GB/T 41510-2022 起重机械安全评估规范 通用要求.pdf

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  • GB/T 41510-2022  起重机械安全评估规范 通用要求

    安全评估人员应至少满足以下条件: a)具有所评估起重机械的设计、制造、安装、检验等一项或多项专业技术知识和经验的综合能力 b) 熟悉有关法律法规和标准; 掌握起重机械安全评估程序和方法; d)能够判定所评估起重机械的安全性,并能给出保证起重机械安全运行的措施建议。

    6.1安全技术档案审核

    起重机械的安全评估应根据实际情况,审核以下技术文件及记录: a)起重机械相关文件,包括法定资质文件、产品质量证明文件、产品使用说明书、维护说明书、安 装拆卸说明书等; b) 起重机械基本信息,包括主要技术参数(如额定起重量、工作级别、载荷状态级别、设计寿命 等)、使用单位、制造单位、出厂日期、规格型号等; 历次安全评估报告; d) 作业使用记录、安全监控数据; 检查与维护记录,包括日常检查记录、定期检查记录、保养记录、维修记录、零部件更换记录、测 试记录、试验记录、事故和故障情况及处理记录等; 后期的载荷作业与使用情况; 型式试验报告及有关的设计技术资料

    现场检验与试验时园林标准规范范本,环境条件应满足相关产品的标准要求及测试要求。

    检验与试验仪器仪表的精度等级应满足安全评估需求,且应按规定进行检定或校准。

    6.2.3检验与试验项目

    6.2.3.1且测检查

    6.2.3.1.1检查对象

    6.2.3.1.1.1检查项目

    对所有可能影响起重机械安全使用的重要结构件、关键零部件、安全防护装置都应进行检查,重 件与连接举例见表1,关键零部件举例见表2,安全防护装置举例见表3。除此之外,检查还

    表1重要结构件与连接举例

    表3安全防护装置举例(续)

    6.2.3.1.1.2抽检原则

    对于重要结构件和关键零部件检查部位的长度、面积、体积较天的情况,应依据有关标准或制造单 位提供的技术文件中规定的抽检方法,进行抽样检查,也可由委托单位与评估机构双方约定。如没有相 关规定时,重要结构件和关键零部件的目测检查可采取如下抽检原则: 目测有明显腐蚀、磨损、变形、裂纹的关键部位应全数检查; 销轴和销轴孔抽检数量不应少于总数量的20%,且不应少于4个; 螺栓和螺栓孔抽检数量不应少于相应部位总数量的20%,且不应少于20个; 重要结构件的整体变形应全数检查,至少应包括6.2.3.1.1.1中的重要结构件; 液压系统主油路上的动力元件、控制元件和执行元件宜全数检查; 制动装置应全数检查; g 电气中的电阻器、控制柜、接触器、断路器宜全数检查; h) 安全防护装置应根据GB/T6067(所有部分)以及各产品标准的规定全数检查; i) 每根钢丝绳的抽检长度不应少于绳长的50%,检测位置不应少于3处,且分布在经常工作范 围内; i)钢丝固定端应全数检查。

    6.2.3.1.2检查方法

    应按表4的规定检查起重机械重要结构件和关 刻落、老化等情况,如: a) 检测腐蚀部位的腐蚀面积与腐蚀厚度; b) 检测磨损部位的磨损面积与磨损厚度; 检测可见裂纹的长度、深度和方向; d)检测变形时,应测量实际轴线相对设计轴线的最大偏差值,必要时测量构件横截面的变形。

    6.2.3.1.3检查结果判定

    应根据表5的规定,对各检查对象进行安全判定。表5中未列出的其他检测项目判定指标,根据 GB/T3811、GB/T6067(所有部分)及各类起重机的安全评估标准、报废标准和产品标准的规定,以及制造 单位的技术文件确定各项检测指标值。若指标值在多个文件中规定不一致时,按其中最严格的规定执行。 对没有相关规定的检测指标值,可由安全评估机构在具有充分计算和数据依据的基础上来确定。

    表5目测检查的安全判定

    :断面减薄厚度比是减薄的厚度与厚度公称尺寸的比

    6.2.3.2无损检测

    6.2.3.2.1检测对象

    6.2.3.2.1.1检测项目

    检测对象见6.2.3.1.1中的重要结构件和焊缝连接及关键零部件。

    6.2.3.2.1.2抽检原则

    对于重要结构件和关键零部件检测部位的长度、面积、体积较大的情况,应依据有关标准或制造单

    对于重要结构件和关键零部件检测部位的长度、面积、体积较大的情况,应依据有关标准或制造单

    位提供的技术文件中规定的抽检方法,进行抽样检测,也可由委托单位与评估机构双方约定。如没有 相关规定时,重要结构件和关键零部件的无损检测可采取如下抽检原则: a)异常部位应全数检测; b)容易出现裂纹的受拉焊缝抽检长度不应少于总长度的20%,且不应少于3处

    6.2.3.2.2检测方法

    应采用磁粉、渗透等方法检测表面缺陷,应采用超声波或射线照相等方法检测内部缺陷。

    6.2.3.2.3检测结果判定

    应根据表6的规定,对各检测对象进行安全判定。

    表6无损检测的安全判定

    6.2.3.3载荷试验

    6.2.3.3.1载荷试验主要验证结构的承载能力,机构、液压、电气、安全防护装置的运行状态、运行性能 与各项功能。 6.2.3.3.2载荷试验包括空载试验和额定载荷试验。机构在更换后,还应进行1.1倍额定载荷的动载试 验。重要结构件在改造或重大修理后,还应进行1.25倍额定载荷的静载试验。 6.2.3.3.3试验前应先按相应产品标准的规定对整机结构、机械零部件的连接固定情况、液压系统、电 气系统及安全防护装置等进行检查,确认是否满足载荷试验条件。 6.2.3.3.4试验程序应符合相应产品试验规范规定。对于降级使用的起重机械,试验载荷应按降级后 的载荷选取。 6.2.3.3.5必要时,对整机进行静刚性测试。 6.2.3.3.6起重机械的空载试验、额定载荷试验、动载试验和静载试验及静刚性测试,应符合相应产品 标准要求。如有一项未达到标准要求,则判定此项试验或测试不合格。

    6.2.3.4应力测试

    6.2.3.4.1通则

    主要技术参数发生变化、重 的起重机械,或经检套存在一定结构损

    6.2.3.4.2测试工况与测试点

    测试工况应按相应起重机械试验标准的要求选取。对于降级使用的起重机械,试验载荷按降级 荷选取。应力测试可与载荷试验同时进行。 需要进行应力测试的构件应根据6.2.3.1、6.2.3.2、6.2.3.3的检验试验结果及6.2.3.4.1确定,应力 应根据实际情况选择布置在危险应力区。危险应力区宜包括以下2种类型: a)均匀高应力区(该区应力达到屈服应力时,会引起结构件的塑性变形);

    GB/T415102022

    应力集中区(该区内届服应力的出现不会引起结构件整体的塑性变形,但应力集中会影响结构 件的疲劳寿命,如孔洞、尖角、焊缝等截面剧变处) 点布置举例见表7,同时结合结构检查结果在磨损、锈蚀、裂纹及变形较大的部位增加测试点。 力在危险应力区内,应增加相应部位应力检测点的数量,

    6.2.3.4.3结构应力安全判定

    荷应力的合成,其中自重应力可通过计算等方法得出,起升载荷的应力测试数据应在试验载荷静置平稳 后采集。在计算均匀高应力区的结构应力时,自重与起升载荷的分项安全系数按GB/T22437.1一2018 选取(额定载荷测试工况按载荷组合A选取,本体拆装测试工况按载荷组合C选取)。在计算应力集中 区的结构应力时,自重与起升载荷的分项安全系数见表8。结构应力的安全评定应按表8的规定。

    表8结构应力的安全判定

    6.3剩余寿命理论估算

    本文件采用线性累积损伤理论进行剩余寿命估算。 整机、机构、机械零件及结构件的设计寿命在起重机械设计时确定,与载荷/应力状态级别和工作级 别有关,应由制造单位提供,也可根据使用场合通过GB/T3811进行估算。表9中的与设计寿命相关 参数按GB/T20863.1的规定确定。

    表9与设计寿命有关参数

    如果实际载荷/应力谱系数与设计时预期的载荷/应力谱系数不同,则实际使用寿命与设计寿命 但对于同一个工作级别,具有公式(1)的关系。

    K, 设计载荷/应力谱系数; N 一设计寿命(工作循环次数); Kp一实际载荷/应力谱系数; NQt一一实际使用寿命(工作循环次数)。 估算剩余寿命时,如果未来的载荷/应力谱系数与实际载荷/应力谱系数相同,则按公式(2)进行计 算。否则,应从损伤度角度按6.3.2~6.3.5的规定估算。

    Ny 剩余寿命; NQt 实际使用寿命; Neu 已使用的寿命。

    6.3.2整机剩余寿命的理论估算

    起重机械的一个工作循环是指从起吊一 个物品起,到开始起吊下个物品时止,包括各机构运行及正 常停歇在内的一个完整工作过程。多个工作循环次数构成起重机械的使用寿命。 根据累积损伤原理,起重机械每次作业,由于工作载荷的作用,会对整机造成损伤。则起重机械工 作时累积的损伤度按公式(3)计算。

    PQai 起重机械的实际起升载荷,单位为千牛(kN); nQui 起重机械起吊实际工作载荷PQ对应已发生的工作循环次数; m 幂指数,取m=3;

    PQui"n Qui

    PQmax Nou 一起重机械已发生的总工 作循环次数,Nom=>nomia

    GB/T415102022

    Doy一起重机械的剩余损伤度; DQ起重机械实际工作时累积的损伤度。 如果剩余损伤度D<0,则表明起重机械工作寿命已到期。如果Dα>0,则起重机械的剩余 公式(6)计算。

    Ty一一起重机械剩余寿命年限,单位为年(a); nQy 起重机械剩余工作平均的每年工作循环次数,如果未知,可按已发生的平均每年工作循环 次数取值

    机构的寿命由工作循环次数表示。在起重机械一个工作循环内,各机构可能经受不同的工作循环 次数,这与该起重机械实际动作需求有关。 与起重机械剩余寿命估算原理相同,当工作载荷作用在机构上时,会对机构造成损伤,累积的损伤 度按公式(8)计算。

    DMa = f mu K.NM KepuN.Me

    机构设计 百对应的季 见6.3.1

    DMy一机构的剩余损伤度; DM一一机构实际工作时累积的损伤度。 如果剩余损伤度DM<0,则表明机构寿命已到期。如果DM>0,则机构的剩余寿命按公式(11)计算。

    ..................(12

    TM 机构的剩余寿命年限,单位为年(a); NMy 机构剩余工作循环次数; nMy 机构剩余工作的平均每年工作循环次数,如果未知,可按已发生的平均每年工作循环次数 取值。

    6.3.4机械零件剩余寿命的理论估算

    当机械零件存在疲劳破坏的可能时,按6.3.4估算剩余寿命。 机械零件的寿命由工作循环次数表示。在起重机械一个工作循环内,机械零件可能经受多个应力 循环,这与其在该起重机械中的具体位置有关。如果记录有机械零部件的应力历程,可通过雨流计数法 对应力进行分级,并统计各分级下的应力循环次数 与起重机械剩余寿命估算原理相同,机械零件在工作载荷作用下引起的应力,会对其造成损伤,累 积的损伤度按公式(13)计算,

    Dcu = f cal K.Na K epaNcu

    Dcu 机械零件实际工作时累积的损伤度; fcal 放大系数,考虑机械零件实际工作载荷记录和估计的不确定性,按表10选取; Kepu 机械零件实际工作应力谱系数,按公式(14)计算; Ncu 机械零件已发生的总工作循环次数,Ncu=Zncui; K.p 机械零件设计寿命与对应的应力谱系数,见6.3.1; Nc 机械零件工作级别对应的应力谱系数为1时的工作循环次数。

    Ci 机械零件实际工作应力,单位为牛每平方毫米(N/mm*); ni 机械零件实际工作应力。c对应已发生的工作循环次数; C 幕指数,与有关材料的性能,机械零件的种类、形状和尺寸,表面粗糙度以及腐蚀程度等 有关,由试验得出,可按GB/T3811的计算公式得到; 机械零件的最大工作应力,单位为牛每平方毫米(N/mm)。 机械零件的剩余损伤度按公式(15)计算

    ............5

    ..................15

    Dcy一机械零件的剩余损伤度; Dca一机械零件实际工作时累积的损伤度。 如果剩余损伤度Dcy≤0,则表明机械零件寿命已到期。如果Dcy>0,则机械零件的剩余寿命按公 (16)计算,

    Ncy机械零件剩余工作循环次数; 机械零件剩余损伤度; fcyl 放大系数,考虑机械零件剩余工作应力记录和估计的不确定性,按表10选取; Kepy 机械零件剩余工作应力谱系数。 Nc、K。与公式(13)相同。 机械零件剩余寿命年限可按公式(17)计算

    Tcy一机械零件剩余寿命年限,单位为年(a); Ncy一机械零件剩余工作循环次数; ncy一 机械零件剩余工作平均每年工作循环次数设备安装技术、工艺,如果未知,可按已发生的平均每年工作循环次 数取值。

    6.3.5结构件剩余寿命的理论估算

    当结构件存在疲劳破坏的可能时,按6.3.5估算剩余寿命。 结构件的寿命由应力循环次数表示。与机械零件相同,在起重机械一个工作循环内,结构件可能经 受多个应力循环(如多次往复变幅带来的臂架多次应力循环),这与结构件在该起重机械中的具体位置 有关。本文件采用应力幅法估算结构件的寿命,估算涉及的应力为名义应力。名义应力是母材中临近 潜在裂纹位置的、按材料纯弹性强度理论计算的应力,不考虑局部应力集中效应。 结构件的应力幅按公式(18)计算

    o 结构件的应力幅,单位为牛每平方毫米(N/mm); 0max 结构件在一个应力循环内的最大应力,拉为“十”,压为“一”,单位为牛每平方毫米 (N/mm"); dmir 结构件在一个应力循环内的最小应力,拉为“十”,压为“一”,单位为牛每平方毫米 (N/mm)。 结构件上工作载荷作用引起的结构应力,会对其造成损伤,累积的损伤度按公式(19)计算。

    Do 结构件的应力幅,单位为牛每平方毫米(N/mm); ma 结构件在一个应力循环内的最大应力,拉为“十”,压为“一”,单位为牛每平方 (N/mm"); 结构件在一个应力循环内的最小应力,拉为“十”,压为“一”,单位为牛每平方 (N/mm)。 结构件上工作载荷作用引起的结构应力,会对其造成损伤,累积的损伤度按公式(19)计算,

    Dsu一结构件实际工作时累积的损伤度; fsul—放大系数,考虑结构件实际工作应力记录和估计的不确定性,按表10选取; —结构件的最大工作应力幅,单位为牛每平方毫米(N/mm); As。—结构特征疲劳强度,单位为牛每平方毫米(N/mm); Ymf一 疲劳强度抗力系数,按表11选取; 结构件实际应力历程参数,按公式(20)计算,

    Nsu 结构件已发生的总工作循环次数,Nsu=Znsi; Nref 结构特征疲劳强度△。能够达到的工作循环次数,Nret=2×10°; K 结构件实际工作应力谱系数,按公式(21)计算。

    DSui一 结构件实际工作应力地质灾害标准规范范本,单位为牛每平方毫米(N/mm"); nSui 结构件实际工作应力△osi对应已发生的工作循环次数: m 一幂指数, m、Ag。根据应力所处的结构细节,按GB/T30024一2020的附录

    表11疲劳强度抗力系数m

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