна опираться стойка, не касаясь несущей трубы верхних поясов. Чертежи доработки КБ-160.2(401;402).80.20.000Р и технические требования к ее реализации на кранах вошли в состав РРД 22-28-"КБ-160.2-00 Руководство по капитально-восстановительному ремонту несущих конструкций башенных кранов типа КБ-160.2 (401; 402)".

При расследованиях причин аварий различных кранов с  подъемной стрелой установлено, что в руководствах по эксплуатации не описаны операции, связанные с  обслуживанием на смонтированном кране  электрооборудования и устройств безопасности, расположенных на стреле; не учтено, что для проведения таких работ, как правило, требуется опускание стрелы вниз, а в составе ремонтной бригады обязательно должен быть монтажник.

Разработанные предложения для устранения этих недостатков, в частности, были реализованы Ржевским заводом в Руководстве по эксплуатации кранов типа КБ-405, куда они вошли как дополнительные указания по обслуживанию труднодоступных узлов крана, в том числе концевого выключателя ограничителя высоты подъема. Аналогичные дополнения необходимо внести и в эксплуатационную документацию других кранов.

При монтаже (демонтаже) кранов V размерной группы с поворотной башней различного исполнения со стрелами длиной 35 м согласно инструкции по монтажу  канаты, расположенные сзади башни и разгружающие ее от массы стрелы, можно ослаблять. При монтаже кранов со стрелами длиной 40 и 45 м с существенно большей массой стрел это не допускается, в связи с чем в схеме монтажа появляется много дополнительных трудоемких операций, значительно усложняющих монтаж. На практике для ускорения работ монтажники не всегда выполняют требования инструкции, что приводит к аварийным ситуациям, а иногда и к авариям. Именно из-за такого нарушения при демонтаже крана КБ-503 произошла авария. Основная причина аварии - отступление от технологических карт и инструкции по монтажу, заключающееся в использовании механизма подъема груза для поддержания (страховки) демонтируемой секции. Это привело к дополнительным статическим и динамическим нагрузкам на неуравновешенную башню и в конечном итоге к ее изгибу и разрушению.

В целях снижения возможности аварийных ситуаций и уменьшения трудоемкости монтажных  работ на кранах КБ-503 и КБ-504 последних  модификаций используют новую конструкцию  подвески стрелы при монтаже. Подвеску осуществляют таким образом, чтобы момент от массы стрелы любой длины, передающийся на башню, не превышал величину, при которой нет необходимости создавать разгрузку башни натянутыми канатами, расположенными сзади башни.

При наращивании  башни для установки секций под проемом ее основания используют наезд краном на установленную перед ним секцию (внутри колеи рельсового пути). Башня во время наезда нее закрепляется на диагональных балках, а опирается на выдвижные упоры и ролики основания. При большой высоте башни эта операция довольно опасна из-за наличия зазоров между роликами и поясами башни и возникновения динамических нагрузок и процессе передвижения крана.

В СКТБ БК разработано  специальное устройство для монтажа  и демонтажа секций башни, позволяющее отказаться от передвижения крана при монтаже. Устройство крепится к ходовой раме Крана и обеспечивает возможность перевода секции башни из горизонтального в вертикальное положение и ее стыковки с башней. Оно позволяет также легко демонтировать секции, что обычно затруднено из-за их перекоса, неточности изготовления и трения в ми и актирующих элементах стыков башни. Собственной массы секций для преодоления этих помех практически всегда недостаточно, а предусмотренный инструкцией способ разъединения секций (путем упора ломом в специальные кронштейны на поясах секций) опасен и недостаточно эффективен из-за перекосов. Чтобы облегчить разъединение секций башни, на практике используют механизм поворота крана, с помощью которого башню поворачивают из стороны в сторону до упора нижней части отсоединяемой секции в проушины ходовой рамы. В результате при съеме секции могут быть повреждены различные элементы конструкции крана. Применение специального устройства позволяет исключить повреждения металлоконструкции при монтаже и соответственно аварию крана.

Устройство  было внедрено на башенном кране КБСМ-503Б, ()АО "Механический завод".

Аварии кранов с неповоротной башней типа КБ-573, КБ-674, К Б-676 при монтаже обычно происходят вследствие сложности уравновешивания поворотной части конструкции относительно монтажной стойки. Так, при монтаже крана КБ-676.3 разрушилась монтажная стойка, и верхняя часть крана упала на площадку. При расследовании установлено, что для уравновешивания верхней части крана монтажники использовали не предусмотренный инструкцией нештатный груз, подвешенный к стреле. Обрыв его привел к воздействию на монтажную стойку дополнительного момента, существенно превышающего расчетный.

По инструкции при монтаже конструкцию уравновешивают путем перемещения тележки с противовесом на консоли кран Однако на практике для некоторых кранов КБ-674 и КБ-676 это недостаточно, и для них должны быть внесены необходимые уточнения в инструкции по монтажу. В последнее десятилетие в России получили широкое распространение краны, на которых применяется механизм выдвижения башни с гидроприводом. Несмотря на преимущества механизмов с гидроприводом, их применение не исключает аварии кранов при монтаже. В частности, на территории испытательного центра при опускании монтажной обоймы кран. КБ-473 на строительной площадке офисного здания ОАО "ЛУКОЙЛ" при демонтаже крана LM-120HC упали монтажные обоймы. Как показало расследование, аварии вызваны несогласованностью действий монтажников и нарушением ими инструкций по выполнению работ. При авариях монтажники находились на подвижной части (площадки обойм), что привело к их гибели. Нахождение монтажников на движущихся узлах крана КБ-473 не допускается, однако в связи со сложностью перехода с движущихся узлов крана на неподвижные узлы это требование, как правило, не выполняется.

Указанные аварии подтверждают, что при монтаже  башенных кранов нахождение монтажников  на их движущихся частях не должно допускаться. Кроме того, целесообразно ввести различные блокировки, запрещающие  неконтролируемые движения монтажника устройства, например концевые выключатели, исключающие возможность движения при нарушении контакта опорных элементов(как это сделано после аварии на кранах КБ-473)

Введенные в  действие РД 22-28-37-02 (приложение 4) регламентировали требования к организации монтажа и демонтажа кранов, и том числе к подготовке соответствующей технической документации на выполнение всего объема работ, связанных с монтажом башенных кранов. Разработка предписанных этим документом альбомов технологических карт на монтаж (демонтаж) крана позволит уточнить операции, недостаточно четко описанные в инструкциях, а также доработать такие инструкции для устранения недостатков, выявленных в процессе эксплуатации кранов.

Особое внимание должно быть обращено на разработку документации для монтажа импортных кранов, так как требования заводов-изготовителей к эксплуатационной документации существенно расходятся с требованиями РД 22-28-37-02. Например, и эксплуатационной документации крана CBR 36H-4 фирмы Соmedil TEREX (Италия) указано, что документация "не подменяет собой опыт и мастерство монтажника и оператора крана, что при ответственных операциях документ является лишь удобным пособием для оператора, который знаком с краном конкретного типа, что изготовитель не несет ответственности за последствия, возникающие при использовании монтажников, не принадлежащих к полевой службе изготовителя". Поэтому необходимо пересмотреть документы по монтажу импортных кранов, привести их в соответствие с требованиями РД 22-28-37-02, привлекая для этого специализированные организации, имеющие опыт подобной работы.

АВАРИИ  ПО ПРИЧИНЕ НАРУШЕНИЙ УСЛОВИЙ  ЭКСПЛУАТАЦИИ КРАНОВ

 К нарушениям  условий эксплуатации башенных  кранов относятся перегрузка, неудовлетворительное  состояние крановых путей и проведение работ при скорости ветра, превышающей предельные значения.

Наиболее часто (30 % случаев) причиной аварий башенных кранов является перегрузка, обычно связанная  с неисправностью ограничителей  грузоподъемности (ОГП) или их отключением. Так, при перемещении растворной станции башенным краном КБ-403 на строительстве жилого дома из-за перегруза кран опрокинулся и разрушился; при этом крановщик был смертельно травмирован. На строительной площадке во время разгрузки автомобиля с арматурой произошло падение башенного крана КБ-408; при этом также был смертельно травмирован крановщик. Авария крана произошла из-за неисправности ОГП, перегрузка крана составила 300 %.

Данные об авариях  кранов из-за перегрузки свидетельствуют, что они чаще всего случаются  со строительными кранами, установленными на различных складах и лесных биржах, где производственный контроль и обслуживание значительно ниже, чем в управлениях механизации.

Отдельные проекты  производства работ кранами не учитывают  особенности грузовых характеристик строительных кранов с обратно пропорциональным снижением массы груза при увеличении вылета. Такая особенность создает серьезные трудности при использовании строительных кранов для погрузоразгрузочных работ, и крановщики довольно часто ОГП кранов отключают. Так, на складской площадке транспортного цеха предприятия при подъеме пачки пиломатериалов башенным краном КБ-309ХЛ произошло его падение с деформацией и разрушением металлоконструкций. Кран восстановлению не подлежит. Травмирован крановщик. ОГП крана был преднамеренно выведен из строя. Перегрузка крана составила 60 %.