Статические испытания монорельсов проводят до того, как на них крепятся какие-либо механизмы. Процедура также может включать в себя испытания сварных соединений, при наличии анкеров, на которые крепится балка к основанию. Количество обычно определяется заказчиком, но по требованиям необходимо испытывать не менее пяти штук.
Согласно действующим нормам, испытания монорельсов являются обязательными. Это нужно, чтобы убедиться в их надежности перед началом эксплуатации.
Виды статических испытаний
При статических испытаниях монорельс подвергают воздействиями с постоянной или постепенно повышающейся нагрузкой. Обычно это проверки:
- на растяжение;
- на сдвиг;
- на кручение.
По итогам исследований выявляют критерии надежности монорельсовой балки (прочностные и пластичные) и выдают заключение о допустимости ее ввода в работу.
Периодичность испытаний
Помимо заводских испытаний перед вводом в работу, монорельсы так же регулярно подвергаются техническому освидетельствованию:
- частичному – один раз в год;
- полному – один раз в три года.
По итогам исследований заказчик получает заключение, которое считается официальным документом, используемым для начала/продолжения эксплуатации монорельсовых балок.
Цель статических испытаний
Она заключается в выявлении или определении:
- вертикальных перемещений в заданном сечении монорельса;
- нормальных напряжений в заданном сечении балки.
Также определяется разница действительной схемы работы монорельсовой балки с расчетной.
Проведенные проверки должны подтвердить, что:
- Установка обслуживание и контроль работы монорельса соответствует приказу №533 Ростехнадзора о Правилах безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения.
- Техническое состояние монорельса соответствует требованиям безопасной эксплуатации.
Подготовка к проведениям испытания
Перед началом испытаний требуется выполнить необходимую подготовку. Ее цель – обеспечение корректных результатов проверки и безопасности на испытуемой площадке:
- установить помосты и заграждения;
- смонтировать нагрузочные механизмы, подготовить груз;
- обеспечить дополнительную освещенность мест монтажа контрольного оборудования;
- согласовать перерывы в работе испытываемого оборудования;
- смонтировать нагрузочные механизмы, подготовить груз и т. д.
Перед началом тестирований нужно выполнить предварительные расчеты. Следует зафиксировать и уточнить требуемую испытательную нагрузку. Затем определяют соответствующие ей параметры перемещений, деформаций, напряжений и усилий, возникающие в исследуемых элементах конструкций.
Расчеты служат продолжением перерасчетов, выполненных по результатам тестов. Они выполняются с учетом уточненных характеристик объекта, выявленных ослаблений и т. д.
Сравнение с итогами исследований позволяет затем определить систему работы, максимально приближенную к реальной эксплуатации монорельса. Также поступают в отношении критериев упругости и прочих параметров, если до начала тестирования значения их не могли быть точно выверены. Эти подсчеты ведутся в пределах возможных диапазонов. После чего, в дальнейшем уточняют фактические значения по итогам тестирования.
Монорельсовые балки следует испытывать в том положении, в котором они будут эксплуатироваться.
Порядок проведения статических испытаний монорельсов
Для статических испытаний к проверяемому монорельсу подвешивают груз, превышающий максимально допустимый на 25% и в таком положении оставляют оборудование на 10 минут.
Груз должен находиться точно посередине монорельса. Эта позиция наиболее уязвима, т.к. именно здесь наиболее вероятен прогиб конструкции.
Спустя указанное время проводится осмотр конструкции. С помощью специальных приборов фиксируется величина прогиба, смещения и растягивания всех элементов монорельса. Основное внимание уделяют остаточной деформации: для ее выявления вымеряют расстояние от пола до главной балки до и после поднятия груза.
При визуальном осмотре после испытаний недопустимы:
- усталостные трещины в металле;
- лопнувшие сварные швы и трещины в околошовном пространстве;
- сколы.
Проверка монорельсового пути считается успешной, если отклонения не превышают допустимой нормы: груз не опустился, а на элементах балки не возникли трещинки или иные дефекты и деформирования, перечисленные выше. Тогда выдается допуск на последующую эксплуатацию монорельсовой балки и в обязательном порядке маркируют испытанный элемент биркой, на которой указывается дата испытания, испытательная нагрузка, ответственное лицо и ставится печать организации, проводившей испытание.
Если будут найдены дефекты, то монорельс подлежит технологической доработке, замене или ремонту. Когда испытания показали исправность, то приступают к монтажу талей сразу же после приемки пути (монорельса).
Механические критерии, выявляемые при статических испытаниях
При статических тестированиях на растяжение выявляются механические параметры металлоизделия:
- предел текучести;
- предел прочности или временное сопротивление;
- относительное удлинение;
- относительное сужение.
Предел текучести – механический параметр, характеризующий напряжение, при котором повреждение продолжает нарастать без увеличения нагрузки.
Предел прочности – пороговая величина, выше которой произойдет разрушение исследуемого объекта.
Относительное удлинение – отношение длины объекта после нагрузки к его начальной длине до испытания.
Относительное сужение – отношение уменьшения площади поперечного сечения испытываемого объекта после воздействия нагрузки к его начальной площади до тестирования.
При тестировании на статическое растяжение металлоизделие имеет площадку текучести, когда участок удлиняется при постоянной нагрузке.
При максимальной нагрузке в одном участке монорельса появляется сужение поперечного сечения, так называемая «шейка». В шейке начинается разрушение монорельсовой балки. Так как сечение исследуемого участка уменьшается, то повреждение его возникает при нагрузке меньше максимальной.
В процессе тестирования приборы рисуют диаграмму растяжения, по которой выявляются нагрузки.
Порядок проведения тестирований и обработка итогов
Для выявления прогиба монорельса в середине пролета устанавливают индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм, и прогибомер (индикатор часового типа) с ценой деления 0,01 мм.
Прогиб монорельса вычисляется с учетом осадки его опор в заданных точках. Для измерения деформаций в сечении контрольной точки балки монорельса прикрепляют тензорезисторы. Фиксация деформаций происходит автоматическим измерителем АИД или цифровым тензометрическим комплексом.
Одно деление шкалы прибора соответствует 1•105 относительной деформации. Переход от измеренного деформирования к напряжению осуществляется по закону Гука для линейного напряженного состояния.
Порядок проведения испытания выглядит так:
- Снимают нулевые отсчеты по прогибомеру, индикаторам и тензорезисторам. Параметры фиксируют в таблице.
- По данным таблицы вычисляют разность отсчетов, далее рассчитывают прогиб балки в контрольной точке. Для нее высчитывают прогиб монорельсовой балки аналитическим путем и сравнивают его с экспериментальным параметром.
- По экспериментальным данным, вычисляют разность отсчетов (относительную деформацию) а также напряжения в каждой точке поперечного сечения балки.
- Строят графики нормальных напряжений.
- Сравнивают теоретическое значение изгибающего момента с экспериментальным, вычисляя конструктивную поправку как отношение экспериментального значения момента к расчетному.
Конструктивная поправка служит мерой расхождения между теоретическим представлением о работе монорельса и его реальной работой. По итогам собранных критериев дают общую оценку действительной пригодности испытуемого монорельса.