Dźwig budowlany może wyglądać na sprawny, przechodzić regularną konserwację i nadal wymagać dokładnego sprawdzenia wykorzystanej żywotności. O stopniu zużycia urządzenia nie decyduje wyłącznie jego wiek. Duże znaczenie mają liczba wykonanych cykli, masa przenoszonych ładunków, sposób eksploatacji, warunki środowiskowe oraz historia napraw. Informacje te wykorzystuje się podczas ustalania resursu żurawia.
Co to jest resurs dźwigu budowlanego?
Resurs to projektowana zdolność użytkowa urządzenia, jego konstrukcji albo mechanizmu. Określa graniczny zakres pracy przewidziany na etapie projektowania. Może być wyrażony liczbą cykli roboczych, godzinami pracy mechanizmów, czasem eksploatacji lub inną wartością wskazaną przez producenta.
W praktyce obliczenie resursu pozwala ustalić, jaka część zaprojektowanej trwałości żurawia została już wykorzystana. Dotyczy to między innymi żurawi wieżowych, szybkomontujących, dolnoobrotowych, samojezdnych i przewoźnych. Szczegółowy sposób prowadzenia obliczeń zależy jednak od rodzaju urządzenia, jego parametrów oraz dokumentacji technicznej.
Resurs nie jest terminem ważności żurawia. Nie oznacza również, że urządzenie po określonej liczbie lat automatycznie staje się niezdatne do pracy. Żuraw używany okazjonalnie może zużywać się wolniej niż młodsze urządzenie wykonujące codziennie setki operacji z ciężkimi ładunkami.
Dlaczego wiek żurawia nie wystarcza do oceny zużycia?
Dwa urządzenia wyprodukowane w tym samym roku mogą znajdować się w zupełnie innym stanie. Pierwsze mogło pracować sezonowo przy lekkich materiałach, a drugie przez wiele lat obsługiwać intensywną budowę, często podnosząc ładunki zbliżone do dopuszczalnego udźwigu.
Na trwałość wpływają także warunki pracy. Konstrukcja żurawia jest narażona na zmienne obciążenia, drgania, podmuchy wiatru, korozję, zmiany temperatury oraz wielokrotne montaże i demontaże. Znaczenie ma również sposób obsługi. Gwałtowne ruszanie, hamowanie, kołysanie ładunku i częsta praca na dużym wysięgu mogą zwiększać obciążenie poszczególnych elementów.
Z tego powodu resurs należy rozpatrywać jako zapis rzeczywistej historii pracy, a nie jako prosty licznik lat od daty produkcji.
Jakich urządzeń dotyczy obliczanie resursu?
Obowiązek kontrolowania stopnia wykorzystania resursu odnosi się do urządzeń transportu bliskiego, dla których producent określił projektowaną żywotność. Jeżeli nie została ona podana, eksploatujący powinien ustalić ją na podstawie aktualnej wiedzy technicznej i dobrej praktyki inżynierskiej.
W przypadku żurawi budowlanych analizą mogą być objęte całe urządzenie, konstrukcja nośna oraz poszczególne mechanizmy. Osobno rozpatruje się między innymi mechanizm podnoszenia, mechanizm zmiany wysięgu, mechanizm obrotu, mechanizm jazdy oraz elementy odpowiedzialne za przenoszenie obciążeń.
Żuraw szybkomontujący jest urządzeniem dolnoobrotowym, którego konstrukcja pozwala przygotować go do pracy w krótkim czasie bez używania dodatkowych urządzeń. Także w jego przypadku konieczne jest kontrolowanie wykorzystanej żywotności, zwłaszcza gdy jest często przewożony, rozkładany i wykorzystywany na kolejnych budowach.
Jakie dane są potrzebne do obliczenia resursu?
Pierwszym źródłem informacji powinna być dokumentacja producenta. Należy sprawdzić instrukcję eksploatacji, dokumentację techniczno ruchową, deklarację zgodności, schematy, tabele udźwigów oraz informacje dotyczące klasy urządzenia i mechanizmów.
Do obliczeń potrzebna jest także historia rzeczywistej pracy. Przydatne są wskazania liczników, zapisy sterownika, raporty operatorów, dziennik konserwacji, księga rewizyjna, protokoły badań oraz dokumenty dotyczące napraw i wymiany elementów. W urządzeniach oferowanych jako wynajem dźwigów rzetelny rejestr ma szczególne znaczenie, ponieważ jeden żuraw może pracować na wielu budowach, w różnych konfiguracjach i przy odmiennych obciążeniach.
Warto zapisywać liczbę cykli, przybliżoną masę ładunków, czas działania mechanizmów, konfigurację wysięgnika, wysokość wieży oraz okresy wyłączenia. Im dokładniejsze dane, tym mniejsza potrzeba stosowania założeń szacunkowych.
Jak obliczyć resurs żurawia budowlanego?
Najprostszy sposób polega na porównaniu wykonanej pracy z wartością graniczną wskazaną przez producenta. Jeżeli dokumentacja określa dopuszczalną liczbę cykli, stopień wykorzystania można przedstawić wzorem:
Stopień wykorzystania resursu = liczba wykonanych cykli / dopuszczalna liczba cykli × 100 procent
Załóżmy, że producent przewidział 500 000 cykli roboczych, a z dokumentacji wynika, że żuraw wykonał 350 000 cykli.
350 000 / 500 000 × 100 procent = 70 procent
W takim przypadku wykorzystano 70 procent wartości projektowej. Wynik nie oznacza jednak, że urządzenie może bez dodatkowej analizy wykonać jeszcze dokładnie 150 000 cykli. Obciążenia występujące podczas pracy mogą być różne, dlatego sama liczba operacji nie zawsze oddaje rzeczywisty stopień zmęczenia konstrukcji.
Czym są cykle robocze i widmo obciążeń?
Cykl roboczy obejmuje określoną sekwencję czynności wykonywanych przez urządzenie, na przykład podniesienie ładunku, jego przemieszczenie i opuszczenie. Dokładną definicję cyklu należy przyjąć zgodnie z dokumentacją producenta lub zastosowaną metodą obliczeniową.
Nie każdy cykl oddziałuje na żuraw w taki sam sposób. Podniesienie lekkiej palety na niewielkim wysięgu powoduje inne obciążenie niż transport ciężkiego elementu blisko granicy dopuszczalnego udźwigu. Z tego powodu w dokładniejszych obliczeniach uwzględnia się widmo obciążeń.
Operacje dzieli się na grupy zależne od masy podnoszonego ładunku. Następnie przypisuje się im odpowiednie współczynniki wynikające z dokumentacji, normy lub metody inżynierskiej. Na tej podstawie oblicza się liczbę cykli przeliczeniowych.
Schemat obliczenia może wyglądać następująco:
Cykle przeliczeniowe = cykle w grupie pierwszej × współczynnik + cykle w grupie drugiej × współczynnik + pozostałe grupy
Nie należy samodzielnie wymyślać współczynników. Ich wartości powinny wynikać z klasyfikacji projektowej żurawia, dokumentacji producenta albo analizy wykonanej przez osobę posiadającą odpowiednie kompetencje.
Jak oszacować resurs bez pełnej historii pracy?
Brak licznika lub części dokumentów nie oznacza, że resursu nie da się ustalić. Konieczne jest wtedy odtworzenie przebiegu eksploatacji. Wykorzystuje się dostępne protokoły, daty rejestracji, dzienniki konserwacji, informacje o budowach, rachunki za naprawy oraz wiedzę operatorów i właściciela urządzenia.
Można oszacować średnią liczbę cykli wykonywanych podczas jednej zmiany, liczbę dni pracy w roku i liczbę lat użytkowania:
Szacowana liczba cykli = średnia liczba cykli na dzień × liczba dni pracy w roku × liczba lat eksploatacji
Jeżeli żuraw wykonywał średnio 120 cykli dziennie, pracował przez 220 dni w roku i był używany przez 10 lat, obliczenie wygląda następująco:
120 × 220 × 10 = 264 000 cykli
Wynik wymaga korekty, gdy urządzenie przez część czasu nie pracowało, zmieniało właściciela albo było używane w szczególnie ciężkich warunkach. Wszystkie założenia powinny zostać opisane, aby można było ocenić wiarygodność wyliczenia.
Czy resurs dotyczy całego żurawia czy jego mechanizmów?
Poszczególne części urządzenia mogą mieć różną projektowaną trwałość. Wymiana liny, silnika, przekładni lub hamulca nie powoduje automatycznego wyzerowania resursu całego żurawia. Nowy podzespół rozpoczyna własny okres pracy, lecz konstrukcja nośna, maszt, wysięgnik, połączenia i inne mechanizmy zachowują wcześniejszą historię obciążeń.
Dokumentacja powinna więc jasno wskazywać, dla jakiego elementu wykonano obliczenia. Pozwala to uniknąć sytuacji, w której modernizacja jednego mechanizmu zostanie błędnie uznana za całkowite odnowienie urządzenia.
Co zrobić po osiągnięciu resursu?
Osiągnięcie wartości granicznej nie oznacza automatycznej konieczności zezłomowania żurawia. Jest sygnałem, że dalsza praca wymaga oceny stanu technicznego. Zakres czynności może obejmować przegląd specjalny, oględziny konstrukcji, pomiary zużycia, kontrolę połączeń, badania mechanizmów oraz badania nieniszczące elementów narażonych na zmęczenie materiału.
Na podstawie wyników określa się, czy urządzenie może nadal pracować, jakie naprawy są potrzebne i kiedy należy wykonać kolejną ocenę. Czasami wystarcza wymiana zużytych części, w innych przypadkach potrzebne jest wzmocnienie konstrukcji, ograniczenie parametrów pracy albo wycofanie urządzenia z użytkowania.
Obliczenia warto aktualizować regularnie, najlepiej na podstawie bieżących zapisów operatora i danych z systemu sterowania. Dzięki temu eksploatujący może wcześniej zaplanować kontrolę, remont lub modernizację, zamiast reagować dopiero po osiągnięciu granicznej wartości albo pojawieniu się niepokojących oznak zużycia.