автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Эксплуатационная надёжность металлоконструкций портальных кранов с коррозионными повреждениями

На правах рукописи

ГАНШКЕВИЧ АЛЕКСЕИ ЮРЬЕВИЧ

ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ НАДЁЖНОСТЬ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ ПОРТАЛЬНЫХ КРАНОВ С КОРРОЗИОННЫМИ ПОВРЕЖДЕНИЯМИ

Специальность 05.22.19 - Эксплуатация водного транспорта, судовождение

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва 2004

Работа выполнена на кафедре Портовые Подъёмно-Транспортные Машины и Робототехника Московской Государственной Академии Водного Транспорта

Научный руководитель:

- кандидат технических наук, доцент Леонова О.В.

Официальные «оппоненты: * Доктор технических наук Степанов А.Л.

- кандидат технических наук Липатов А.С.

Ведущая <оршаиижция: ОАО НПО ВНИИПТМАШ

Защита состоится « » МОЙ^рЯ 200fy года в 45 часов на заседании диссертационного совета Д223.006.01 при Московской Государственной Академии Водного Транспорта по адресу: 115407, Российская Федерация, Москва, Новоданиловская наб., д. 2, корп. 1, Учёный Совет, ауд. 336.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГАВТ.

Автореферат разослан «__»_200_г.

Учёный секретарь Диссертационного совета Корчагин Е.А.

I 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В настоящее время сложилась ситуация, когда большая часть портальных кранов, работающих в портах РФ, эксплуатируется за пределами нормативных сроков службы. В связи с этим исследование возможности продления сроков службы представляется весьма актуальным. Одним из путей продления срока службы перегрузочных машин является прогнозирование остаточного ресурса при заданном уровне надёжности. Как показывает опыт эксплуатации портовых перегрузочных машин, одним из наиболее часто встречающихся дефектов являются коррозионные повреждения элементов металлоконструкций. Однако до настоящего времени этой проблеме уделялось недостаточное внимание, следствием чего является отсутствие обоснованных нормативов на величину допустимости коррозионных повреждений. Таким образом, задача изучения динамики развития различных видов коррозионных дефектов, их влияние на надёжность элементов металлоконструкции, является одной из ключевых задач при оценке остаточного ресурса. Эта задача может быть решена путем создания адекватных моделей поведения дефектов и повреждённых элементов металлоконструкций.

В процессе решения поставленных задач в работе выполнен комплекс исследований глубины коррозии, возникающей в различных элементах металлоконструкции в процессе эксплуатации, получены зависимости величины коррозии от наработки машины, разработана модель развития коррозионного повреждения, выполнена расчётная оценка нагруженности с применением метода конечных элементов (МКЭ) наиболее подверженных коррозии участков металлоконструкции, проведены расчеты надёжности повреждённых элементов по условиям прочности и устойчивости. Проведенные исследования позволили разработать методику оценки степени допустимости коррозионных повреждений, которая служит научной базой при

решении вопросов оценки остаточного ресурса металлоконструкций портальных кранов.

Цель диссертационного исследования - разработка методики оценки эксплуатационной надёжности элементов, имеющих коррозионные повреждения, базирующаяся на закономерностях динамики развития и степени влияния основных видов коррозионных дефектов на надёжность крановых металлоконструкций по основным критериям работоспособности, и оценке напряжённо-деформированного состояния конструкций методом конечных элементов.

Объектом исследования являются основные несущие элементы металлоконструкций портальных кранов, лимитирующие работоспособность и ресурс крана в целом.

Предметом исследования является напряжённо-деформированное состояние и эксплуатационная надёжность несущих элементов металлоконструкции портовых кранов, имеющих эксплуатационные коррозионные повреждения, а также закономерности, связывающие надёжность с напряжённо-деформированным состоянием конструкции.

Напряжённо-деформированное состояние конструкции исследовалось с применением метода конечных элементов (МКЭ). Параметры случайного закона распределения глубины коррозии и скорости её развития определялись методами математической статистики. Воспроизведение случайных величин глубины коррозии и приложенных нагрузок выполнялось методом статистических испытаний «Монте-Карло».

Научная новизна исследования заключена в следующих достижениях, выносимых на защиту:

1. Разработана методика оценки эксплуатационной надёжности элементов, имеющих коррозионные повреждения, основанная на оценке напряжённо-деформированного состояния элементов

металлоконструкции и статистических данных по оценке скорости развития коррозионных повреждений;

2. Определён характер закона распределения глубины коррозии и его параметры для основных силовых элементов металлоконструкций портальных кранов, показывающий, что распределение глубины коррозии соответствует логарифмически нормальному закону;

3. Определён характер зависимости глубины коррозии от наработки и её параметры для ряда элементов металлоконструкций, свидетельствующий, что развитие коррозии наиболее адекватно описывается логарифмическим уравнением;

4. Созданы и рассчитаны конечноэлементные модели для наиболее подверженных коррозии участков металлоконструкции портальных кранов, позволяющие оценить напряжённо-деформированное состояние в наиболее вероятных местах появления коррозионных дефектов;

5. По результатам расчёта конечноэлементных моделей выполнена оценка нагруженности основных силовых элементов металлоконструкции;

6. Выявлено влияние основных параметров коррозионного дефекта на выбор типа расчета при оценке надёжности металлоконструкций.

Достоверность результатов работы. Представленные исследования базируются на статистическом материале, собранном по результатам обследования портальных кранов работающих в различных портах РФ. Всего в расчётах использовано более 700 замеров глубины коррозии для кранов, отработавших от 20 до 40 лет. Все статистические расчёты выполнялись на основе классических методов математической статистики с использованием современного программного и аппаратного обеспечения. Расчеты надёжности конструкций по различным критериям выполнялись на базе современных

исследований в области механики разрушения. Таким образом, достоверность результатов работы обеспечивается применением широко используемых методов математической статистики и механики разрушений. Достоверность расчетов конечноэлементных моделей подтверждается ранее проведёнными исследованиями по сопоставлению эмпирических и расчётных данных. Сопоставление результатов расчётов с опытом эксплуатации перегрузочных машин показывает хорошее соответствие расчётных и эмпирических данных.

Практическая ценность работы, по мнению автора, заключается в следующем:

1. Разработана методика расчёта параметров функции зависимости глубины коррозии от наработки;

2. Проведен расчёт указанных параметров для наиболее опасных, с точки зрения возникновения коррозии, элементов металлоконструкции и определена скорость коррозии для исследуемых участков, что позволит эксплуатирующим и контролирующим организациям прогнозировать развитие коррозии;

3. Разработана методика создания конечноэлементных моделей для оценки напряжённо-деформированного состояния металлоконструкций с применением программного комплекса «АРМ ШпМасМпе», учитывающая характерные особенности редактора моделей и расчётного блока указанного программного комплекса;

4. Созданы и рассчитаны конечноэлементные модели всей совокупности металлоконструкции и её отдельных элементов для портального крана «ГАНЦ» 5/6x30;

5. Разработана и реализована математическая модель развития коррозионного дефекта типа «язва», которая позволяет прогнозировать изменение геометрических параметров дефекта вплоть до его критического размера;

6. Разработана инженерная методика оценки опасных, с точки зрения возникновения трещин, размеров коррозионного дефекта типа «язва»;

7. Разработана инженерная методика оценки эксплуатационной надёжности элементов металлоконструкций с коррозионными повреждениями по условиям прочности и устойчивости;

Внедрение результатов работы. Результаты работы использованы при разработке РД-24-112-4Р «Руководящий документ по оценке остаточного ресурса портальных кранов», одним из авторов которого является автор данной диссертационной работы.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены на:

- Семинаре «Обеспечение безопасности подъёмных сооружений». Управление по котлонадзору и надзору за подъёмными сооружениями Госгортехнадзора России, 2003 г., г. Санкт-Петербург;

- Первой научно-практической конференции «Морские и речные порты России (экономика и управление)» 2002 г.;

- Двадцать первой, двадцать второй и двадцать третьей научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов МГАВТ 1999-2001 г.

- Московских межвузовских научно-технических конференциях студентов и молодых учёных «Подъёмно-транспортная техника» в 1997-2002 г. в МГТУ им. Н.Э. Баумана, МГА ВТ, МГСУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключительной части, изложенных на 159 страницах машинописного текста, включает 41 иллюстрацию, 29 таблиц, библиографический список из 71 источника, а также 2 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность решаемой проблемы, устанавливается цель исследования и основные задачи, которые необходимо решить для её достижения, формулируются предмет и объект исследования, отмечаются основные положения работы.

В первой главе проведён обзор основных видов коррозии, характерных для материалов, из которых изготавливаются металлоконструкции портальных кранов, описаны основные виды коррозионных повреждений, характерные для крановых металлоконструкций. Проанализированы основные нормативные документы, регламентирующие допустимую величину коррозии, и публикации по оценке влияния коррозионных повреждений на надёжность металлоконструкций.

Анализ упомянутых документов показал отсутствие теоретически обоснованных допусков на коррозионные повреждения. В нормативных документах отсутствует методика оценки влияния коррозионных повреждений на надёжность крановых металлоконструкций. Мало изучена динамика развития коррозионных повреждений.

Во второй главе приведен обзор существующих материалов по дефектам металлоконструкций портальных кранов эксплуатирующихся в портах РФ. Рассмотрены наиболее характерные дефекты, возникающие в металлоконструкциях указанных кранов в процессе эксплуатации, и проведён их анализ, для выявления тех марок портальных кранов, которые наиболее подвержены коррозионным повреждениям.

В главе рассмотрены основные виды коррозионных дефектов, возникающих на металлоконструкциях портальных кранов, описаны основные механизмы их возникновения и развития.

В главе выполнен детальный анализ видов дефектов и их распределения по элементам металлоконструкции и проведена оценка частотности их появления на выявленных участках. Проведённый анализ базируется на большом фактическом материале, полученном в результате анализа заключений экспертизы промышленной безопасности, проводимой в портах РФ.

На основе полученных данных проведён статистический анализ распределения глубины коррозии по поверхности элементов металлоконструкции. Установлено, что гистограммы статистических распределений глубины коррозии имеют вид характерный для логарифмически нормального распределения.

В результате было установлено, что распределение глубины коррозии по поверхности элементов конструкции наиболее адекватно описывается логарифмически нормальным законом вида (1).

(у-™.)'

где у

р(У) = -/=--1« Чу (1)

а - глубина коррозии

^тшк - максимальная толщина проката

ту и 5у2 - соответственно математическое ожидание и дисперсия случайной величины у.

Статистический анализ проводился с применением специально разработанной автором методики, подробное описание которой приводится. Описанная методика включает в себя оценку статистических параметров глубины коррозии и проверку гипотезы о соответствии фактического закона теоретическому.

Применение описанной методики определения статистических характеристик подробно проиллюстрировано примером. Ниже, на рис. 1, приведена гистограмма для одного из участков металлоконструкции крана «ГАНЦ» 5/6-30, иллюстрирующая сравнение эмпирического и теоретического законов распределения.

Рис. 1. Закон распределения глубины коррозии

Приведённые в работе результаты расчётов статистических параметров глубины коррозии для наиболее повреждаемых участков позволяют с уверенностью утверждать, что глубина коррозии, для всех рассмотренных случаев, хорошо описывается логарифмически нормальным трбхпараметрическим законом распределения.

Для оценки влияния условий эксплуатации перегрузочной машины обработка результатов проводилась раздельно для кранов, работающих в разных портах и с разными грузами. Результаты исследования показывают, что математическое ожидание глубины коррозии при одинаковой наработке, а значит и скорость коррозии, больше для кранов работающих в морских портах или с грузами, обладающими повышенной коррозионной активностью.

Приводится методика определения вида и параметров кривой роста коррозии.

Вид и параметры закона развития коррозии определялись по методу наименьших квадратов, который позволяет установить аналитическую зависимость между глубиной коррозии и наработкой крана с последующей оценкой соответствия регрессионных кривых экспериментальным значениям.

Оценка вида и параметров уравнения регрессии для различных участков металлоконструкции колонны показала, что логарифмическая функция (2) наиболее соответствует замеренным значениям глубины коррозии.

а(Т) = с4+с3-1п(Т)

(2)

Представлены результаты оценки параметров закона развития коррозии с использованием предложенной методики для характерных: участков металлоконструкции крана.

2 2 «Г

а §■

а а Я X

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

Наработка крана, Т, лет Рис. 2. Закон развития коррозии

В третьей главе изложены основные положения расчётной оценки нагруженности основных несущих элементов металлоконструкций портальных кранов с использованием программного комплекса АРМ WinMachine. Наиболее адекватную оценку напряжённо-деформированного состояния элементов металлоконструкции можно получить путём его расчета методом конечных элементов (КЭ), позволяющим определить наиболее

нагруженные участки металлоконструкции; оценить величины напряжений, действующих на этих участках; оценить вклад отдельных силовых факторов (собственный вес, вес груза и грузозахватного устройства, ветровая нагрузка) в общее значение величины напряжения; оценить величину динамической составляющей напряжения (величины размахов напряжений Да)

В расчёте используются два типа КЭ моделей: стержневая и пластинчатая. Первый тип моделей позволяет получить общую картину нагруженности перегрузочной машины и значения реакций взаимодействия в местах соединения элементов металлоконструкции. Второй тип моделей предназначен для детальной оценки НДС, поскольку позволяет учесть перераспределение напряжений, связанное с наличием отверстий (крепёжных, технологических, дренажных и др.), элементов силового набора (рёбра жёсткости, диафрагмы и полудиафрагмы) и других концентраторов напряжений.

Подробно описан алгоритм создания моделей включающий в себя: процесс подготовки исходных данных, принципы построения моделей с учётом особенностей программного комплекса АРМ, проверку адекватности и точности расчёта, заключающуюся в сравнении результатов машинного расчёта с результатами аналитического (выполненного «вручную» с использованием существующих методик расчёта) и данными, приведёнными в документации крана. Адекватность КЭ расчета также подтверждается ранее проведёнными МГАВТ исследованиями по сопоставлению результатов КЭ расчёта и экспериментальными данными.

Автором разработана стержневая модель портального крана «ГАНЦ» 5/630 (рис. 2 и 3), позволившая получить значения реакций взаимодействия несущих элементов.

Сведения о геометрии конструкции получены из рабочих чертежей крана. Для построения стержневой модели использовались конечные элементы типа

«rod» позволяющие моделировать растяжение-сжатие, изгиб и кручение реального элемента конструкции.

Рис. 2. Стержневая КЭ модель Рис. 3. Модель «ГАНЦ» 5/6-30 с

крана «ГАНЦ» 5/6-30. указанием сечений элементов.

Однако, для ряда стержней (стержни, имитирующие металлоконструкцию колонны) создание точной копии сечения в редакторе сечений программы АРМ WinMachine оказалось невозможным из-за ограничений налагаемых расчётным модулем программного комплекса. Автором даны предложения, позволяющие определить параметры эквивалентного сечения для замены, в частности введена замена сечения эквивалентным по моменту инерции снижающая до минимума погрешность определения перемещений узлов. Последнее обстоятельство очень важно при расчёте конструкции деформационным методом (методом итераций), так как при этом типе расчета от перемещения узлов зависит общее напряжённое состояние конструкции.

Модель нагружалась по I расчётному случаю. Динамический характер приложения силы тяжести груза учитывался с помощью коэффициента динамичности к = 2,0.

Проверка адекватности моделей выполнялась путём сравнения результатов расчёта КЭ-модели с результатами расчёта, выполненного

графоаналитическим методом. Проверка показала согласованность результатов между собой, что подтверждает адекватность КЭ-модели реальной конструкции.

КЭ-модель всей совокупности металлоконструкций крана «ГАНЦ» 5/6-30 создана впервые.

Для точной оценки НДС отдельных участков металлоконструкции была создана пластинчатая модель поворотной колонны крана (рис. 4). Внешними нагрузками для пластинчатой модели служат реакции взаимодействия между элементами, определённые при расчете стержневых КЭ-моделей. В результате расчёта пластинчатой модели получены значения компонент плоского напряжённого состояния (ох, ау, т_у) эквивалентного (по критерию Мизеса) напряжения ах> в узлах сетки КЭ.

Расчёт пластинчатой модели выполнялся для различных значений внешних нагрузок, соответствующих различным значениям эксплуатационных параметров (масса поднимаемого груза, вылет стрелы, направление ветра).

В результате расчётов получены оценки вклада различных внешних нагрузок в общее НДС элементов конструкции. В частности установлено, что напряжения от действия ветра на основных участках зарождения коррозионных дефектов, для кранов «ГАНЦ» 5/6-30, не превышают 2% от напряжения вызванного совместным действием всех внешних нагрузок.

Рис. 4. Оболочечная модель поворотной колонны крана «Ганц» 5/6x30

Далее в главе приводится подробный анализ результатов проведённого расчёта с указанием наиболее нагруженных участков и методов проверки их работоспособности.

В четвёртой главе описаны основные подходы к созданию математической модели коррозионного дефекта язвенного типа. К язвенным коррозионным повреждениям следует относить дефекты, характеризующиеся локальным уменьшением толщины проката вследствие коррозии, при отсутствии их взаимного влияния.

Согласно предложенной модели развитие язвенного дефекта происходит по двум механизмам:

разрушение материала металлоконструкции в результате электрохимических процессов (коррозия);

рост трещины в результате механической усталости при действии циклических нагрузок.

Различные комбинации указанных факторов, их вклад в развитие дефекта соответствуют различным вариантам его развития

Коррозионный дефект при этом рассматривается, как полуэллиптический дефект в пластине конечной толщины, схема которого приведена на рис. 5.

Рис. 5. Схема язвенного коррозионного дефекта.

Возможность зарождения трещины оценивается сравнением действующего и порогового коэффициентов интенсивности напряжений (КИН) в характерных точках дефекта (точки 1 и 2 на рис. 5). Действующий КИН определяется по зависимости (3):

(3)

где

- коэффициент усиления задней поверхности образца, который является функцией отношений глубины дефекта к его длине и глубины дефекта к толщине пластины.

- эффективный, для роста трещины, размах напряжений, действующих на исследуемом участке металлоконструкции, МПа. Определяется по зависимости (4):

в - угол между поверхностью образца и направлением на ту точку дефекта, для которой производится расчёт КИН.

р - параметр, зависящий от приложенного напряжения, который в свою очередь определяется по формуле (5):

где

Ж - полный эллиптический интеграл второго рода, выражение для которого получено Дж. Ирвиным и представляется в виде математических таблиц.

В зависимости от величины КИН и скорости коррозии описаны три основных варианта развития дефекта.

Первый вариант (коррозионный): развитие дефекта происходит вследствие электрохимических процессов. Для первого варианта характерны низкие значения КИН в точках 1 и 2, при которых либо невозможно зарождение трещины, либо скорость её роста значительно ниже скорости коррозии для исследуемого участка.

Второй вариант (смешанный): развитие дефекта в различных направлениях происходит по разным механизмам. Второй вариант реализуется в случае, когда в одной из характерных точек (1 или 2) КИН превышает значение, при котором скорость роста трещины равна скорости коррозии. Например, если в точке 1 КИН превышает пороговое значение, а в точке 2 -нет, то развитие дефекта в поперечном направлении (в глубину проката) будет происходить в результате роста усталостной трещины, а в продольном направлении - в результате коррозии.

Третий вариант (механический): развитие дефекта происходит вследствие развития усталостной трещины. Для этого варианта характерны высокие значения КИН на всём фронте дефекта.

При решении практических задач прогнозирования развития дефекта правильнее оперировать не мгновенными значениями скорости роста трещины и скорости коррозии, а их средними значениями за исследуемый период.

Переход от одного варианта развития к другому может происходить по ряду причин, основными из которых для перегрузочных машин являются следующие:

изменение размеров дефекта вследствие его роста;

изменение параметров НДС в окрестности дефекта;

изменение параметров процесса нагружения перегрузочной машины;

изменение коррозионной активности среды.

Таким образом, жизненный цикл дефекта от момента его зарождения до достижения им критического размера, полностью описывается тремя перечисленными вариантами и их взаимными переходами.

На основе изложенного подхода предложен алгоритм прогнозирования роста язвенного коррозионного дефекта. Отмечается, что при расчёте скорости роста трещины в коррозионной среде необходимо учитывать возможное влияние последней.

В результате исследования математической модели коррозионной язвы было установлено, что для каждого набора параметров НДС (максимальное напряжение цикла, эффективный размах КИН и др.) существует такая глубина коррозии, ниже которой зарождение трещины невозможно вне зависимости от

продольного размера язвы. Полученную глубину предложено называть пороговой.

В главе приведены результаты расчётов пороговой глубины коррозии для подверженных коррозии участков металлоконструкции на примере портального крана «ГАНЦ» 5/6-30.

В пятой главе рассматриваются результаты экспериментальных исследований по влиянию наработки на механические свойства стали СтЗ, из которой изготавливаются крановые металлоконструкции, и по влиянию коррозионно-активной среды на скорость развития трещины.

Для оценки влияния наработки на механические свойства стали СтЗ была проведена серия экспериментов на образцах, вырезанных из опорных барабанов двух плавкранов КПЛ с наработкой в эксплуатации по 29 лет. Полученные результаты подвергались статистическому анализу. В результате статистического анализа удалось установить, что с вероятностью 95% механические характеристики образцов из материала обоих кранов могут быть объединены в одну выборку.

Сравнение значений математического ожидания и дисперсии объединённой выборки со справочными данными для образцов без наработки позволило сделать следующий вывод: при наработке 29 лет снижения механических характеристик (предела прочности, предела текучести, относительного удлинение и ударной вязкости) не происходит.

Для оценки влияния коррозионно-активной среды на скорость роста усталостных трещин были выполнены две серии испытаний: в коррозионной среде и на воздухе. Коррозионная среда имитировалась 3% раствором №С1 в воде.

Сопоставление закономерности роста трещины в нейтральной и агрессивной среде, имитированной 3,5% раствором №С1 в воде, показало, что

в пределах естественного разброса экспериментальных данных влиянием среды на скорость роста трещин можно пренебречь.

В шестой главе рассматривается стохастическая модель оценки надёжности силовых элементов металлоконструкции портальных кранов.

При создании стохастической модели решались две основные задачи:

определение надёжности элементов металлоконструкций с замеренной глубиной коррозии с целью оценки возможности дальнейшей эксплуатации крана;

оценка изменения надёжности конструкции при дальнейшей эксплуатации крана с целью определения наработки крана на отказ.

Надёжность конструкции предложено оценивать по вероятности безотказной работы. В связи с необходимостью учёта большого количества внешних факторов, предложено оценку вероятности безотказной работы проводить с использованием метода статистического моделирования (Монте-Карло). Вероятность безотказной работы в этом случае определялась по классической формуле вероятности:

где

N - количество благоприятных событий.

N - общее количество событий.

Благоприятным считалось событие, при котором выполнялось условие

где

Рдейств - смоделированное значение действующего в сечении силового фактора (силы, момента, напряжения и т.п.), определяющего нагрузочную характеристику элемента.

Рпред - смоделированное значение разрушающего (предельного) силового фактора (силы, момента, напряжения и т.п.), определяющего несущую способность элемента.

Количество испытаний по методу Монте-Карло определялось необходимой точностью вычисления вероятности, которая находилась по формуле:

Р - вероятность безотказной работы металлоконструкции, найденная по формуле (6);

п - общее количество испытаний.

Результатом решения первой задачи является получение аналитической зависимости, связывающей вероятность безотказной работы металлоконструкции и глубину коррозионного повреждения.

Полученная зависимость позволяет оценить глубину коррозионного повреждения, соответствующую заданному значению вероятности.

На основе предложенной модели разработана методика оценки вероятности безотказной работы для элементов работающих на растяжение и сжатие.

Описанная методика подробно проиллюстрирована примером.

Приведены результаты соответствующих расчётов для наиболее опасных участков металлоконструкции портального крана «ГАНЦ» 5/6-30.

(8)

где

Проведённые исследования показали, что зависимость вероятности безотказной работы элемента от глубины коррозии аппроксимируется функцией вида (9):

р(р<р,)(а) = с0-еС1"+с2

(9)

где коэффициенты Со, С, Сг определяются методом наименьших квадратов. График изменения вероятности безотказной работы от наработки приведён на рис. 3.

Прогнозируемая вероятность безотказной работы в любой момент времени, Р(р<рпр)(0, зависит от вероятности безотказной работы при известной глубине коррозии, Р(Р<Рпр)(а), и вероятности того, что указанная глубина коррозии не будет превышена при заданной наработке, Р(а ¡а)(1). Поскольку события (Б < Бпр) и (а а1) являются независимыми то суммарная вероятность определяется как произведение их вероятностей.

Р<Р«Рпр) (0 = Р(Р<Ргр)(Э) Р(аа1)М

(10)

Результатом решения второй задачи является получение аналитической зависимости, между вероятностью безотказной работы и наработкой крана.

Полученная зависимость (11) позволит с заранее заданной вероятностью прогнозировать наработку конструкции на отказ.

где

- глубина коррозии, полученная во время последнего замера остаточной толщины проката, мм.

к% - коэффициент перевода глубины коррозии из абсолютной величины (мм) в проценты, определяемый по формуле:

где

6„ - номинальная толщина проката, мм.

Рнорм - нормативное значение вероятности безотказной работы.

В заключительной части диссертации приведены основные выводы по результатам исследования:

1. Разработана методика стохастической оценки эксплуатационной надёжности несущих элементов металлоконструкции, имеющих коррозионные повреждения, основанная на определении допускаемых, с точки зрения зарождения трещины, параметров язвенного коррозионного дефекта, исследовании НДС методом конечных элементов и результатах оценки динамики развития коррозионных повреждений.

(11)

к% = 0,01 •£„,

(12)

2. Выполнен анализ распределения коррозии по элементам металлоконструкции и выявлены наиболее опасные, с этой точки зрения типы кранов и элементы конструкции.

3. Разработана методика оценки динамики развития коррозионного повреждения металлоконструкции. Предложенная методика состоит из двух блоков: первый блок предназначен для определения параметров закона распределения глубины коррозии, на основе контрольных замеров, второй блок позволяет оценить глубину коррозии для заданной наработки крана с заранее заданной вероятностью. С использованием предложенной методики проведены расчёты параметров закона распределения глубины коррозии и параметров зависимости глубины коррозии от наработки для наиболее опасных, с точки зрения коррозионных повреждений, элементов металлоконструкции крана «ГАНЦ» 5/6-30.

4. Разработаны основные принципы создания стержневых КЭ моделей перегрузочных машин с применением программного комплекса АРМ "МпМасМпе. Изложенные подходы к созданию КЭ моделей учитывают характерные особенности программного комплекса АРМ 'М'тМасЫпе и позволяют обеспечить максимальную адекватность создаваемых в среде АРМ моделей.

5. На основе разработанной методики создана стержневая КЭ модель всей совокупности металлоконструкций портального крана «ГАНЦ» 5/6-30. Расчёт полученной модели позволил оценить нагруженность некоторых элементов конструкции и получить исходные данные для уточнённого расчёта остальных элементов. Проведена оценка нагруженности наиболее опасных, с точки зрения возникновения коррозии, элементов металлоконструкции с применением МКЭ.

6. Выполненные исследования, по оценке влияния наработки на механические характеристики стали СтЗ, показали отсутствие такого влияния на значения предела прочности, предела текучести, относительного удлинения и относительного сужения, при наработке в эксплуатации 29 лет.

7. Выполненные исследования, по оценке влияния наработки на ударную вязкость стали СтЗ, показали, что при наработке в эксплуатации 29 лет не происходит снижения ударной вязкости исследуемого материала.

8. Выполнены экспериментальные исследования влияния коррозионно-активной среды на скорость роста трещины. В качестве коррозионно-активной среды использовался 3,5% раствор №01. Проведённые исследования показали, что при заданных условиях влияние среды на скорость роста трещины в пределах точности эксперимента отсутствует.

9. Разработанные в ходе выполнения настоящей работы методики оценки эксплуатационной надёжности элементов металлоконструкций и оценки динамики развития коррозионных повреждений позволяют прогнозировать изменение надёжности металлоконструкций в процессе эксплуатации. Полученные результаты явились основой для разработки требований по назначению периодичности проведения экспертизы промышленной безопасности и использованы автором диссертационной работы при разработке руководящего документа РД-24-112-4Р «Руководящий документ по оценке остаточного ресурса портальных кранов».

Основные положения работы изложены в следующих источниках:

1. Ганшкевич А.Ю. «Обобщение и анализ коррозионного состояния металлоконструкций портальных кранов в процессе эксплуатации на примере крана «ГАНЦ» 5/6-30» // Тезисы докладов Московской межвузовской студенческой научно-технической конференции «Подъёмно-транспортная техника», М., МГАВТ, 1998, с. 23-24.

2. Ганшкевич А.Ю. «Разработка математической модели язвенного коррозионного дефекта»// Тезисы докладов Московской межвузовской студенческой научно-технической конференции «Подъёмно-транспортная техника», М., МИИТ, 1999, с. 15-16.

3. Ганшкевич А.Ю. «Применение математического моделирования при исследовании процесса зарождения трещин от коррозионных язв» // XXI научно-практическая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов МГАВТ, М., МГАВТ, 1999, с. 23-24.

4. Ганшкевич А.Ю. «Усовершенствование математической модели зарождения и развития трещины от коррозионного повреждения»// Тезисы докладов Московской межвузовской научно-технической конференции студентов и молодых учёных «Подъёмно-транспортная техника», М., МГСУ, 2000, с. 67-68.

5. Ганшкевич А.Ю. «Математическое моделирование процесса развития коррозионного дефекта типа «язва»»// Сборник научных трудов «Повышение эффективности работы технических средств портов», М., «РостКонсульт», 2000, с. 85-93.

6. Ганшкевич А.Ю. «Оценка степени допустимости коррозионных повреждений металлоконструкций портальных кранов»// Тезисы докладов Московской межвузовской студенческой научно-

технической конференции «Подъёмно-транспортная техника», М, МГТУ им. Баумана, 2001, с. 7-8.

7. Ганшкевич А.Ю. «Оценка вероятности безотказной работы металлоконструкций портальных кранов с коррозионными дефектами»// Тезисы докладов Московской межвузовской студенческой научно-технической конференции «Подъёмно-транспортные, строительные и дорожные машины», М., МГАВТ, 2002, с. 18-29.

8. Леонова О.В., Ганшкевич А.Ю. «Оценка вероятности безотказной работы элементов металлоконструкций, имеющих коррозионные повреждения»// Сборник научных трудов «Повышение эффективности работы технических средств портов», М, МГАВТ, 2002, с. 85-93.

9. Леонова О.В, Ганшкевич А.Ю. «Оценка степени допустимости коррозионных повреждений металлоконструкций портальных кранов»// «Подъёмно-транспортное дело» №1-2 2002, М., с. 4-7.

10. Леонова О.В., Ганшкевич А.Ю. «Эксплуатационная надёжность металлоконструкций портальных кранов, имеющих коррозионные повреждения»// Тезисы докладов семинара «Обеспечение безопасности подъёмных сооружений», СПб., 2003, с. 67-68.

11. Котельников B.C., Жуков В.Г., Леонова О.В, Ганшкевич А.Ю. «Оценка надёжности портальных кранов по критерию развития коррозионных повреждений»// «Безопасность труда в промышленности» №4 2004, М., с. 32-34.

»199 18

РНБ Русский фонд

2005-4 16936

Введение.

1. Анализ публикаций по развитию коррозии металлоконструкций портальных кранов.

1.1. Виды коррозионных повреждений.

1.2. Обзор публикаций по влиянию коррозии на работоспособность крановых металлоконструкций.

1.3. Основные коррозионные дефекты металлоконструкций портальных кранов.

1.4. Обзор нормативных документов по вопросам продления эксплуатации и оценки остаточного ресурса.

1.5. Выводы по главе 1.

2. Анализ коррозионного состояния металлоконструкций портальных кранов.

2.1. Обобщение результатов экспертизы промышленной безопасности технического состояния металлоконструкций портальных кранов.

2.2. Оценка вида и параметров закона распределения глубины коррозионных дефектов.

2.3. Оценка вида и параметров закона развития коррозионного дефекта во времени.

2.4. Выводы по главе 2.

3. Оценка напряжённо-деформированного состояния элементов металлоконструкции портальных кранов имеющих коррозионные повреждения.

3.1. Основные положения.

3.2. Стержневая конечноэлементная модель портального крана «ГАНЦ» 5/6x30 и результаты её расчёта.

3.3. Обол очечные КЭ модели несущих элементов портального крана «ГАНЦ» 5/6x30.

3.4. Выводы по главе 3.

4. Математическая модель развития язвенного коррозионного дефекта в металлоконструкциях портальных кранов.

4.1. Общие положения.

4.2. Основные стадии развития язвенного дефекта.

4.3. Исследование математической модели развития дефекта.

4.4. Выводы по главе 4.

5. Экспериментальные исследования влияния наработки и коррозионной среды на механические характеристики материалов крановых металлоконструкций.

5.1. Краткие сведения об основных механических характеристиках материала металлоконструкций.

5.2. Исследование влияния наработки на основные механические характеристики материала крановых металлоконструкций.

5.2.1. Методика испытания образцов.

5.2.2. Проведение испытаний.И

5.2.3. Результаты испытаний и их анализ.

5.3. Экспериментальное исследование влияния коррозионной среды на скорость роста трещин в материалах крановых металлоконструкций.

5.3.1. Методика проведения эксперимента.

5.3.2. Результаты испытаний.

5.3.3. Общие закономерности роста трещин.

5.4. Выводы по главе 5.

6. Вероятностная модель оценки надёжности элементов металлоконструкций портальных кранов, имеющих коррозионные повреждения.

6.1. Общие положения.

6.2. Оценка вероятности безотказной работы металлоконструкции в зависимости от глубины коррозии.

6.2.1. Расчёт некоторых элементов конструкции, работающих на растяжение.

6.2.2. Расчёт некоторых элементов конструкции, работающих на (0 сжатие.

6.3. Прогнозирование наработки на отказ с предварительно заданной вероятностью.

6.3.1. Общие положения.

6.3.2. Определение наработки на отказ некоторых элементов конструкции.

6.4. Выводы по главе 6.

Актуальность исследования. В настоящее время сложилась ситуация, когда большая часть портальных кранов, работающих в портах РФ, эксплуатируется за пределами нормативных сроков службы. В связи с этим исследование возможности продления сроков службы представляется весьма актуальным. Одним из путей продления срока службы перегрузочных машин является прогнозирование остаточного ресурса при заданном уровне надёжности. Как показывает опыт эксплуатации портовых перегрузочных машин, одним из наиболее часто встречающихся дефектов являются коррозионные повреждения элементов металлоконструкций. Однако до настоящего времени этой проблеме уделялось недостаточное внимание, следствием чего является отсутствие обоснованных нормативов на величину допустимости коррозионных повреждений. Таким образом, задача изучения динамики развития различных видов коррозионных дефектов, их влияние на надёжность элементов металлоконструкции, является одной из ключевых задач при оценке остаточного ресурса. Эта задача может быть решена путем создания адекватных моделей поведения дефектов и повреждённых элементов металлоконструкций.

В процессе решения поставленных задач в работе выполнен комплекс исследований глубины коррозии, возникающей в различных элементах металлоконструкции в процессе эксплуатации, получены зависимости величины коррозии от наработки машины, разработана модель развития коррозионного повреждения, выполнена расчётная оценка нагруженности с применением МКЭ наиболее подверженных коррозии участков металлоконструкции, проведены расчёты надёжности повреждённых элементов по условиям прочности и устойчивости. Проведенные исследования позволили разработать методику оценки степени допустимости коррозионных повреждений, которая служит научной базой при решении вопросов оценки остаточного ресурса металлоконструкций портальных кранов.

Цель диссертационного исследования — разработка методики оценки эксплуатационной надёжности элементов, имеющих коррозионные повреждения, базирующаяся на закономерностях динамики развития и степени влияния основных видов коррозионных дефектов на надёжность крановых металлоконструкций по основным критериям работоспособности, и оценке напряжённо-деформированного состояния конструкций методом конечных элементов.

Объектом исследования являются основные несущие элементы металлоконструкций портальных кранов, лимитирующие работоспособность и ресурс крана в целом.

Предметом исследования является напряжённо-деформированное состояние и эксплуатационная надёжность несущих элементов, имеющих эксплуатационные коррозионные повреждения, а также закономерности, связывающие надёжность с напряжённо-деформированным состоянием конструкции.

Напряжённо-деформированное состояние конструкции исследовалось с применением метода конечных элементов (МКЭ). Параметры случайного закона распределения глубины коррозии и скорости её развития определялись методами математической статистики. Воспроизведение случайных величин глубины коррозии и приложенных нагрузок выполнялось методом статистических испытаний «Монте-Карло».

Автор видит научную новизну исследования в следующих достижениях, выносимых на защиту:

1. разработана методика оценки эксплуатационной надёжности элементов, имеющих коррозионные повреждения, основанная на оценке напряжённо-деформированного состояния элементов металлоконструкции и статистических данных по оценке скорости развития коррозионных повреждений;

2. определён характер закона распределения глубины коррозии и его параметры для основных силовых элементов металлоконструкций портальных кранов, показывающий, что распределение глубины коррозии соответствует логарифмически нормальному закону;

3. определён характер зависимости глубины коррозии от наработки и её параметры для ряда элементов металлоконструкций, свидетельствующий, что развитие коррозии наиболее адекватно описывается логарифмическим уравнением;

4. созданы и рассчитаны КЭ модели для наиболее подверженных коррозии участков металлоконструкции портальных кранов, позволяющие оценить напряжённо-деформированное состояние в наиболее вероятных местах появления коррозионных дефектов;

5. по результатам расчёта КЭ моделей выполнена оценка нагруженности основных силовых элементов металлоконструкции;

6. выявлено влияние основных параметров коррозионного дефекта на выбор типа расчёта при оценке надёжности металлоконструкций.

7. по результатам проведённых экспериментальных исследований выявлено отсутствие влияния наработки на механические характеристики образцов из стали ВСтЗ.

Достоверность результатов работы. Представленные исследования базируются на статистическом материале, собранном по результатам обследования портальных кранов работающих в различных портах РФ. Всего в расчётах использовано более 700 замеров глубины коррозии для кранов, отработавших в эксплуатации от 20 до 40 лет. Все статистические расчёты выполнялись на основе классических методов математической статистики с использованием современного программного и аппаратного обеспечения. Расчеты надёжности конструкций по различным критериям выполнялись на базе современных исследований в области механики разрушения. Таким образом, достоверность результатов работы обеспечивается применением широко используемых научных достижений. Достоверность расчётов КЭ моделей подтверждается ранее проведёнными МГАВТ'ом исследованиями по сопоставлению эмпирических и расчётных данных. Сопоставление результатов расчётов с опытом эксплуатации перегрузочных машин показывает хорошее соответствие расчётных и эмпирических данных.

Практическая ценность работы, по мнению автора, заключается в следующем:

1. разработана методика расчёта параметров функции зависимости глубины коррозии от наработки;

2. проведен расчёт указанных параметров для наиболее опасных, с точки зрения возникновения коррозии, элементов металлоконструкции и определена скорость коррозии для исследуемых участков, что позволит эксплуатирующим и контролирующим организациям прогнозировать развитие коррозии;

3. разработана методика создания КЭ-моделей для оценки напряжённо-деформированного состояния металлоконструкций с применением программного комплекса АРМ WinMachine, учитывающая характерные особенности редактора моделей и расчётного блока указанного программного комплекса;

4. созданы и рассчитаны КЭ-модели всей совокупности металлоконструкции и её отдельных элементов для портального крана «ГАНЦ» 5/6x30;

5. разработана и реализована математическая модель развития коррозионного дефекта типа «язва», которая позволяет прогнозировать изменение геометрических параметров дефекта вплоть до его критического размера;

6. разработана инженерная методика оценки опасных, с точки зрения возникновения трещин, размеров коррозионного дефекта типа «язва»;

7. разработана инженерная методика оценки эксплуатационной надёжности элементов металлоконструкций с коррозионными повреждениями по условиям прочности и устойчивости;

Внедрение результатов работы. Результаты работы использованы при разработке РД-24-112-4Р «Руководящий документ по оценке остаточного ресурса портальных кранов», в числе авторов которого есть фамилия автора данной диссертационной работы.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены на:

- Семинаре «Обеспечение безопасности подъёмных сооружений» 2003 г., г. Санкт-Петербург;

- Первой научно-практической конференции «Морские и речные порты России (экономика и управление)» 2002 г.;

- Двадцать первой, двадцать второй и двадцать третьей научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов МГАВТ 1999-2001 г.

- Московских межвузовских научно-технических конференциях студентов и молодых учёных «Подъёмно-транспортная техника» в 1997-2002 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключительной части, изложенных на 159 страницах машинописного текста, включает 41 иллюстрацию, 29 таблиц, библиографический список из 71 источника, а также 2 приложения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ:

1. Разработана методика стохастической оценки эксплуатационной надёжности несущих элементов металлоконструкции, имеющих коррозионные повреждения, основанная на определении допускаемых, с точки зрения зарождения трещины, параметров язвенного коррозионного дефекта, исследовании НДС методом конечных элементов и результатах оценки динамики развития коррозионных повреждений.

2. Выполнен анализ распределения коррозии по элементам металлоконструкции и выявлены наиболее опасные, с этой точки зрения типы кранов и элементы конструкции.

3. Разработана методика оценки динамики развития коррозионного повреждения металлоконструкции. Предложенная методика состоит из двух блоков: первый блок предназначен для определения параметров закона распределения глубины коррозии, на основе контрольных замеров, второй блок позволяет оценить глубину коррозии для заданной наработки крана с заранее заданной вероятностью. С использованием предложенной методики проведены расчёты параметров закона распределения глубины коррозии и параметров зависимости глубины коррозии от наработки для наиболее опасных, с точки зрения коррозионных повреждений, элементов металлоконструкции крана «ГАНЦ» 5/6-30.

4. Разработаны основные принципы создания стержневых КЭ моделей перегрузочных машин с применением программного комплекса АРМ WinMachine. Изложенные подходы к созданию КЭ моделей учитывают характерные особенности программного комплекса АРМ

WinMachine и позволяют обеспечить максимальную адекватность создаваемых в среде АРМ моделей.

5. На основе разработанной методики создана стержневая КЭ модель всей совокупности металлоконструкций портального крана «ГАНЦ» 5/6-30. Расчёт полученной модели позволил оценить нагруженность некоторых элементов конструкции и получить исходные данные для уточнённого расчёта остальных элементов. Проведена оценка нагруженности наиболее опасных, с точки зрения возникновения коррозии, элементов металлоконструкции с применением МКЭ.

6. Выполненные исследования, по оценке влияния наработки на механические характеристики стали СтЗ, показали отсутствие такого влияния на значения предела прочности, предела текучести, относительного удлинения и относительного сужения, при наработке в эксплуатации 29 лет.

7. Выполненные исследования, по оценке влияния наработки на ударную вязкость стали СтЗ, показали, что при наработке в эксплуатации 29 лет не происходит снижения ударной вязкости исследуемого материала.

8. Выполнены экспериментальные исследования влияния коррозионно-активной среды на скорость роста трещины. В качестве коррозионно-активной среды использовался 3,5% раствор ЫаС1. Проведённые исследования показали, что при заданных условиях влияние среды на скорость роста трещины в пределах точности эксперимента отсутствует.

1. Андрейкив А.Е. Пространственные задачи теории трещин. Киев: Наукова думка, 1982. 348 с.

2. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984,231 с.

3. Венцель Е.С. «Теория вероятностей» М. Наука, 1964г., 576с.

4. Восиковски О. Рост усталостной трещины в трубопроводной стали Х65 при испытаниях с низкой частотой циклов в соленой и пресной воде. Теор. основы инженерных расчетов. №4. 1975. 97 с.

5. Ганшкевич А.Ю. «Разработка математической модели язвенного коррозионного дефекта»// тезисы докладов Московской межвузовской студенческой научно-технической конференции «Подъёмно-транспортная техника», М., МИИТ, 1999, с. 15-16.

6. Ганшкевич А.Ю. «Математическое моделирование процесса развития коррозионного дефекта типа «язва»»// сборник научных трудов «Повышение эффективности работы технических средств портов», М., «РостКонсульт», 2000, с. 85-93.

7. Георгиев М.Н., Никифорчин Г.Н. О механизме влияния водорода на развитие усталостной трещины. ФХММ, №6, 1989.

8. ГОСТ 11.009-79. ПС. «Правила определения оценок и доверительных границ для параметров логарифмически нормального распределения».

9. Н.Григорьев Н.И. Нагрузки кранов. М.: Машиностроение 1964 г.15.3амрий A.A. «Проектирование и расчёт методом конечных элементов трёхмерных конструкций в среде АРМ Structure3D», М., издательство АПМ, 2004г, 208с.

10. Карпенко Г.В. Прочность стали в коррозионной среде. М.: Машгиз, 1963

11. Карпенко Г.В. К теории усталостного разрушения металлов в коррозионных средах. Львов, 1964.

12. Ковчик С.Е., Панасюк В.В. Методы оценки трещиностойкости конструкционных материалов. Киев: Наукова думка, 1977.

13. Коррозионная усталость металлов. Труды I советско-английского семинара. Под ред. Колотыркина Я.Р. Киев: Наукова Думка. 1982. 371 с.

14. Коррозионное растрескивание металлов и сплавов. Отечественная и зарубежная литература за 1972-1976 гг. Сост. Миронова К.И., М.: Машиностроение, 1981.

15. Круль К. «Оценка работоспособности строительных машин с дефектами», диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук, М., 1999г.

16. Курсовое проектирование грузоподъёмных машин. Учебное пособие под ред. С.А. Казака, М.: Высшая школа, 1989 г. 319 с.

17. Ленец Ю.Н. Прогнозирование циклической трещиностойкости и оптимизация структуры конструкционных сталей на основе концепции закрытия трещин: Автореферат диссертации на соискание степени кандидата технических наук. Киев. 1987. 18 с.

18. Леонова О.В., Ганшкевич А.Ю. «Оценка вероятности безотказной работы элементов металлоконструкций, имеющих коррозионные повреждения»// сборник научных трудов «Повышение эффективности работы технических средств портов», М., МГАВТ, 2002, с. 85-93.

19. Леонова O.B, Ганшкевич А.Ю. «Оценка степени допустимости коррозионных повреждений металлоконструкций портальных кранов»// «Подъёмно-транспортное дело» №1-2 2002, М., с. 4-7.

20. Леонова О.В., Ганшкевич А.Ю. «Эксплуатационная надёжность металлоконструкций портальных кранов, имеющих коррозионные повреждения»// тезисы докладов семинара «Обеспечение безопасности подъёмных сооружений», СПб., 2003, с. 67-68.

21. Леонова О.В, Ганшкевич А.Ю. «Оценка степени допустимости коррозионных повреждений металлоконструкций портальных кранов»// «Безопасность труда в промышленности» №2 2004, М., с. 47.

22. Механика разрушения. Быстрое разрушение, остановка трещин. Сборник статей. Пер. с англ. Гольдштейна P.B. М.: Мир, 1981, 256 с.29.«Металлические конструкции». Под общей редакцией Беленя Е.И., М. Стройиздат, 1985г., 560с.

23. Михайлов Б.Н., Селектор С.Л. и др. Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии; Учебное пособие.— Иркутск: Издательство Иркутского университета, 1997, 176 с.

24. Общетехнический справочник. Под ред. Скороходова Е.А. М.: Машиностроение, 1982,418 с.

25. Овчинникова Г.Н. Расчет сложных стержневых конструкций с учетом кинетики развития распределенных и локальных коррозионных повреждений. Автореферат диссертации на соискание ученой степени КТН. Волгоград. 1996. 18с.

26. Панасюк В.В. Механика разрушения и прочность материалов, т. 1-4., справочное пособие, 1988-1990.

27. Панасюк В.В, Ратыч Л.В., Дмытрах И.Н. О некоторых задачах исследования циклической трещиностойкости материалов в жидких средах. ФХММ. 1982. №6.

28. Панасюк В.В, Ратыч Л.В., Дмытрах И.Н. Определение циклической трещиностойкости конструкционных материалов в коррозионной среде. Доклад АН СССР. 1983. 269 с.

29. Панасюк В.В, Ратыч Л.В., Дмытрах И.Н. Циклическая трещиностойкость металлов в коррозионных средах. 1984. №3. — 79 с.

30. Поведение стали при циклических нагрузках; пер. с нем. Под ред. Даля. М.: Машиностроение. 1983.

31. Похмурский В.И. Исследование влияния реакции воды номинальных параметров на скорость роста усталостных трещин в стали 15Х2НМФХА. ФХММ, №2, 1985.

32. Проект методических указаний по определению остаточного ресурса металлических конструкций грузоподъёмных кранов. СПб., 1998г.

33. Прочность сварных соединений при переменных нагрузках. Под ред. Труфякова В.И. Киев: Наукова думка, 1990,255 с.

34. Пустовой В.Н. Диагностирование металлоконструкций портовых перегрузочных машин. М.: Транспорт, 1987, 175 с.

35. Пустовой В.Н. Коррозионно-циклическая трещиностойкость сталей и сварных соединений металлоконструкций грузоподъёмных машин. ФХММ, №2, 1991.

36. Пустовой В.Н. Металлоконструкции грузоподъёмных машин. Разрушение и прогнозирование остаточного ресурса. М.: Транспорт, 1992, 256 с.

37. РД 10-112-4-98. Методические указания по проведению обследования портальных кранов с целью определения возможности их дальнейшей эксплуатации. М. СПб., ВНИИПТМаш. 1998. 83 с.

38. РД 10-112-95 «Методические указания по определению остаточного ресурса потенциально опасных объектов, поднадзорных Госгортехнадзору России»

39. РД 10-112-96 «Методические указания по обследованию грузоподъёмных машин с истекшим сроком службы. Общие положения»

40. РД 10-112-3-97 «Методические указания по обследованию грузоподъёмных машин с истекшим сроком службы. Часть 3. Башенные, стреловые несамоходные и мачтовые краны, краны манипуляторы»

41. Романив О.Н., Никифорчин Г.Н. Механика коррозионного разрушения конструкционных сплавов. М.: Металлургия. 1986. 294 с.

42. Роль остаточных напряжений и деформированного упрочнения в изменении коррозионно-циклической трещиностойкости корпусныхсталей// О.Н. Романив, Г.Н. Никифорчин, A.B. Вольдемаров, В.Е. Литвинов// ФХММ. 1986. №4

43. Романив О.Н., Никифорчин Г.Н., Вольдемаров A.B. Коррозионно-циклическая трещиностойкость: закономерности формирования порогов и ресурсные возможности различных конструкционных сплавов. ФХММ. 1985. № 3.

44. Романив О.Н. О закономерностях роста трещин при коррозионной усталости сталей. ФХММ. 1985. №3.

45. РТМ 23.2.34-85. «Методы оценки и обеспечения показателей надёжности металлоконструкций сельскохозяйственных машин по основным показателям надёжности».55.РТМ 24.090.52-85.

46. Ряхин В.А., Злочевский А.Б., Лифшиц В.Л., «Сварные металлические конструкции строительных и дорожных машин». Учебное пособие МИСИМ., 1994г., 103с.

47. Серенсен C.B., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчёты деталей машин на прочность. М., 1975.

48. Сиратори М., Миёси Т., Мацусита X. Вычислительная механика разрушения. Москва: Мир, 1986. 334 с.

49. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский Н.В. «Курс теории вероятностей и математической статистики. Для технических приложений», М., Наука, 1965г., 511 с.

50. Справочник по кранам. Под ред. Гохберга М.М. 1 и 2 т.

51. Степнов М.Н. «Статистическая обработка результатов механических испытаний» М. Машиностроение, 1972г., 232 с.

52. Степнов М.Н. «Статистические методы обработки результатов механических испытаний» Справочник, М. Машиностроение, 1985г., 231 с.

53. Соколов Ю.Ф. «Оценка эксплуатационной надёжности портальных кранов», диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук, М., 2002г

54. СТО 24.09-5821-01-93 «Краны грузоподъёмные промышленного назначения. Нормы и методы расчёта элементов стальных конструкций». Издание В НИШ 11 МАШ, 1993 г.

55. Фрактография и атлас фрактограмм: Справочник/Под ред. M.JI. Бернпггейна. Москва.: Металлургия, 1982. 489 с.

56. Хечумов P.A., Кепплер X., Прокопьев В.И., «Применение метода конечных элементов к расчёту конструкций», издательство Ассоциации строительных ВУЗов, 1994, 353с.

57. Цыбанев Г.В. «Энергетическая трактовка результатов усталостных испытаний и исследование её для определения стадии зарождения трещины» // Проблемы прочности, 1994, №2, с. 19-16.

58. Эрдоган Ф., Кобаяси А., Атлури С. и др. «Вычислительные методы в механике разрушения», М., Мир, 1990, 392с.

59. Paris P., Erdogan F. "A critical analysis of crack propagation laws" // Jornal of basic engineering, Trans. ASME, 1963, №85, p. 528-534.