Наука и практика

Диагностика как установление причин, а не следствий

Черный Д.Г., начальник лаборатории

технической диагностики и неразрушающего контроля

Поприенко С.В., технический эксперт, ООО «ПромТехДиагностика», Кривой Рог

В недавно опубликованной книге "На тернистом пути экспертизы промышленной безопасности" (авт. Попов В.А., Гудошник В.А.) в главе "Шаг за шагом на тернистом пути к истине" отмечается, что без повышения квалификации на основе современных научных достижений и освоения прогрессивных методов контроля за техническим состоянием объектов повышенной опасности даже у опытного технического эксперта вырабатывается негативное мышление в своей непогрешимости в оценке сложившейся ситуации при проведении экспертизы промышленной безопасности. На практике это приводит к тому, что такой специалист, убежденный в правильности своего "диагноза", начинает искать конкретные факты в подтверждение своей собственной оценки, порой выдавая последствия за истинные причины.

Давайте представим себе ситуацию: у какого-нибудь объекта (например, мостового  крана), закончился нормативный срок службы. Владелец заказал экспертизу, приехали эксперты, обследовали кран, обнаружили дефекты. Выдали ведомость дефектов, которые владелец с привлечением специализированной организации добросовестно устранил. Опять приехали эксперты, повторно обследовали кран, провели испытания. Кран благополучно испытания выдержал, в паспорте ему сделали запись о продлении срока службы и запустили в работу.

А через полгода обслуживающий персонал находит в несущих металлоконструкциях (в местах ремонта и не только) новые трещины или деформации. Опять вызывают экспертов. Опять проводится обследование, ремонт, испытания… Знакомая ситуация?

Происходит это по той простой причине, что на этапе обследования не были установлены причины возникновения тех или иных дефектов. Нахождение причины дефекта или повреждения – не только признак профессионализма эксперта, но и предпосылка к правильному прогнозированию состояния объекта на продленный срок службы.

Реалии нашей экономики не позволяют владельцам полноценно проводить модернизацию производственных мощностей, и в частности, подъемно-транспортного оборудования. Другими словами, из техники пытаются выжать последние соки, получив максимальную прибыль, потом эту технику отремонтировать, опять получить прибыль, а потом еще и продать.  С каждым годом, по мере старения основных фондов, степень риска при эксплуатации такого оборудования растет. Сейчас как никогда востребованы качественные услуги по экспертизе объектов повышенной опасности. В мире товарно-денежных отношений деньги дают за какой-нибудь товар. Мы, как эксперты, тоже продаем товар – наш опыт, знания и ответственность. Причем если при экспертизе будет недостаточно знаний и опыта – вероятность наступления ответственности сильно увеличивается…

Банальный поиск дефектов  и их описание занимают до 80% рабочего времени при обследовании оборудования. Однако просто описать дефект и дать рекомендации по их устранению в некоторых случаях недостаточно, так как это не гарантирует повторного их возникновения и выхода оборудования из строя. Чаще на поверхности лежат следствия, а определение причины, причем истинной – критерий профессионализма эксперта.

Примеров необходимости углубленного изучения причин возникновения дефектов при экспертном обследовании очень много.

1. Мостовой литейный кран грузоподъемностью 30/5 тонн, пролет 22 м, режим работы - тяжелый. Срок службы – 30 лет.  При обследовании выявлено множество трещин в сварных швах крепления кронштейнов галереи, а также в околошовных зонах, длина трещин достигала 500 мм. Данные трещины неоднократно ремонтировались, о чем свидетельствовали следы ремонта и записи в паспорте. Дополнительное обследование металлоконструкций крана прибором КРМ-ЦК-2М показало наличие мест с коэрцитивной силой менее 1,5 А/см, что для стали 09Г2С является свидетельством возникновения усталостных дефектов. Кроме того, на ухудшение механических свойств металла балок повлияло и термическое воздействие при работе – кран работал на разливке стали. Экспертная комиссия сделала вывод о невозможности дальнейшей эксплуатации крана. Основным аргументом, вынудившим владельца утилизировать кран, был вывод о деградации свойств металла главных балок по результатам коэрцитометрии.

2. Мостовой кран грузоподъемностью 20/5 т пролет 22,5 м. При обследовании обнаружены трещины в сварных швах крепления гнутых листов к вертикальным стенкам концевых балок, со следами ремонта. По условиям работы  цеха кран поднимает грузы, не превышающие 60% номинальной грузоподъемности, но перемещает их по всей длине цеха. Результаты геодезической съемки подкранового пути (проведенной сторонней организацией, и как оказалось – без нагрузки от крана) показали удовлетворительное планово-высотное положение, соответственно собственник не предпринимал никаких попыток ремонта пути.  При более детальном обследовании пути было выявлено ослабление крепежных элементов и проседание рельсов под нагрузкой. Проведение геодезической съемки под нагрузкой от веса крана  показало истинную картину - разница высотных отметок на соседних колоннах составляла до 35 мм, а перепад высот на стыках до 12 мм. Проведение качественного ремонта кранового пути позволило снизить динамическую составляющую нагрузок на колеса крана, и, соответственно, на узлы крепления буксовых узлов. 

3.  Мостовой грейферный кран, пролет 31,5 м, грузоподъемность 20 т. При обследовании обнаружены многочисленные трещины в металле верхних поясов главных балок, кроме того, прогиб балок приближался к 0,0035L. Было принято решение вырезать отверстия для доступа в главные балки с целью детального обследования балок. При обследовании балок изнутри было обнаружено большое количество разрушенных сварных швов крепления диафрагм как к боковым стенкам, так  и к  верхнему поясу. Ремонт балок с установкой на пилоны дал положительный результат.

4. Мостовой магнитный кран грузоподъемностью 10 тонн, пролет 32 м. При передвижении крана наблюдается перекос моста, сильный износ реборд колес. Замеры геометрических параметров моста показали картину, близкую к идеальной. Замеры скоростей двигателей показали разницу в 1-2 оборота в минуту, редукторы установлены одинаковые. Колеса имеют одинаковый диаметр. При проверке эксперт обратил внимание на рывки тихоходной муфты при движении. Вскрытие редуктора показало проскальзывание зубчатого колеса на валу, соответственно, отсутствие кинематической связи.

5. Еще один случай с перекосом при движении. Мостовой кран 32/5 тонн, пролет 32 м, вновь смонтированный. При проведении первичного освидетельствования эксперт обратил внимание на рывки при движении крана, забегание одной стороны. Геометрические параметры моста в норме,  выверка колес отклонений не показала. Были проверены скорости вращения электродвигателей (при рассоединенных муфтах) – разница в 2-3 оборота в минуту. Разбивка роторных сопротивлений по ступеням отклонений тоже не показала. Было решено проверить токи двигателей двумя одинаковыми токоизмерительными клещами пофазно при движении на всех ступенях – в статорных цепях разница составила 2-3%. А вот уже в роторных цепях разница составила 15-25%, соответственно моменты на валах двигателей существенно отличались. Дальнейший анализ показал неправильную коммутацию роторных сопротивлений по одной фазе.

6. Автомобильный кран КТА-16, 2001 года выпуска. Деформация коренной секции стрелы, подозрение на перегруз. Кран находится в аренде, собственник пытается найти причину, крановщик хитро ухмыляется… Снятие данных с  «черного ящика» ПЗК-10 не показало перегрузки выше 110% за период, предшествовавший 2 месяцам с момента возникновения деформации. Но при детальном ознакомлении с данными ПЗК возник вопрос – почему так мало данных? Электрогидравлические клапаны опломбированы. Проследили электрическую проводку – нашли выключатель, позволявший работать краном без включения ПЗК…

7. Козловой кран ККС-12,5-32, после ремонта электрооборудования. Стропальщики, работающие с данным краном, жалуются на «пощипывание», а то и вовсе на удары током при касании груза или строп. Притом данная проблема была замечена после похолодания. Ремонтная организация произвела замеры сопротивления изоляции электродвигателей, кабелей и т.д., даже заменили один из двигателей, но проблема осталась. Эксперт сразу предположил, что один или несколько потребителей подключены одними проводом на корпус крана. При выезде на объект был измерен дифференциальный ток утечки на металлоконструкции при поочередном включении разных потребителей. При включении обогревателя кабины сила тока составила 10 А, что сразу подтвердило предположения. Вместо обогревателя на 380 В ремонтники поставили менее дорогой на 220 В, естественно спрятав точку подключения к металлоконструкции в укромное место.

Умение эксперта проводить углубленный анализ причин возникновения тех или иных дефектов зависит не только от базовых знаний, но и от приобретенного годами опыта. Способность мыслить не шаблонно, обращать внимание на кажущиеся мелочи – приобретается с годами работы в сфере диагностики. Существующее положение с подготовкой специалистов не отражает современных требований по их качеству. Уклон в обучении лишь в сторону качества оформления экспертных заключений сводит работу эксперта к узконаправленным протокольным решениям и  вырождает процесс диагностики в процесс поиска дефектов, по сути – простой дефектоскопии.

По нашему мнению, подготовкой специалистов в сфере диагностики оборудования (не только грузоподъемного) должны заниматься профильные вузы, с соответствующим преподавательским и материальным оснащением. Месячных курсов с полугодичной стажировкой, для специалиста, который ранее не сталкивался с проблемами эксплуатации кранов, явно недостаточно. Много ли экспертов, базовым образованием которых был механический или строительный вуз, смогут разобраться в электрической схеме современного крана или лифта? Или продиагностировать работу прибора защиты крана? Скажем больше, даже не в каждой экспертной организации имеется устройство для снятия  данных «черного ящика» ПЗК. Хорошим подспорьем было бы и проведение взаимных перекрестных аудитов работы экспертов разных организаций, совместных обследований для обмена опытом и т.д. Способов совершенствования много, хочется только пожелать их реального воплощения.

Рис. 1. Трещина в сварных швах вследствие динамической нагрузки, вызванной плохим состоянием рельсового пути.

Рис. 2. Деформация балок грузовой тележки крана вследствие переподъема крюковой подвески, вызванной неправильной регулировкой выключателя ВУ-250

Рис. 3. Трещины в местах предыдущих ремонтов вследствие усталостных процессов в вертикальной стенке балки крана.

Рис. 4. Трещины в головке подкранового рельса вследствие динамического воздействия (крепления к балке ослаблены)