Приложение К (обязательное). Требования и рекомендации для подъемных устройств и элементов конструкции, не находящихся под давлением

Приложение К
(обязательное)

Требования и рекомендации
для подъемных устройств и элементов конструкции, не находящихся под давлением

К.1 Конструктивные требования и требования к рабочим характеристикам

К.1.1 Общие положения

В настоящем приложении приводятся основные требования к применению подъемных устройств, которые соответствуют или превосходят существующие требования многих промышленных стандартов, используемых во всем мире. Цель приложения - обеспечить выбор наилучшей практики проектирования и использование простых правил безопасности для гарантирования того, что конструкции будут отвечать требованиям местных норм и правил. Для достижения поставленной цели представленные требования и рекомендации подготовлены в соответствии с ГОСТ Р 51365, ГОСТ 31844, ГОСТ Р ИСО 13628-4, см. также [38] и [39].

К.1.2 Требования к грузоподъемности

Морские спускоподъемные операции осуществляются в условиях относительной подвижности и взаимных перемещений груза и подъемного крана. Многие стандарты на подъемные устройства используют коэффициенты запаса прочности, включающие условия перемещения и смещения, которые учитывают статические (вес груза) и динамические воздействия (относительное ускорение, столкновение, ударные нагрузки, линейные скорости, состояние моря и ветровой режим), направленные не только вертикально, но и под определенным углом. Комбинации этих факторов дают в результате увеличение коэффициента запаса прочности на грузоподъемность от 1,25 до 1,50. Кроме того, некоторые подъемные операции могут быть связаны с подводными работами. В этих случаях должно учитываться влияние гидродинамического сопротивления и "присоединенной массы", что приводит к увеличению коэффициента запаса прочности до 1,75. Поэтому, для соответствия любым возможным требованиям к грузоподъемным операциям (см. [39]) на практике целесообразно использовать единый "морской" повышающий коэффициент (коэффициент запаса прочности), равный 2, рекомендуемый для всех грузоподъемных операций, независимо от веса груза, местоположения или вида планируемых работ.

Этот коэффициент запаса прочности на грузоподъемность гарантирует один и тот же подход при проектировании подъемных устройств независимо от массы груза или рабочих условий.

Необходимо отметить, что при определенных условиях следование требованиям данного приложения может привести к необходимости использовать крановое оборудование чрезвычайно большого размера. В этой ситуации следует руководствоваться здравым инженерным подходом для определения целесообразных размеров этого оборудования, но это ни в коем случае не означает, что проектные требования могут быть ниже отраслевых норм и стандартов.

К.1.3 Требования к проектированию

К.1.3.1 Общие положения

Наиболее важным при определении грузоподъемности является обоснование коэффициента запаса прочности, который используется при расчете проектной нагрузки, определении размера такелажных узлов, выборе подъемных приспособлений и такелажа. При этом должны выполняться следующие требования:

- все подъемные приспособления (например, серьги, главные звенья, вертлюги, кольца вертлюга, болты с проушинами и т.д.) проектируют для установленной рабочей нагрузки с коэффициентом запаса прочности, равным 5 относительно прочности на разрыв;

- все стропы рассчитывают для установленной рабочей нагрузки с коэффициентом запаса прочности, равным 5 относительно прочности на разрыв;

- все подъемные рамы, конструкции, компоновки траверс и т.д. рассчитывают для установленной рабочей нагрузки с коэффициентом запаса, равным 2, относительно предела текучести материала;

- точечные такелажные проушины рассчитывают для установленной рабочей нагрузки с коэффициентом запаса, равным пяти, определенным по пределу текучести материала. Проушина должна быть либо выполнена фрезерованием в теле поднимаемого груза, либо приварена проплавным сварным швом;

- многоточечные такелажные проушины рассчитывают для установленной рабочей нагрузки с коэффициентом запаса, равным 3, определенным по пределу текучести материала. Проушина должна быть либо выполнена фрезерованием в теле поднимаемого груза, либо приварена проплавным сварным швом. Для предотвращения поперечных изгибающих моментов проушины выравниваются таким образом, чтобы такелажный канат располагался по центру. Другими словами, нагрузка на такелажный канат должна находиться в плоскости проушины;

- соблюдение принципа "N-1" при подъеме с многоточечным креплением: линии подъемного приспособления и проушины должны удерживать расчетную нагрузку при потере одной точки крепления. Например, четырехканатный подъемный строп грузоподъемностью 10 т рассчитывается таким образом, чтобы при разрыве одного каната оставшиеся три могли выдержать заданный груз;

- подъемные проушины должны иметь яркую окраску-код и маркировку безопасной рабочей нагрузки в соответствии с ГОСТ Р ИСО 13628-4. Проушины, предназначенные для временного крепления, или проушины для технического обслуживания не имеют цветовой кодировки, но их следует маркировать на предельную нагрузку.

Конструкции изделий должны выдерживать расчетные нагрузки без деформаций, приводящих к нарушению функциональных параметров при условии не превышения критериев напряженного состояния. Конструкции, которые служат опорой для труб, должны выдерживать расчетные нагрузки без повреждения нитки или смятия с уменьшением проходного диаметра. Грузоподъемность устройств должна соответствовать рекомендованному коэффициенту запаса прочности и подтверждаться инженерным расчетом (например, расчетами методом конечных элементов) или поверочными испытаниями.

К.1.3.2 Другие подъемные устройства

Конструкция подъемных механизмов, например, инструментов для спуска, которые должны соответствовать требованиям, связанным с обеспечением герметичности под давлением или с контролем давления, должна обеспечивать их герметичность при проведении спускоподъемных операций; при этом грузоподъемность должна учитывать напряжения, возникающие под действием внутреннего давления. На все подъемные устройства требуется наносить маркировку, обозначающую грузоподъемность, согласно ГОСТ Р ИСО 13628-4. Дополнительные требования к таким устройствам приведены в ГОСТ Р ИСО 13628-4.

К.1.4 Требования к проектной документации

Проектная документация должна включать методы проектирования, допущения, расчеты и конструктивные требования. В свою очередь, конструктивные требования должны, как минимум, включать: критерии определения размеров, требования к испытаниям, рабочее давление, требования к материалам, воздействия окружающей среды, требования стандартов по морской нефтегазодобыче, а также другие требования, на основании которых осуществляется проектирование. Проектная документация должна быть понятной, разборчивой и воспроизводимой. Все проектные требования должны быть записаны в спецификации производителя, которая должна отражать требования настоящего приложения, требования заказчика или собственные требования производителя. Спецификация производителя может состоять из текста, чертежей, компьютерных файлов и т.д.

К.1.5 Экспертиза проекта

Конструкторская документация должна быть пересмотрена и проверена квалифицированными и компетентными сторонними специалистами.

К.1.6 Аттестация грузоподъемности изделия

К.1.6.1 Общие положения

Аттестация грузоподъемности включает два основных типа испытаний:

- поверочные испытания, которые проводят на характерных образцах основных типов изделий, предназначенные для определения их рабочих характеристик;

- испытания под нагрузкой, предназначенные для определения работоспособности конкретных единиц поставляемого оборудования. Характеристики оборудования должны быть подтверждены ссылкой на заводские приемо-сдаточные испытания и результаты проверочных испытаний эксплуатационных характеристик.

Оборудование или крепления, подвергаемые аттестации с проверкой работоспособности, должны представлять производственные модели по конструкции, габаритов и материалов. Если происходят изменения конструкции изделия в отношении установки, формы, функций или материала, то производитель должен документально подтвердить влияние таких изменений на рабочие характеристики изделия. Конструкция, которая претерпевает существенные изменения, является новой и для нее необходимо провести повторные испытания. Существенным считается изменение, которое влияет на рабочие характеристики изделия в эксплуатационных условиях. Существенным изменением считается любое изменение ранее аттестованной конфигурации или изменение в выборе материала, которое может повлиять на эффективность работы изделия или его обслуживание. Изменение материала может не требовать нового испытания, если применимость нового материала может быть подтверждена производителем.

К.1.6.2 Поверочные испытания

Если испытания проводят с целью проверки конструкции, то требуется проведение испытаний под нагрузкой, которая в 1,5 раза превышает установленную безопасную рабочую нагрузку. При проведении испытания компонент должен, по меньшей мере, три раза подвергаться действию указанной нагрузки, которая не должна приводить к его деформации или нарушению рабочих характеристик. Документы по испытаниям должны сохраняться.

К.1.6.3 Испытания под нагрузкой

Испытание под нагрузкой подъемных устройств выполняют следующим образом:

- отдельно испытывают каждую подъемную проушину под действием вертикальной нагрузки, превышающей в 2,5 раза установленную рабочую нагрузку. Кроме того, проушины, сварные швы и прилегающие к отверстиям проушин участки следует проверять методом магнитно-порошковой дефектоскопии или методом проникающего красителя, согласно ГОСТ Р 51365 до и после испытаний под нагрузкой;

- траверсы и рамы следует испытывать под нагрузкой, которая соответствует установленной рабочей нагрузке;

- главные звенья для трех-четырех канатных строп испытывают с грузом в шесть раз больше номинальной нагрузки на один канат;

- все другие подъемные устройства следует нагружать двукратной рабочей нагрузкой.

К.1.6.4 Документация по испытаниям

Производитель должен документально подтверждать методы проведения и результаты всех испытаний эксплуатационных характеристик, использованных для аттестации оборудования в соответствии с настоящим приложением. Кроме того, в документации необходимо указать специалиста(ов), проводившего(их) или контролировавшего(их) испытания, а также время и место проведения испытаний.

К.2 Требования к материалам

Элементы конструкций должны, как правило, представлять собой сварные изделия из обычных конструкционных сталей. При этом может быть использована любая степень прочности, которая соответствует проектным требованиям.

Для низкотемпературных условий следует выбирать сплавы с повышенным уровнем жесткости и сопротивления ударным нагрузкам для всех подъемных устройств и проушин. Другие элементы конструкции и рамы не обязательно должны отвечать более высоким требованиям к жесткости или ударным воздействиям, если не указано иное.

К.3 Требования к сварке элементов конструкции

Сварные соединения структурных элементов не должны обеспечивать герметичность под давлением. Эти соединения должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 51365 и ГОСТ Р ИСО 13628-4.

К.4 Контроль качества

К.4.1 Элементы конструкции

Контроль качества и испытание сварных соединений элементов конструкции должны соответствовать требованиям к испытанию сварных швов, которые не обеспечивают герметичность под давлением, согласно ГОСТ Р 51365.

К.4.2 Проушины

Подъемные проушины следует испытывать по отдельности под действием направленной вертикально нагрузки, значение которой в 2,5 раза больше установленной рабочей нагрузки. Кроме того, проушины, сварные швы и участки, смежные с отверстием проушин, следует проверять методом магнитно-порошковой дефектоскопии или методом проникающего красителя, согласно ГОСТ Р 51365 до и после испытаний под нагрузкой.

К.5 Маркировка оборудования

К.5.1 Проушины

Грузоподъемность каждой проушины и других такелажных точек следует четко обозначить маркировкой, которая должна показывать безопасную рабочую нагрузку, угол подъема и требуемое для подъема количество такелажных точек, согласно ГОСТ Р ИСО 13628-4.

К.5.2 Другие подъемные устройства

К.5.2.1 Подъемные устройства

Каждое подъемное приспособление следует маркировать с указанием, как минимум, следующей информации:

- производитель или товарный знак;

- идентификатор детали и ее размер;

- кодировка в документации/серийный номер;

- для скоб, крюков и транспортных колец: безопасная вертикальная рабочая нагрузка (1/5 от прочности на разрыв);

- дата завершения испытания под нагрузкой.

К.5.2.2 Стропы

Каждый строп должен иметь постоянно прикрепленную прочную бирку, как минимум, со следующей информацией:

- производитель строп или товарный знак;

- материал стропа;

- кодировка в документации/серийный номер;

- для стропа с одним канатом: безопасная вертикальная рабочая нагрузка (1/5 от прочности на разрыв);

- дата завершения испытания под нагрузкой.