В майском номере журнала «Библиотека инженера по охране труда» за 2023 год [№5 (275)] опубликована статья В.И. Дейнеги и С.А. Мартынова «О применении ГОСТ Р 70359-2022»
В данной статье высказано мнение профильных специалистов о важности и актуальности национального стандарта «Краны грузоподъемные. Упоры тупиковые рельсовых путей. Технические требования», инициатором и ведущим разработчиком которого является технический директор ООО СКБ «Высота» В.Н. Бухарев.
Подробнее О применении ГОСТ Р 70359-2022
В.И. Дейнега, С.А. Мартынов
С 1 марта 2023 г. вступил в силу ГОСТ Р 70359-2022 «Краны грузоподъемные. Упоры тупиковые рельсовых путей. Технические требования», разработанный ООО СКБ «Высота» и АО «РАТТЕ» и утвержденный приказом Росстандарта от 22.09.2022 № 976-ст.
Новый ГОСТ обеспечивает приоритет страны по внедрению в производство безударной остановки кранов при технологических и аварийных наездах на тупиковые упоры, установленные в концевых участках рельсового пути.
ГОСТ является обязательным к исполнению и распространяется на руководителей предприятий всех форм собственности, индивидуальных предпринимателей, специалистов, рабочих, самозанятых, выполняющих какие-либо работы по гражданско-правовому договору, которые эксплуатируют грузоподъемное оборудование.
Для сотрудников, указанных выше, на основе ГОСТа и других законодательных и нормативных правовых актов должны быть внесены изменения в локальные нормативные акты — должностные инструкции для руководителей и инструкции по охране труда для рабочих всех профессий, эксплуатирующих грузоподъемное оборудование, в которых должны быть изложены методы защиты от рисков во время работы кранов при наездах на тупиковые упоры.
Страна ждала этот ГОСТ долгих 47 лет. Почему именно столько? Остановимся на этом более подробно.
Лицам, эксплуатирующим грузоподъемное оборудование, интересно будет узнать, что до Великой Отечественной войны 1941- 1945 гг. в нашей стране отсутствовало краностроение, а на крупных предприятиях эксплуатировались импортные краны. После войны по репарации из Германии были вывезены все краны, а по личному распоряжению И.В. Сталина в крупных вузах страны, находящихся в Москве, Ленинграде, Харькове, Новочеркасске и Томске, были введены кафедры «Подъемно-транспортные машины» («ПТМ»), в которых наряду с учебным процессом проводились научные работы, а на специализированных заводах начали выпускать первые отечественные краны - СБК-1 и БКСМ-5-5А.
Во всех институтах, где были организованы кафедры «ПТМ», велась научная работа по отдельным направлениям – металлоинструкция, электрооборудование, тормозные устройства, грузовые канаты для кранов, устройства безопасности.
В частности, на кафедре «ПТМ» в Новочеркасском политехническом институте проводилась научная работа по изучению эксплуатации на кранах тупиковых упоров ударного типа.
На основе проведенных исследований преподавателем этой кафедры В.Г. Черкасовым в 1971 г. была защищена кандидатская диссертация на тему: «Исследование пружинно-гидравлических буферов кранов и мостовых перегружателей». В ней были изучены существующие в то время проблемы, касающиеся буферных устройств на кранах, и выявлены недостатки тупиковых упоров ударного типа: значительная масса тупикового упора (97 кг), сложность в изготовлении и монтажа, недолговечность эксплуатации без ремонта (3—5 лет), выход из строя амортизаторов после —15 наездов кранов на тупиковый упор и др.
Самый большой недостаток при эксплуатации тупиковых упоров ударного типа заключался в том, что из-за них происходило множество аварий и травмирование обслуживающего персонала. Так, согласно статистическим данным, значительное количество аварий и производственного травматизма, в том числе со смертельным исходом, происходило из-за угона кранов ветром. Приведем несколько примеров таких случаев, происшедших за последние 30 лет.
Так, угнанный ветром башенный кран упал в Зеленограде, в результате чего был смертельно травмирован рабочий, а также повреждено строящееся здание. Кран не подлежал восстановлению.
Из-за сильного ветра (скорость достигала 30 м/с) козловой кран КК-12,5 т, принадлежавший ОАО «Воткинский агросиб», был сорван с рельсовых захватов, угнан в противоположный конец рельсового пути, ударился о тупиковый упор и опрокинулся.
Ветром, скорость которого достигала 24 м/с, был угнан козловой кран КСК-32. После удара о тупиковый упор кран сошел с рельсов и опрокинулся. Травмирована крановщица. Кран восстановлению не подлежал.
Мостовой кран грузоподъемностью 30/5 т, установленный на открытой эстакаде склада готовой продукции в Новочеркасске, был угнан ветром, ударился о тупиковые упоры. При этом один тупиковый упор был сбит и упал на землю, а второй, потеряв устойчивость, удержался и воспрепятствовал движению крана.
Кроме угона кранов ветром происходили неуправляемые наезды кранов на тупиковые упоры из-за неисправности в электрической цепи крана, а также из-за неквалифицированных действий крановщика.
Вопросам расчета и конструирования крановых буферных устройств и тупиковых упоров грузоподъемных кранов, в том числе и при их наездах на тупиковые упоры, посвящены работы многих известных ученых.
По защите кранов башенного и мостового типов при наезде от ударов на тупиковые устройства разной конструкции были получены следующие авторские свидетельства: № 977361 «Тупиковое устройство для остановки крановых тележек», заявители Новочеркасский политехнический институт и Комбинат строительных материалов № 4; № 1041491 «Устройство для торможения кранов при их столкновении», заявители Новочеркасский политехнический институт и Комбинат строительных материалов № 4; № 1129176 «Устройство для разгрузки пролетного строения крана мостового типа», заявители Новочеркасский политехнический институт и Комбинат строительных материалов № 4; № 751783 «Безударный тупиковый упор», заявители ЦНИИОМТП Госстроя СССР совместно с трестом Мосстрой Главмосстроя.
Итак, в прошедшие годы усилия отдельных ученых и целых коллективов были направлены на усовершенствование амортизаторов на кранах и тупиковых упоров. Однако статистика крупных аварий и несчастных случаев при наезде кранов на тупиковые упоры ударного типа не уменьшалась, а увеличивалась. Разумеется, это было связано с ростом промышленного применения грузоподъемного оборудования. Поэтому необходимо было найти принципиально новый способ остановки кранов (крановых тележек) при технологических и неуправляемых наездах на тупиковые упоры, поставив во главу угла разработку амортизаторов разного типа.
Такая задача была поставлена и успешно решена в Новочеркасском политехническом институте. Впервые в стране был изобретен, а затем внедрен в производство на мостовых кранах 5, 10, 15, 30 т новый тупиковый упор на совершенно другом принципе заботы. Если в старом тупиковом упоре кинетическая энергия движущегося крана поглощалась за счет деформации амортизатора и металлоконструкцией упора, то в новом тупиковом упоре она расходовалась на плавный безударный подъем крана, двигающегося по специально рассчитанной плоскости, рассчитанной по одной из замечательных кривых высшей геометрии. При этом полностью отпадала необходимость в применении амортизаторов любой конструкции, исключались динамические нагрузки на металлоконструкцию крана и подкрановые строения.
Впервые в мировой практике эксплуатации кранов было введено понятие «гравитационное торможение крана». Способ гравитационного торможения заключается в том, что кран наезжает на гравитационный тупиковый упор, совершает плоское по нему движение, в результате которого осуществляется переход кинетической энергии в работу по подъему центра тяжести движущейся массы на некоторую высоту, с последующим откатом крана из тупика на подкрановый рельс. При гравитационном торможении наклон крана к горизонту не превышает 5°.
Основными величинами, характеризующими процесс гравитационного торможения кранов, являются: перемещение (s), скорость (s`), ускорение (s̄), угол наклона (φ) отклонения каната от вертикали. Производственные исследования проводились на мостовом кране 30/5 т, пролетом 28 м. Было выполнено около 200 выездов крана на гравитационный упор с технологической и аварийной (неуправляемой) скоростью. Тупиковые гравитационные упоры без ремонта проработали 30 лет.
В 1976 г. на кафедре «ПТМ» в Новочеркасском политехническом институте А.В. Мартыновым была защищена диссертация на тему: «Исследование гравитационного торможения мостовых кранов и крановых тележек». Торможение осуществлялось за счет гравитационных тупиковых упоров, установленных вместо -пиковых упоров ударного типа. Впервые вместо общепринятых в мировой практике тупиковых упоров ударного типа применялась сила гравитации, исключающая разрушительный удар в металлоконструкции крана, амортизаторах и подкрановых строениях (рис. 1).
В результате эксплуатации гравитационных тупиковых упоров в цехах и на открытой эстакаде склада готовой продукции были выявлены как положительные их качества, так и недостатки.
На основе этого опыта на Комбинате строительных материалов № 4 в Новочеркасске были разработаны и внедрены в 1979- 1982 гг. на кранах и крановых тележках грузоподъемностью 5, 10, 15, 30 т фрикционно-гравитационные тупиковые упоры. На эти тупиковые упоры было получено авторское свидетельство на изобретение № 977361, о чем упоминалось выше.
Следует сказать о том, что фрикционно-гравитационные тупиковые упоры (рис. 2, 3) обладают достоинствами гравитационных тупиковых упоров и исключают их недостатки. Принцип работы у них следующий: кран (тележка) наезжает на специальные направляющие, смонтированные не на рельсах, а на подкрановых балках, и не колесами, а опорами с бегунками. При этом кинетическая энергия крана (тележки) расходуется на подъем по направляющим и трение скольжения (в другом варианте — трение качения) бегунков по направляющим. При наезде крана на фрикционно-гравитационные упоры происходит его безударная и безоткатная остановка. Если кран наезжает на направляющие в аварийном режиме - с отключенными конечными выключателями передвижения крана и с отключенным тормозом со скоростью 80 м/мин, то его откат составляет 0,9 м и соответствует откату крана, снабженного пружинным буфером.
Новое тупиковое устройство не требует демонтажа защитных щитков перед колесами кранов и модернизации главных троллей, профиль направляющих выполняется по специально рассчитанной кривой и может быть выполнен в любой ремонтной мастерской.
При использовании фрикционно-гравитационных упоров отпадает необходимость в тупиковых упорах ударного типа, гравитационного типа, буферах, конечных выключателях на передвижение крана.
Фрикционно-гравитационное устройство демонстрировалось на ВДНХ СССР на тематической выставке «Охрана труда-84» и было удостоено одной серебряной и трех бронзовых медалей.
По результатам эксплуатации новых защитных устройств были сделаны доклады на трех конференциях, в том числе на Всесоюзной конференции в Казани. В рекомендациях этой конференции всем министерствам и ведомствам предлагалось внедрить это устройство в практику. Данное решение было внесено Государственным комитетом СССР по науке и технике. Однако для повсеместного внедрения нового защитного устройства необходимо было, чтобы специализированная организация разработала документацию и был введен ГОСТ.
Кроме выполненных стационарных гравитационных и фрикционно-гравитационных тупиковых упоров ЦНИИОМТП Госстроя СССР совместно с трестом Мосстрой Главмосстроя был разработан и широко применен на практике облегченный безударный тупиковый упор (авторское свидетельство № 751783) для рельсовых путей башенных кранов и тележек мостовых кранов (рис. 4).
В 2005 г. вышли РД 50:48:0075.02.05 «Тупиковые упоры. Рекомендации к проектированию, изготовлению и эксплуатации», согласованные с Ростехнадзором (письмо от 05.11.2005 № 09-03- 58/2481). Но этот документ носит только рекомендательный характер.
Итак, поставленная изначально на кафедре «ПТМ» в Новочеркасском политехническом институте более 30 лет назад задача уйти от эксплуатации тупиковых упоров была успешно решена благодаря гравитационным и фрикционно-гравитационным упорам, однако, кроме Рекомендаций по их применению, других документов на законодательном уровне не было.
Поиск защиты кранов от ударов при наезде на тупиковые упоры продолжался. В 2004 г. в Новочеркасский ученый совет по защите кандидатских диссертаций от В.Г. Жукова, начальника отдела подъемных сооружений Управления по котлонадзору и подъемными сооружениями Ростехнадзора, поступила диссертация на тему: «Повышение эксплуатации башенных кранов на рельсовом ходу». Она была успешно защищена (один из авторов статьи В.И. Дейнега являлся официальным оппонентом). В диссертации был представлен упор тупиковый комбинированного типа УТК-1. Остановимся на его устройстве подробнее, потому что о нем идет речь в ГОСТ Р 70359-2022.
«Упор тупиковый комбинированный (рис. 5) включает в себя упор (1) в виде единой сварной клиновой конструкции, ограничитель упругого типа, состоящий из амортизатора (4) и отбойника (5), две разводки (3), предназначенные для раскрытия щек противоугонного захвата ходовой тележки. Упор устанавливается на рельс подкранового пути так, чтобы его наклонная (рабочая) поверхность была направлена в сторону ходовой тележки крана. Крепление его к головке рельса производится с помощью прижимов (2). При приближении ходовой тележки к тупиковому упору разводки (3) размыкают щеки противоугонных захватов.
При наезде ходовых колес крана (в случае отказа тормоза) на наклонную плоскость упоров кинетическая энергия крана постепенно гасится при его движении по наклонной плоскости, не достигая резиновых амортизаторов упора.
Резиновые буфера (амортизаторы) предназначены для окончательного гашения избыточной энергии крана и полной остановки его в случае движения с работающими электродвигателями механизма передвижения и при угоне крана ветром. При этом исключается переезд ходовых тележек крана через тупиковый упор.
Упор тупиковый комбинированного типа УТК-1 производит ОАО «Ржевский краностроительный завод». Разрешение на изготовление тупикового упора УТК-1 выдано Центральным промышленным округом Госгортехнадзора России от 12.09.2001 № РРС-64-00173.
Упор тупиковый комбинированного типа предназначен для установки на крановом пути башенных кранов V типоразмерной группы, портальных кранов и кранов мостового типа с диаметром колеса 500 мм и нагрузкой на рельс до 324 кН (32,5 ТС) при конструкции тележки, позволяющей наезд колеса на тупиковый упор».
Благодаря труду сотен ученых, специалистов, рабочих у нас в стране впервые были изобретены, сконструированы, изготовлены и введены в эксплуатацию безударные тупиковые устройства, позволяющие избежать аварий и несчастных случаев при работе кранов в тупиковых участках пути. Однако все это время кроме выданного разрешения на изготовление прогрессивного тупикового упора (2001 г.) и изданных Рекомендаций (2005 г.) РД 50:48:0075.02.05 не было документа, имеющего в этой области статус обязательного к исполнению.
И вот теперь разработан и с 01.03.2023 г. вступил в силу новый ГОСТ, касающийся тупиковых упоров крановых путей. Значение данного ГОСТа будет оценено не только современными руководителями, специалистами и рабочими, но и будущими поколениями, поскольку он обеспечивает приоритет страны в создании безопасной эксплуатации кранов в тупиковых участках подкранового пути.
Изучим данный ГОСТ подробнее.
«Введение
Тупиковые упоры предназначены для ограничения опасного передвижения за пределами рабочей зоны находящихся в эксплуатации грузоподъемных кранов на рельсовом ходу, подвесных и опорных грузовых тележек, передвижных талей, в том числе для предотвращения их схода с рельсов.
I. Область применения
Настоящий стандарт устанавливает требования к проектированию, изготовлению, монтажу и надлежащей эксплуатации тупиковых упоров.
Стандарт не имеет цели требовать замены находящихся эксплуатации тупиковых упоров.»
Комментарий. С отсутствием в разделе 1 требования замены находящихся в эксплуатации ударных тупиковых упоров нельзя согласиться, так как многочисленными научными публикациями теоретически и практически доказано, что при их эксплуатации происходят аварии с огромным экономическим ущербом и несчастные случаи, в том числе со смертельным исходом.
В стандарте, на наш взгляд, должно быть указано: эксплуатацию ударных тупиковых упоров повсеместно постепенно запретить и внедрять прогрессивные гравитационные, фрикционно-гравитационные и комбинированные тупиковые упоры, применение которых должна определять специализированная организация при замене ударных тупиковых упоров.
Далее идет раздел 2 «Нормативные ссылки».
Комментарий. В целом с текстом этого раздела можно согласиться, однако необходимо его дополнить номерами авторских свидетельств на изобретения гравитационных, фрикционно-гравитационных и комбинированных тупиковых упоров, иначе стандарт теряет позиции на мировой приоритет в изобретении прогрессивных тупиковых упоров.
«3. Термины и определения
Пункт 3, подпункт 2. Накатная горка: Поверхность катания тупикового упора безударного или комбинированного типа, образуемая углом наклона прямолинейной поверхности и радиусом окружности переходной кривой, обеспечивающая условие равенства кинетической энергии движущегося крана и потенциальной энергии подъема крана с грузом на необходимую высоту, достигаемое при его наезде на накатную горку».
Комментарий. Словосочетание «накатная горка» повторяется в ГОСТ 10 раз. Безусловно, такое словосочетание категорически не допустимо. Качение колеса или опорного ролика в тупиковых устройствах гравитационного, фрикционно-гравитационного и комбинированного типа происходит по одной из замечательных кривых, описанной в высшей геометрии.
Этот процесс описан в трех диссертациях, десятках научных статей, четырех авторских свидетельствах и одном патенте на изобретение. Замена общепринятого описания замечательной кривой разговорной речью, т. е. бытовым изречением, приводит в дискредитации важного государственного документа.
Пункт 3, подп. 2 необходимо отредактировать и убрать из текста всего ГОСТа словосочетание «накатная горка».
Что же касается разделов 5 «Проектирование», 6 «Требования к изготовлению», 7 «Правила приемки и методы контроля», 8 «Маркировка и упаковки по эксплуатации и ремонту», 12 «Гарантии изготовителя», Приложение А, Б, то здесь замечаний нет. Они составлены на высоком профессиональном уровне и имеют большое значение для современной законодательной базы по эксплуатации грузоподъемного оборудования.
Вступление в силу ГОСТ Р 70359-2022 можно считать знаковым событием в трудовой деятельности ученых и руководителей, специалистов и рабочих предприятий, эксплуатирующих грузоподъёмное оборудование. Кроме того, он обеспечивает приоритет страны в области безопасной эксплуатации кранов в тупиковых участках пути при их технологических и аварийных наездах на тупиковые устройства.
Естественно, впервые вступающий в силу ГОСТ имеет ряд недостатков, которые перечислены в статье. Не вызывает сомнения что они будут устранены разработчиками ГОСТа.
