DIAGNOSTICS OF THE TECHNICAL CONDITION OF THE UPPER SECTION OF BOOM OF THE EKG-10 EXCAVATOR BY THE METHOD OF METAL MAGNETIC MEMORY

84 Danish Scientific Journal No101, 2025 DIAGNOSTICS OF THE TECHNICAL CONDITION OF THE UPPER SECTION OF BOOM OF THE EKG-10 EXCAVATOR BY THE METHOD OF METAL MAGNETIC MEMORY Enkhjargal.G., Mongolian National University of Science and Technology. Mining and Geological Institute. Postgraduate student. Nanzad Ts. Mongolian National University of Science and Technology. Mining and Geological Institute. Doctor, Professor ДИАГНОСТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВЕРХНЕЙ СЕКЦИЙ СТРЕЛЫ ЭКСКАВАТОРА ЭКГ-10 МЕТОДОМ МАГНИТНОЙ ПАМЯТИ МЕТАЛА Энхжаргал.Г. Монгольский государственный университет науки и технологий. Горно-геологический институт.Аспирант. Нанзад Ц. Монгольский государственный университет науки и технологий. Горно-геологический институт. Доктор, профессор https://doi.org/10.5281/zenodo.17493487 Abstract Using a set of modern research and analytical tools and software, which is an advanced method for diagnosing the magnetic memory of metal, we measured the metal structures of the upper section of the boom of the EKG-10 type excavators, step by step according to our own methodology, processed the results, assessed the technical condition, identified deformed elements and areas requiring further attention, and then, if possible, determined the residual life of a separate upper section of the boom, developed instructions and implemented them in production. Аннотация Используя комплекс современных исследовательских и аналитических инструментов и программного обеспечения, являющегося передовым методом диагностики магнитной памяти металла, мы провели измерения металлоконструкций верхней части стрелы экскаваторов типа ЭКГ-10, поэтапно по разработанной нами собственной методике, обработали результаты, оценили техническое состояние, выявили деформированные элементы и области, требующие дальнейшего внимания, а затем по возможности определили остаточный ресурс отдельной верхней части стрелы, разработали инструкции и внедрили их в производство. Keywords: upper section, magnetic memory, .boow, elements, residual resource. Ключевые слова: верхняя часть, магнитная память, стрела, элементы,остаточный ресурс. Введение Экскаваторэто основная головная горнодобывающая машина при любом способе разработки полезных ископаемых открытым способом. При монтаже машин и оборудования любое отклонение всех его технических параметров от проектного решения в той или иной степени может отрицательно сказаться на надежности металлоконструкции и работе оборудования. С увеличением срока службы любой техники увеличивается износ его основных металлических конструкций, ускоряется процесс образования трещин и растрескивания, и как следствие, снижается прочность и надежность конструкции, что может привести к авариям. Одним из важных вопросов является диагностика металлоконструкций, быстрая оценка их технического состояния и определение остаточного ресурса [1]. С этой целью я посетил международную конференцию «Диагностика», проходившую в Москве (Россия) в феврале 2011 года, где эффективно ознакомился с масштабами и методами диагностической работы, проводимой в странах с использованием магнитной памяти. В результате с 2011 года мы изучали метод диагностики металлоконструкций, в результате чего был приобретен полный комплект диагностических средств для МКА в ООО «Энергодиагностика». В мае 2011 года мы прошли обучение в Пекинском филиале компании и получили одобрение на проведение исследований и составление заключений. Таким образом, мы имеем полное право проводить диагностику магнитной памяти для оценки качества и технического состояния металлоконструкций, следуя стандартам ISO 24497-22007 для металлоконструкций и стандартам ISO 24497-3-2007 для оценки качества сварных соединений[2,3]. В результате в мае 2018 года вышеуказанные права были подтверждены Монгольской ассоциацией неразрушающего контроля. Теоретическая основа исследования Основной причиной выхода из строя оборудования и конструкций являются зоны концентрации напряжений (ЗКН), где интенсивнее всего протекают коррозия, трещины и изгибы. Поэтому необ- Danish Scientific Journal No101, 2025 85 ходимо в первую очередь анализировать структурно-механические свойства металла в зонах концентрации напряжений (ЗКН) [1.2.3]. Метод магнитной памяти металлов (МПМ), основанный на теории о том, что дислокационные явления, происходящие в металлах, связаны с магнитными явлениями, является передовым методом неразрушающего контроля, который регистрирует и анализирует рассеяние собственного магнитного поля (СМП), генерируемого в структуре металла. На СМП отражено необратимое изменение качества намагничивания в направлении максимальной силы, вызванное внешней нагрузкой, приложенной к металлу, а также структурные и технологические следы, оставшиеся в среде магнитного поля Земли после изготовления и монтажа деталей [1.2.3]. При испытании МПМ измеряются такие магнитные параметры, как нормальная и тангенциальная составляющие LSMS, путь, пройденный одним измерительным каналом Δx, и расстояние между соседними каналами Δz, такие как градиенты магнитного поля K_x=〖∆H〗_р/∆x и K_z=〖∆H〗_р/∆z, в результате чего определяются основные источники повреждений, такие как напряженно-деформированное состояние (НДС) и , структурные потери в НДС, микрои макродеформации в металле, а также остаточный запас прочности металлоконструкции. Метод магнитной памяти металлов основан на взаимосвязи механических и магнитных параметров деформационных свойств металлов, а измеренные магнитные параметры определяют конечное состояние конструкции перед разрушением. K^предел/K^среднее ≈(σ_предел/(0,9σ_текущее))^2 где, K^limit - предельное значение градиента магнитного поля непосредственно перед образованием трещин, приводящих к разрушению после сотен циклов; K^m - средневзвешенное значение измерений градиента магнитного поля; σ_limit - значение предела внутренней прочности непосредственно перед образованием трещины; σ_flow - предел расхода. K^предел/K^среда =м где: m – предельное значение магнитных свойств металла. Основная часть По состоянию на нынешный год выемочно-погрузочные работы на руднике открытых работ предприятия “Эрдэнэт” ведутся экскаваторами типов ЭКГ-10, ЭКГ-12 и Liebkerr. Эти экскаваторы имеют различные металлоконструкции по форме и структуре . Весьма важной частью экскаваторов является, как всегда, рабочие органы. А рабочие органы вышеуказанных экскаваторов в процессе выполнения своих основных функций принимают различные нагрузки. Это зависит от физикомеханических свойств горных пород, способности оператора, марки металла основных элементов рабочих органов, природно-климатических условий и т.д. Одновременно эти экскаваторы работают в отдельных забоях с различными параметрами. Всё это обусловливает необходимость провести диагностику металлоконструкций отдельно для каждого элемента и даже для каждого экскаватора. По результатам предыдущих исследований и диагностики металлоконструкций шагающих экскаваторов на уголных разрезах страны мы пришли к такому выводу, что наиболее правилным и объективным будет диагностика каждого элемента и частей металлоконструкций каждого типа и каждого отдельного экскаватора [5]. Этот раз мы провели исследования и диагностику металлоконструкций верхней секций стрелы экскаватора ЭКГ10. Общая длина стрелы экскаватора ЭКГ-10 составляет 13,86 м, а правое и левое бедро стрелы соединены поперечной распоркой. Стрела состоит из верхней и нижней секций, которые соединены между собой петлями. Измерения и диагностика верхней части стрелы и ее сочленений. Для диагностики магнитной памяти с целью оценки технического состояния металлоконструкции верхней части стрелы в соответствии со стандартом ИСО 24497-2-2007 использовался прибор ИКН-3М-12 со сканером (датчиком) 1-8М [1,2,3].Всего было проведено 50 измерений верхней части стрелы и в местах соединений стяжки сваркой с использованием прибора 1-8М. 86 Danish Scientific Journal No101, 2025 Рисунок 1. Отметки измерения, выполненные в верхней части стрелы Детальный анализ измерений, выполненных в верхней части стрелы, и общее рассмотрение основных параметров диагностики магнитной памяти металла имеют следующие значения: Предельное значение магнитных свойств деформации металла составляет: среднее – 3001, максимальное 13503, минимальное 1608 Максимальное значение градиента составляет: среднее 10101, максимальное 51459, минимальное 2682 Среднее значение градиента составляет: среднее 3748, максимальное 11651, минимальное 1203 Результаты измерений на верхних стяжках показывают, что среднее значение магнитных свойств деформации металла составляет 3001, минимальное — 1608, что свидетельствует о техническом состоянии части участков. Основные показатели МПМ на участках, где формируется зона концентрации напряжений, сведены в таблицу 1, а дисперсия и градиент измеренного магнитного поля на этих участках показаны на рисунках 2…11. Таблица -1 Элементы верхней части стрелы, где образовалась зона концентраций напряжения и их основные параметры МПМ № Имя файла Измеренный элемент К(x,z) max К(x,z) сред m 1 0134 Внутренная часть левого среднего шкива верхней стрелы 9,872 1,549 6,374 2 0348 По окружности петли левой стяжки верхней стрелы 11,25 2,014 5,585 3 0385 Нижный шов платформы у верхнего шкива 26,195 1,94 1 3,503 4 0018 Боковая сторона левой части верхнейстрелы 8,082 1,203 6,719 5 0019 Нижняя сторона правой части верхней стрелы 51,459 8,178 6,293 6 0021 Верхняя часть левой стороны верхней стрелы (под лестницей) 10,291 2,149 4,788 Рисунок 2. Дисперсия и градиент магнитного поля, измеренные внутри левого среднего шкива. Danish Scientific Journal No101, 2025 87 ш Рисунок 3. Дисперсия и градиенты магнитного поля, измеренные по окружности петли левой стяжки Рисунок 4. Дисперсия и градиент магнитного поля, измеренные по боковой стороне левой части верхнейстрелы Рисунок 5. Дисперсия и градиент магнитного поля, измеренные по нижней стороне правой части верхней стрелы Рисунок 6. Измерения дисперсии и градиента магнитного поля, выполненные по верхней части левой стороны верхней стрелы (под лестницей) Рисунок 7. Анализ измерений внутри левого среднего шкива верхней стрелы с помощью программы MMP-system 3.0 (по каждому каналу измерения) Рисунок 8. Анализ измерений вдоль окружности петли левой стяжки верхней стрелы с помощью программы MMP-system 3.0 (по каждому каналу измерений) 88 Danish Scientific Journal No101, 2025 Рисунок 9. Анализ измерения боковая стороны левой части верхней стрелы с помощью программы MMP-system 3.0 (по каждому каналу измерения) Рисунок 10. Анализ измерений нижней стороны правой части верхней стрелы с помощью программы MMP-system 3.0(по каждому каналу измерения) Рисунок 11. Анализ измерений верхней части левой стороны верхней стрелы с помощью программы MMP-system 3.0 (под лестницей) (по каждому каналу измерения) Примечание: Hmin и Hmax – максимальное и минимальное значения относительной напряженности магнитного поля, А/м; K(x)max, K(x)cp – максимальное и среднее значения градиента, (А/м)/мм; m(z)- предельное значение магнитного показателя деформации металла; Hmin, Hmax, Hmed, S(H) максимальное значение столбцов; Kmed, Kmax, mmax S(K) максимальное значение столбцов среднее значение столбцов Таким образом, осмотр стрелы в процессе эксплуатации экскаватора типа ЭКГ-10 показывает, что необходимо регулярно тщательно контролировать техническое состояние каждых элементов стрелы, указанных в таблице-1. В результате исследования и диагностики нам удалось определить остаточный ресурс по узлам, то есть по верхней секции экскаваторов типа ЭКГ-10. В качесве примера приведен остаточный ресурс верхней секций стрелы экскаватора ЭКГ-10,№21 на рисунке-12 и таблице-2. Рисунок-12. Остаточный ресурс верхней секций стрелы экскаватора ЭКГ-10,№21 Таблица-2 Остаточный ресурс верхней секций стрелы экскаватора ЭКГ-10 № Контролируемая часть Инвен.номер Кмах Кср Остаточный ресурс,год 1 Верхняя секция стрелы №12 11,5 3,02 1,94 2 Верхняя секция стрелы №21 8,25 3,79 8,13 3 Верхняя секция стрелы №23 10,2 3,98 5,57 Danish Scientific Journal No101, 2025 89 ОБЩИЙ ВЫВОД И РЕКОМЕНДАЦИИ В результате проведенной работы по диагностике верхной секций стрелы экскаваторов ЭКГ-10 являющихся одним типом основного добычно-вскрышного оборудования рудника «Эрдэнэт» с использованием магнитной памяти металла и определению остаточного ресурса необходимых частей сделаны следующие выводы и рекомендации: 1. Тщательное периодическое проведение диагностики методом магнитной памяти металла для каждой металлоконструкций даёт возможность выявить поверхности, части элемента и детали, на которых возникают зоны концентраций напряжений. 2. Отдельные элементы металлоконструкций верхней части стрелы экскаватора имеют различные остаточные ресурсы. Это говорит о том, что в целом верхняя часть стрелы для одного типа машин может иметь различный остаточный ресурс. 3. Для экскаватора ЭКГ-10 №12 было установлено, что остаточный ресурс верхней части стрелы составляет 1.94 года. Это предупреждает необходимость обратить внимание на эту часть. 4.При выполнении ремонта или технического обслуживания элементов, срок службы которых признан истекшим или близок к истекшим, необходимо еще раз тщательно осмотреть их и перебрать или заменить подозрительные элементы. Список литературы: 1. Дубов А.А., Дубов Ал.А., Колокольников С.М. Метод магнитной памяти металла и устройства управления. Учебник. М.: ЗАО «ТИССО», 2008. 365 с. 2. ISO 24497-2:2007 Неразрушающий контроль. Магнитная память металла. Часть 2. 3. ISO 24497-3:2007 Неразрушающий контроль. Магнитная память металла. Часть 3. 4. Исследование и диагностика металлоконструкций основного горного оборудования РОР-а предприятия “Эрдэнэт”. УБ.2022. стр.114. 5. Nanzad Ts., Khavalbolot K., Gerelt-Od D… Results of diagnostics of metal structures of the boom of excavators esh15/90 and esh20/90 of the Baganuur open pit and the rotating platform of esh25/90 excavator of the Shivee-ovoo open pit. Danish Scientific Journal (DSJ), №94/2025 ISSN 3375-2389, page 92-97.