В технических заданиях на промышленное оборудование часто встречаются требования: «сейсмостойкость 7 баллов», «исполнение для зоны 8 баллов по MSK-64» или «работоспособность при землетрясении интенсивностью 9 баллов». Такие условия предъявляют к насосам, трубопроводной арматуре, электрическим шкафам, системам автоматики, приборам и другим изделиям, предназначенным для эксплуатации в сейсмоопасных районах.
Однако одной записи «выдерживает 9 баллов» недостаточно. Необходимо определить нормативную базу, характеристики сейсмического воздействия, способ крепления оборудования и критерии его работоспособности. После этого устойчивость подтверждают расчётом, испытаниями или сочетанием двух методов.
Центр НормаСерт помогает производителям и поставщикам подготовить техническую документацию, организовать оценку сейсмостойкости и оформить протокол либо добровольный сертификат для тендера, проектной организации или заказчика.
Что такое шкала MSK-64
MSK-64 — макросейсмическая шкала Медведева — Шпонхойера — Карника. Она характеризует не энергию в очаге землетрясения, а интенсивность сотрясений и наблюдаемые последствия в конкретной местности: реакцию людей, повреждение зданий, изменение состояния грунта и других объектов.
В России действует ГОСТ Р 57546-2017 «Землетрясения. Шкала сейсмической интенсивности». Стандарт применяется при оценке последствий произошедших и прогнозируемых землетрясений, сейсмическом районировании, инженерных изысканиях и проектировании зданий, сооружений и технических изделий.
Для строительства используется действующий СП 14.13330.2018. Его область применения охватывает проектирование, строительство и реконструкцию объектов на площадках с расчётной сейсмичностью от 7 до 9 баллов.
Баллы и магнитуда — не одно и то же
Магнитуда характеризует параметры землетрясения в его источнике. Интенсивность в баллах описывает воздействие толчков в определённой точке на поверхности.
Одно землетрясение может проявляться по-разному в нескольких населённых пунктах. На фактическую интенсивность влияют расстояние до очага, его глубина, характеристики грунта, рельеф и местные геологические условия.
Поэтому некорректно напрямую приравнивать, например, магнитуду 7 к интенсивности 7 баллов. При подготовке технического задания необходимо уточнять, какой именно показатель указан в проекте.
Что означают 6, 7, 8 и 9 баллов
Полная шкала сейсмической интенсивности включает несколько уровней. Для проектирования и оценки промышленного оборудования наиболее часто рассматривают значения от 6 до 9 баллов.
В упрощённом виде они означают:
6 баллов — сильное воздействие. Сотрясения ощущаются большинством людей, возможно перемещение незафиксированных предметов и появление незначительных повреждений у уязвимых конструкций.
7 баллов — очень сильное воздействие. Возможны повреждения зданий, падение незакреплённых предметов и смещение неправильно установленного оборудования.
8 баллов — повреждающее или разрушительное воздействие. Возрастают нагрузки на несущие конструкции, крепления, трубопроводы, шкафы, аппараты и соединения.
9 баллов — сильное разрушительное воздействие. Возможны значительные повреждения сооружений, коммуникаций и оборудования, если при проектировании не предусмотрены соответствующие антисейсмические мероприятия.
Эти описания характеризуют общую интенсивность на территории. Для проверки конкретной машины или прибора балльность необходимо связать с расчётными нагрузками, ускорениями, спектрами воздействия и условиями монтажа.
Сейсмостойкость здания и оборудования
Для зданий основная задача заключается в обеспечении прочности и устойчивости конструкций. Расчёт выполняется с учётом сейсмичности площадки, грунтовых условий, конструктивной схемы, высоты и назначения сооружения.
К промышленному оборудованию могут предъявляться дополнительные требования. Изделие должно не только сохранять целостность, но и, в зависимости от технического задания:
- не опрокидываться и не смещаться;
- сохранять крепление к основанию;
- не допускать разрушения корпуса;
- сохранять герметичность;
- не создавать опасных отказов;
- продолжать выполнять заданные функции;
- безопасно отключаться после воздействия.
Действующий ГОСТ 30546.1-98 распространяется на стационарные и стационарно перевозимые машины, приборы и другие технические изделия. Он устанавливает уровни нагрузок и требования к расчётно-экспериментальной оценке сейсмостойкости на стадиях разработки и производства.
Почему указания «8 баллов» недостаточно
Балльность — важный, но не единственный исходный параметр. На оборудование, установленное на верхнем этаже или высокой отметке сооружения, могут действовать иные нагрузки, чем на такое же изделие, закреплённое непосредственно на фундаменте.
Для разработки программы оценки могут потребоваться:
- расчётная сейсмичность площадки;
- отметка установки оборудования;
- характеристики здания или опорной конструкции;
- спектр ответа либо акселерограмма;
- направления воздействия;
- масса и центр тяжести изделия;
- собственные частоты конструкции;
- тип и количество креплений;
- режим работы во время землетрясения;
- критерии допустимых повреждений.
Поэтому сертификат на «9 баллов» без описания условий установки не следует воспринимать как универсальное подтверждение пригодности оборудования для любого объекта.
Бывают ли дробные баллы MSK-64
В проектных документах иногда встречаются значения 7,5 или 8,5 балла. Полностью считать такие записи невозможными нельзя: дробный результат может быть получен при инженерных изысканиях и сейсмическом микрорайонировании.
При этом СП 14.13330.2018 предусматривает применение требований к зданиям в зависимости от расчётной сейсмичности, выраженной целыми баллами. Если при микрорайонировании получено дробное значение, расчётную балльность для соответствующих положений свода правил принимают после математического округления.
Если в техническом задании на оборудование указано 8,5 балла, необходимо уточнить:
- откуда получено это значение;
- требуется ли округление до 9 баллов;
- установлены ли ускорения и спектры воздействия;
- какой нормативный документ применяет проектировщик;
- какие параметры должны быть отражены в сертификате.
Самостоятельно заменять 8,5 балла на 8 или 9 без согласования с разработчиком проекта не рекомендуется.
Расчётный метод подтверждения
Расчётная оценка проводится по конструкторской документации и исходным данным о сейсмическом воздействии. Специалисты формируют модель изделия и анализируют напряжения, перемещения, устойчивость корпуса, опор и крепёжных элементов.
Для расчёта обычно требуются:
- общий вид оборудования;
- сборочные чертежи;
- материалы основных деталей;
- масса и положение центра тяжести;
- параметры болтовых и сварных соединений;
- схема закрепления;
- данные об опорной раме;
- характеристики нагрузки.
Расчётный метод может применяться для корпусов, рам, резервуаров, опорных конструкций и других изделий, поведение которых можно достоверно описать математической моделью.
При этом расчёт механической прочности не всегда подтверждает работоспособность реле, контактов, электронных плат, приводов и других функциональных элементов. В подобных случаях могут понадобиться испытания.
Испытания на вибрационном стенде
Общие требования и методы испытаний технических изделий на сейсмостойкость установлены ГОСТ 30546.2-98. Стандарт применяется к продукции, входящей в область действия ГОСТ 30546.1-98.
Во время проверки образец закрепляют на испытательной платформе способом, максимально приближенным к реальному монтажу. Затем воспроизводят заданные вибрационные или сейсмические воздействия.
В зависимости от программы специалисты контролируют:
- целостность корпуса и рамы;
- состояние креплений;
- перемещение внутренних узлов;
- электрические параметры;
- срабатывание контактов и реле;
- работу приводов;
- герметичность;
- отсутствие опасных отказов.
Функциональный контроль может проводиться до воздействия, во время испытания и после его завершения. Порядок зависит от нормативного документа и требований заказчика.
Комбинированная оценка
Для сложного оборудования часто применяется сочетание расчёта и испытаний. Расчётом подтверждают прочность корпуса, рамы и креплений, а экспериментально проверяют работу электрических, механических или гидравлических компонентов.
Комбинированный подход особенно актуален, когда:
- изделие имеет крупные размеры;
- испытать его целиком технически сложно;
- отдельные узлы обладают разными собственными частотами;
- необходимо подтвердить герметичность;
- оборудование должно работать во время воздействия;
- для части конструкции уже имеются доказательные материалы.
Метод оценки должен быть согласован до начала работ. Нельзя автоматически заменить испытание расчётом, если в техническом задании заказчика прямо указан экспериментальный метод.
Оборудование, для которого подтверждают сейсмостойкость
Расчёт или испытания могут проводиться в отношении:
- электротехнических шкафов и щитов;
- систем автоматики и управления;
- серверных и телекоммуникационных стоек;
- насосов и компрессоров;
- вентиляционного оборудования;
- трубопроводной арматуры;
- клапанов и задвижек;
- теплообменников;
- резервуаров и ёмкостей;
- датчиков и измерительных приборов;
- источников бесперебойного питания;
- светотехнического оборудования;
- металлических опор и рам;
- кабельных конструкций;
- технологических установок.
Оборудование, уже смонтированное на объекте, также может потребовать оценки. ГОСТ 30546.3-98 устанавливает порядок определения сейсмостойкости технических изделий, установленных на месте эксплуатации, при их аттестации или сертификации.
Обязателен ли сертификат сейсмостойкости
Универсального требования получать отдельный сертификат сейсмостойкости на любое оборудование не установлено. Необходимость документа может следовать из проекта, договора поставки, технического задания, отраслевых правил или условий тендера.
Добровольное подтверждение соответствия проводится в форме добровольной сертификации. Объект может оцениваться по требованиям стандартов, условиям договора или правилам зарегистрированной системы добровольной сертификации.
Сертификат сейсмостойкости не заменяет обязательный сертификат или декларацию ЕАЭС, если продукция подпадает под технический регламент. Это самостоятельные документы с разными задачами.
Для атомной энергетики и некоторых других специальных отраслей могут действовать отдельные нормы. Например, ГОСТ 30546.1-98 не распространяется на технические средства систем управления технологическими процессами атомных станций.
Какие документы нужны для оформления
Для предварительной оценки обычно предоставляют:
- реквизиты заявителя и изготовителя;
- наименование и модель оборудования;
- техническое описание;
- паспорт и руководство по эксплуатации;
- технические условия при наличии;
- чертежи общего вида и сборочные чертежи;
- массу и габариты;
- сведения о центре тяжести;
- описание материалов;
- схему крепления;
- место и высоту установки;
- требуемую балльность;
- спектр воздействия или акселерограмму при наличии;
- техническое задание заказчика;
- перечень контролируемых функций;
- ранее проведённые расчёты и испытания.
Чем подробнее исходные данные, тем точнее можно подобрать методику, определить объём работ и избежать замечаний при согласовании документации.
Частые ошибки при сертификации
Первая ошибка — путать баллы интенсивности с магнитудой землетрясения. Эти показатели описывают разные характеристики.
Вторая — указывать только «сейсмостойкость 9 баллов», не приводя условия монтажа, высоту установки, критерии работоспособности и параметры воздействия.
Третья — переносить результаты одного исполнения на всю линейку оборудования. Изменение массы, высоты, корпуса, внутренней компоновки или крепления может повлиять на сейсмические характеристики.
Четвёртая — проводить испытание с временным усиленным креплением, которое не соответствует реальной схеме монтажа. В таком случае результаты могут оказаться неприменимыми к поставляемому изделию.
Пятая — считать добровольный сертификат заменой обязательной оценки по техническим регламентам ЕАЭС.
Типичная ситуация: изготовитель поставляет шкафы управления на объект с расчётной сейсмичностью 8 баллов. В первоначальном техническом задании указана только шкала MSK-64, но отсутствуют сведения об отметке установки и способе крепления. После уточнения данных разрабатывается программа оценки, проверяется прочность корпуса и анкеров, а также работоспособность электрических компонентов. В итоговых документах указываются конкретная модель, метод подтверждения и условия, в пределах которых получен результат.
НормаСерт поможет проанализировать техническое задание, определить применимые стандарты, организовать расчёт или испытания и оформить документы о сейсмостойкости оборудования для проекта, тендера или поставки заказчику.
Метки:
Это интересно, похожие материалы:
