Статические испытания монорельса

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:

1. Установка обслуживание и контроль работы монорельса соответствует приказу №533 Ростехнадзора о Правилах безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения.
2. 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:

1. Снимают нулевые отсчеты по прогибомеру, индикаторам и тензорезисторам. Параметры фиксируют в таблице.
2. 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.
3. По экспериментальным данным, вычисляют разность отсчетов (относительную деформацию) а также напряжения в каждой точке поперечного сечения балки.
4. Строят графики нормальных напряжений.
5. 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.