Правила, написанные кровью

Подъем грузов экскаватором: можно или нельзя?

В результате зачастую экскаваторы используются строителями, дорожниками и коммунальщиками для погрузочно-разгрузочных работ (ПРР), что называется, на свой страх и риск.

Что говорят нормативные документы?

Итак, прежде всего посмотрим, что говорят нормативные документы о возможности использования экскаваторов в качестве грузоподъемных машин и осуществления ими погрузочно-разгрузочных работ.

Сразу же заметим, что погрузка грунта и сыпучих материалов (песка, щебня и т.п.) в транспортные средства с подъемом ковша выше бортов кузова – это тоже подъем грузов. Так что, видимо, вся проблема в вопросе, можно ли осуществлять погрузку-разгрузку экскаватором нестандартных для него грузов – труб, палет с упакованными материалами (например, бордюрными камнями), оборудования и т.п. с применением грузовых строп, которые закреплялись бы за специальные грузовые крюки на ковшах и т.д.

Анализ нормативной базы показал, что в ГОСТ ИСО 20474-1–2011 «Машины землеройные… Часть 1», ТОИ Р-218-25-94 («Типовая инструкция по охране труда»), ГОСТ ИСО 20474-5–2012 «Требования к гидравлическим экскаваторам. Часть 5» упоминаются погрузочные операции, которые выполняются строительными экскаваторами. Из чего следует, что прямого категорического запрета на производство погрузочных работ строительными экскаваторами нет.

С другой стороны, экскаваторы не оснащаются системами безопасности, обязательными для грузоподъемных машин, не регистрируются в Федеральной службе по экологическому и атомному надзору (Ростехнадзор) как грузоподъемное оборудование, отсюда многие специалисты делают однозначный вывод: выполнять грузоподъемные работы экскаваторами нельзя.

Обратимся к мнению специалистов

Как говорят, есть два пути познания: докопаться до всего самому, изучая документы и литературу, или спросить у знающих людей. Поэтому я обратился к специалистам: Олегу Чумичеву, руководителю направления продуктового анализа «ОМГ СДМ»; Андрею Язоничеву, начальнику отдела управления VIP компании «Техстройконтракт», и Александру Шпанько, эксперту по грузоподъемным машинам ГК «Стройтрансгаз».

О допустимости использования экскаваторов для подъемно-транспортных операций все специалисты высказались однозначно отрицательно. О. Чумичев, «ОМГ СДМ»: «Согласно ГОСТам и Техническим условиям использовать для подъема грузов можно только специальные машины и механизмы, оборудованные техническими системами, которые обеспечивают безопасность при подъеме грузов. Это требование касается и кранов, и всех прочих грузоподъемных машин и механизмов, вплоть до лифтов. Подчеркну: главная цель этого требования – обеспечение безопасности при подъеме грузов. На практике экскаваторы достаточно широко используют для погрузочно-разгрузочных операций на строительных объектах и в коммунальной сфере, и даже военными, но если исходить из нормативных документов, такое использование является нарушением».

Его поддержал А. Язоничев, «Техстройконтракт»: «В нашей стране нельзя использовать экскаваторы для ПРР. Поднимать грузы неукомплектованным для этих целей экскаватором – это значит нарушать технику без­опасности и закон».

Самую подробную справку дал А. Шпанько, ГК «Стройтранс­газ»: «ГОСТ ИСО 20474-1–2011 и ГОСТ ИСО 20474-5–2012 следует использовать совместно с национальными стандартами, требования которых являются приоритетными по отношению к ним. На территории РФ действует СНиП 12-03–2001 «Безопасность труда в строительстве», утвержденный постановлением Госстроя РФ от 23 июля 2001 г. № 80, зарегистрированный в Минюсте РФ 9 августа 2001 г. за № 2862. В соответствии с п. 8.2.2 ч. 1 СНиП 12-03–2001 погрузо-разгрузочные работы должны выполняться, как правило, механизированным способом при помощи подъемно-транспортных машин и под руководством лица, назначенного приказом руководителя организации, ответственного за безопасное производство работ кранами. Экскаваторы относятся к машинам для производства землеройных работ, следовательно, их использование в качестве грузоподъемных кранов (подъемных сооружений) недопустимо. На территории РФ также действует технический регламент Таможенного союза ТР ТС 010/2011 «О безопасности машин и оборудования», утвержденный решением Комиссии Таможенного союза от 18 октября 2011 г. № 823, который устанавливает требования к конструированию, изготовлению грузоподъемных машин, в том числе к наличию приборов и устройств безопасности, а также проведению обязательной их оценке соответствия установленным требованиям в форме сертификации. Экскаваторы не соответствуют требованиям к грузоподъемным машинам, изложенным в техническом регламенте ТР ТС 010/2011 и не проходят обязательную оценку соответствия в форме сертификации, следовательно, их использование в качестве грузоподъемных кранов (подъемных сооружений) недопустимо».

Использование экскаваторов для грузоподъемных работ возможно

Тем не менее использование гидравлических строительных экскаваторов для погрузочно-разгрузочных и подъемно-транспортных работ возможно. Вот что об этом говорит О. Чумичев из «ОМГ СДМ»: «В нашей практике есть примеры, когда по требованию заказчиков экскаваторы переоборудовались в подъемные машины: для этого необходимо установить дополнительные устройства. Приведу конкретный пример: несколько лет назад одна крупная компания, занимающаяся прокладкой трубопроводов, заказала у нас партию экскаваторов, переоборудованных для выполнения подъемных работ.

В техзадании заказчик указал следующие требования: экскаваторы должны быть оборудованы системой ограничения грузоподъемности, защищающей экскаватор от перегрузок и опрокидывания при подъеме и перемещении грузов. В состав данной системы должны входить следующие датчики: угла наклона стрелы и рукояти, определения массы поднимаемого груза, крена платформы в поперечной и продольной плоскостях. Также в гидроприводе стрелы должны быть антидропные (предохранительные запорные) клапаны, защищающие ее от внезапного падения в случае разрыва РВД, комплект необходимых дополнительных РВД, дополнительный электронный блок обработки данных, и в его составе система формирования предупредительного сигнала об опасности при подъеме груза массой свыше 90% от номинальной (допустимой) нагрузки и формирования сигнала «стоп» при подъеме груза массой свыше номинальной нагрузки более чем на 10%. Также должна быть система, предупреждающая о приближении стрелы или какой-либо другой части машины к линии электропередачи. Кроме того, экскаваторы, как и все другие машины, занятые на подъемно-транспортных работах, оборудуются регистраторами параметров работы, которые еще называются «черный ящик». Этот блок регистрирует оперативную информацию о 30-ти последних перегрузках машины».

О системе такого же назначения рассказал А. Язоничев, «Техстройконтракт»: «Сейчас на рынке ряд компаний приспосабливает крановые системы безопасности для использования на экскаваторах, выполняющих ПРР. Такие кое-как приспособленные системы работают, по моему опыту, очень нестабильно с точки зрения обеспечения безопасности. В таких приспособленных системах остаются неконтролируемыми многие важные параметры. Компании, которые занимаются таким приспосабливанием, очень сильно рискуют.

Мы обращались в Минпромторг, и нам ответили, что для того, чтобы поставить на уже находящийся в эксплуатации экскаватор крановую систему безопасности, на объект к этому экскаватору должна приехать лаборатория, провести испытания машины с системой и составить акт о том, что данный экскаватор теперь является грузоподъемной машиной.

Компания «Техстройконтракт» пошла по другому пути. В 2018 году мы разработали свою систему заново, «с нуля», с привлечением ученых-математиков. Специально изучались рабочие процессы в экскаваторе. Выяснилось, что при выполнении различных операций в гидроцилиндрах вопреки известным законам физики создается разное давление. На основании результатов исследований была создана математическая модель расчета для тарировки нашей системы безопасности под любой экскаватор, на котором она установлена, что делает ее универсальной. В системе используются современные программы-процессоры, интерфейс, за счет этого управление системой интуитивно простое.

Другие фирмы, которые устанавливают крановые системы безопасности на экскаваторы, для их настройки берут некие усредненные данные, т.е. производят гораздо менее точную настройку системы под конкретный экскаватор.

Система безопасности «Техстройконтракт» за счет такой оригинальной математической методики индивидуальной настройки работает гораздо точнее и сама по себе является более современной. Не случайно у нас принято ограничение грузоподъемности экскаватора 2,9  т. Данное ограничение служит дополнительной гарантией без­опасности грузоподъемных работ, выполняемых экскаватором. При таком ограничении владелец не сможет превратить экскаватор в полноценный грузоподъемный кран (который нужно регистрировать и поверять в Ростехнадхзоре, а оператору обучаться на курсах крановщиков) и поднимать тяжелые грузы свыше 3 т. С другой стороны, для выполнения вспомогательных грузоподъемных работ на стройке: поднять-перенести трубу, разгрузить с автомобиля генератор и т.п. вполне достаточно грузоподъемности до 3 т. При этом экскаватор не нуждается в регистрации в Ростехнадзоре. Фактически и экскаватор, и его грузоподъемный крюк могут поднять груз и в 5 т. Но система безопасности не даст этого сделать, а запас прочности является дополнительной гарантией безопасности.

В стандартную комплектацию систему безопасности ограничения грузового момента для модернизации экскаваторов в кран-экскаватор входят: 7-дюймовый LCD дисплей с панелью управления; блок обработки данных; 2 клапана на стреловые гидроцилиндры и 1 клапан на гидроцилиндр рукояти – для предотвращения падения рабочего оборудования; 2 датчика давления на стреловой цилиндр; датчик угла наклона стрелы; датчик угла наклона рукояти; двухосевой датчик крена (креномер); индивидуально разработанная трапеция с грузоподъемным крюком.

После того как оператор активирует устройство с панели управления LCD-дисплея, система оценивает крен машины по двум осям (по показаниям креномера) или по положению крюковой подвески, и если показания соответствуют допустимым величинам, разрешает дальнейшую работу, после чего оператор закрепляет грузовые стропы или цепи на крюке на трапеции и производит подъем. Блок обработки данных с частотой 400 раз в секунду сверяет данные от датчиков в индивидуально подобранной математической модели, которая учитывает все особенности работы гидравлической системы, вплоть до трения пальцев в соединениях (рассчитывается индивидуально для каждой машины после тарирования), после чего выводит итоговые данные на LCD дисплей и сообщает оператору, существует ли опасность опрокидывания машины. При превышении допустимой грузоподъемности блок обработки данных формирует предупреждающий звуковой сигнал или сигнал на отключение рабочего оборудования, что дает возможность оператору вернуть груз в рабочую зону.

Система постоянно ведет запись параметров работы. Опционально в систему могут быть включены: сигнализация о приближении к ЛЭП; датчик виртуальных границ для работы в стесненных условиях; удаленный просмотр данных; функция включения при открытии крюка.

Преимущества системы: в отличие от обычного автокрана экскаватор-кран может передвигаться с грузом по площадке; уменьшаются расходы на подъем грузов (не нужно арендовать или покупать автокран, исключаются штрафы от надзорных органов); обслуживание системы существенно дешевле обслуживания крана; повышение безопасности на объекте (предотвращается опрокидывание экскаватора с грузом); сокращаются затраты времени на грузоподъемные работы, повышается производительность на объекте. Система безопасности «Техстройконтракт» одобрена Минпромторгом РФ и не имеет аналогов в мире. После модернизации клиентам предоставляется пакет документов для постановки на учет в Ростехнадзоре».

Пояснение Росстандарта

В 2018 г. Управление государственного надзора и контроля Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) дало такой ответ компании «Техстройконтракт» о минимально возможном наборе требований, которым должен соответствовать строительный экскаватор при модернизации в кран-экскаватор в рамках требований технического регламента Таможенного союза «О безопасности машин и оборудования»: экскаватор необходимо дооборудовать специальным прибором – ограничителем грузоподъемности и внести изменения в конструкцию экскаватора. Ограничитель грузоподъемности должен обладать, как минимум, следующими функциями: контролировать нагрузку на крюке (датчик нагрузки в месте установки крюка или датчики давления в гидроцилиндрах подъема секций стрелы); контролировать вылет крюка (датчики угла наклона секций стрелы); контролировать высоту подъема крюка от уровня площадки (датчики угла/ наклона секций стрелы); контролировать крен экскаватора в двух плоскостях; иметь блок обработки сигналов (для формирования предупредительного сигнала «опасно» при подъеме груза более 90% от номинального и для формирования сигнала «стоп» при подъеме груза, превышающего номинальную нагрузку более чем на 10%); переключатель для выбора режимов работы «экскаватор» либо «кран-экскаватор»; звуковую и световую сигнализацию для автоматической блокировки операций крана-экскаватора при возникновении опасных ситуаций.

Кроме того, кран-экскаватор должен иметь систему вывода машины из опасного состояния в ручном режиме (кнопка блокировки запретов), а ограничитель грузоподъемности должен иметь защищенную систему кабельной разводки (защита от механических повреждений).

Дополнительно гидроцилиндры подъема секций стрелы должны оборудоваться гидрозамками согласно пункту 5.2.2. ГОСТ 33167–2014 «Краны погрузочные гидравлические. Требования безопасности» и п. 4.3.1 ГОСТ 33166.4–2014 «Краны грузоподъемные. Требования к механизмам. Ч. 4. Краны стреловые».

Системы защиты от опасного приближения к линиям электропередачи, координатная защита и регистратор параметров работы системы («черный ящик») не являются обязательными.

Подъем со сменными грузозахватными приспособлениями

Что касается использования грузозахватных приспособлений на экскаваторах, здесь вопрос тоже не так прост. О. Чумичев, «ОМГ СДМ», поясняет: «В России на экскаваторах используются, например, захваты для бревен, которые позволяют колесной машине взять сразу несколько бревен и перевезти их на расстояние до 100–150 м. Однако мало просто оснастить экскаватор бревнозахватом или каким-либо другим грузоподъемным оборудованием. Все элементы, узлы и системы машины должны соответствовать условиям и нагрузкам грузоподъемных работ. При таких работах очень высокие нагрузки действуют на мосты колесного экскаватора. Поэтому экскаватор, предназначенный для таких работ, должен оснащаться специальными усиленными мостами. В России такие мосты пока не производятся».

Коль скоро существует сменное навесное оборудование для выполнения экскаваторами ПРР, в руководстве по эксплуатации таких экскаваторов производители помещают соответствующие таблицы, указания по расчетам и правилам выполнения грузоподъемных работ. О. Чумичев рассказывает: «Да, в руководствах, инструкциях по эксплуатации экскаваторов UMG, а также на официальном сайте «ОМГ СДМ» имеются т.н. графики грузоподъемности, при помощи которых можно подсчитать, на каком вылете, при какой длине стрелы и рукояти допускается поднимать груз данной массы. Такие графики существуют для случаев использования для подъема грузов ковшей, грейферов, захватов и т.д. Но все же, если экскаватор предполагается постоянно использовать для подъема и переноса каких-либо грузов, лучше использовать специально предназначенную для этого машину – перегружатель, оснащенную специализированным рабочим оборудованием – грейфером, захватом, магнитом и т.п. Подобная машина оборудована подъемной кабиной, удобной для такого рода работ. ОМГ СДМ выпускает линейку колесных экскаваторов-перегружателей эксплуатационной массой от 18,5 до 35,5 т».

А. Язоничев, «Техстройконтракт»: «Чисто теоретически законом никак не описывается использование строительных экскаваторов с грузоподъемными (грузозахватными) механизмами для погрузочно-разгрузочных работ, следовательно, чисто теоретически это делать можно («всё разрешено, что не запрещено»)».

Если оснастить экскаватор, например, грейфером и системой ограничения максимальной нагрузки, а также создать соответствующую документацию на проведение ПРР, то теоретически его можно использовать для ПРР. Вот цитата из пояснения Минпромторга по этому вопросу: «Обращаем внимание на то, что в соответствии с п. 8 ст. 4 ТР ТС 010/2011 разработка руководства (инструкции) по эксплуатации является неотъемлемой частью разработки (проектирования) машины и (или) оборудования».

По поводу диаграмм и таблиц грузоподъемности для иностранных экскаваторов А. Язоничев высказался кратко: «Да, такие грузовысотные характеристики в инструкциях к иностранным экскаваторам мне известны. Компания-производитель строит такие диаграммы по каким-то своим критериям и методикам, скорее всего, отличающимся от тех, что приняты у нас».

Свое категорическое отрицание возможности выполнять грузоподъемные работы строительными экскаваторами еще раз подтвердил А. Шпанько, ГК «Стройтрансгаз»: «С целью предотвращения несчастных случаев и аварий я бы посоветовал для выполнения погрузо-разгрузочных и строительно-монтажных работ на строительных объектах использовать только грузоподъемные краны, оборудованные необходимыми приборами и устройствами безопасности и имеющие сертификаты соответствия установленным требованиям».

Итак, я еще раз убедился: нет ничего ценнее мнений и рекомендаций специалистов. С их помощью вопрос о возможности использования строительных экскаваторов для ПРР стал ясен. А теперь давайте посмотрим, что предписывают нормативные документы и рекомендуют специалисты для безопасного выполнения экскаваторами подобных работ. Ибо правила эти, как справедливо заметил О. Чумичев, «буквально «написаны кровью» и каждое слово в них имеет жизненно важное значение».

Факторы, ограничивающие грузоподъемность экскаватора

Сразу условимся, что мы говорим о максимальной допустимой грузоподъемности экскаватора, которую далее для краткости будем называть просто «грузоподъемность». Оценивая способность экскаватора поднять и перенести в заданную точку данный груз, следует проанализировать и учесть следующие ограничивающие факторы.

Номинальная грузоподъемность. Прежде всего посмотрим в технической характеристике экскаватора его номинальную грузоподъемность – может быть, она меньше массы нашего груза. Тогда, как вы понимаете, вопрос закрывается сразу же. Если под рукой нет документации на экскаватор с его грузоподъемностью, есть интернет – необходимые данные (номинальную грузоподъемность, рабочую грузовысотную диаграмму) можно найти там или же проконсультироваться с дилером, представительством производителя данных экскаваторов.

Учтите, что в документах грузоподъемность указывается для определенной комплектации машины. Убедитесь, что противовес, ширина гусеничных лент и пр. на вашем экскаваторе соответствуют заводской комплектации.

Немаловажный вопрос – техническое состояние вашего экскаватора. Экскаватор должен быть исправен, все его системы и узлы отлажены. Грузоподъемность рассчитана для нового технически исправного экскаватора, а если он уже проработал немало лет и его гидросистема не в лучшем состоянии, недодает мощности, если на стреле заварены трещины и т.п. – понятно, что грузоподъемность будет меньше.

К тому же эксплуатация старого оборудования может обходиться дороже из-за более высокого расхода топлива и более длительного времени цикла по сравнению с более современными машинами.

Рабочая (грузовысотная) диаграмма (таблица грузоподъемности). Подъемные краны рассчитаны на создание максимальных усилий, направленных вверх, тогда как экскаватор изначально спроектирован для того, чтобы внедрять ковш в грунт, т.е. создавать усилия, направленные вниз. Поэтому следует особенно тщательно оценивать возможности экскаватора по подъему грузов.

У экскаваторов некоторых производителей на рабочем месте оператора помещается табличка с рабочей (грузовысотной) диаграммой. Оператор должен обязательно ознакомиться с руководством по эксплуатации и найти грузовысотную диаграмму, относящуюся именно к той конфигурации машины, на которой он работает. У машины со стандартной рукоятью и ковшом будет иная грузовысотная диаграмма, нежели у экскаватора с удлиненной рукоятью и более легким/ тяжелым ковшом. Следует помнить, что ковши одинаковой емкости от разных производителей могут иметь разную массу. Для каждого положения стрелы, рукояти или ковша (или другого навесного оборудования – грейфера, захвата) величина грузоподъемности будет своей.

Рассчитывая возможность экскаватора поднять данный конкретный груз, учитывайте, для какого положения экскаватора и груза, для какой комплектации машины составлены таблицы и диаграммы грузоподъемности, приведенные в руководстве по эксплуатации экскаватора. Обычно наиболее пригодны для выполнения ПРР экскаваторы в стандартной комплектации. Дополнительный противовес увеличивает грузоподъемность.

Устойчивость. По возможности экскаватор должен стоять на надежной, твердой и ровной поверхности, как можно дальше от склона или обрыва на краю площадки. Неравномерное проседание на насыпных грунтах может привести к опрокидыванию экскаватора. Если машина укомплектована бульдозерным отвалом, он должен быть опущен на землю и служить экскаватору дополнительной опорой во время подъема грузов. Экскаватор по возможности следует располагать в наиболее устойчивом положении подъема груза: когда стрела располагается по продольной оси машины.

Чем шире гусеничные ленты и колея ходовой части (если гусеницы раздвижные), тем выше устойчивость. Чем ниже надстройка, тем ниже центр тяжести экскаватора и соответственно больше устойчивость. Оптимальный экскаватор для подъема грузов – низкопрофильный, с тяжелой широкой ходовой частью.

Стропы и грузозахватные приспособления. Если для подъема используются стропы и грузозахватные приспособления, следует знать номинальную грузоподъемность этой оснастки, правила и допуски его использования, а также регулярно поверять и проверять это оборудование на наличие износа или повреждений. Следует использовать самые короткие стропы, насколько возможно. Квалифицированные стропальщики должны закрепить груз в соответствии с правилами, а также отцентровать груз, чтобы предотвратить его вращение вокруг оси.

Пробный подъем. После внимательного изучения грузовысотной диаграммы и выполнения всех прочих подготовительных действий, описанных выше, рекомендуется выполнить пробный подъем груза, слегка приподняв груз от земли, чтобы посмотреть, как ведет себя машина.

В процессе работы. Оператор экскаватора должен иметь достаточную квалификацию: быть хорошо знаком с этой техникой, уметь ею управлять и знать ее особенности. Приступая к работе, убедитесь, что для выполнения ПРР имеет достаточное пространство и работающим поблизости людям и машинам не угрожает опасность столкновения с перемещаемым грузом или в случае его падения.

Погодные условия – тоже немаловажный фактор. Видимость должна быть хорошей, ветер умеренным (особенно если груз имеет большую площадь и объем). Ветер не должен опасно раскачивать груз и нарушать устойчивость экскаватора. Старайтесь управлять гидроприводом рабочих органов так, чтобы движения были медленными и плавными, а груз не раскачивался и был под полным контролем.

При ПРР обязательно учитывайте вылет стрелы и с какой стороны относительно корпуса экскаватора берется груз. Следует по возможности расположить экскаватор так, чтобы для погрузки-разгрузки подъезжающих транспортных средств ему не приходилось поворачивать башню. Если необходимо поднять груз, повернув башню вбок, помните, что в таком положении устойчивость, а следовательно, и допустимая грузоподъемность экскаватора может уменьшиться в несколько раз. Рекомендуется поднимать груз под прямым углом к борту экскаватора.

Согласно ТОИ Р-218-25-94 (Типовая инструкция по охране труда, действующая) во время работы экскаватора запрещается подтягивать груз при помощи стрелы экскаватора.

Системы безопасности. Если экскаваторы предполагается регулярно и значительную часть рабочего времени использовать для ПРР, их можно оснастить автоматизированными системами безопасности с датчиками, осуществляющими бортовое взвешивание груза и предупреждающими о превышении допустимой нагрузки, о приближении к препятствиям и линиям электропередачи, ограничивающим высоту подъема и т.п. Такие системы значительно облегчают работу оператора, уменьшают его утомляемость, исключают «человеческий фактор» при соблюдении правил безопасности и в конечном итоге существенно повышают безопасность работ.

Экскаватор – замечательная универсальная машина, ее можно эффективно использовать, в том числе для подъема и перемещения многих тяжелых грузов. Но чтобы подъем и перенос грузов выполнялся безопасно, работы должны быть тщательно подготовлены, с соблюдением всех правил безопасности, а основное и вспомогательное оборудование должно использоваться правильно.