mirtrМир транспортаWorld of Transport and Transportation1992-3252Russian University of Transport (RUT)10.30932/1992-3252-2023-21-4-3mirtr-2511Research ArticleНАУКА И ТЕХНИКАSCIENCE AND ENGINEERINGСовместное влияние циклических нагрузок и коррозии на техническое состояние металлоконструкций эскалаторов метрополитенаCombined Influence of Cyclic Loads and Corrosion on the Technical Condition of Metal Structures of Metro Escalatorshttps://orcid.org/0000-0002-4864-7554ДятловВ. Н.DyatlovV. N.

Дятлов Вячеслав Николаевич – аспирант кафедры наземных транспортно-технологических комплексов

Санкт-Петербург

Dyatlov, Vyacheslav N., Ph.D. student at the Department of Ground Transportation and Technological Complexes

St. Petersburg

w.dyatlov@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0003-4651-3987ОрловС. В.OrlovS. V.

Орлов Сергей Васильевич – кандидат технических наук, доцент кафедры наземных транспортно-технологическихкомплексов

Санкт-Петербург

Orlov, Sergey V., Ph.D. (Eng), Associate Professor at the Department of Ground Transportation and Technological Complexes

St. Petersburg

orlov@spbmuseum.ruПоповВ. А.PopovV. A.

Попов Валерий Анатольевич – кандидат технических наук, доцент кафедры наземных транспортно-технологическихкомплексов

Санкт-Петербург

Popov, Valery A., Ph.D. (Eng), Associate Professor at the Department of Ground Transportation and Technological Complexes

St. Petersburg

vpopov_58@mail.ruПетербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра IРоссияEmperor Alexander I St. Petersburg State Transport UniversityRussian Federation20231901202421421–28Copyright © Дятлов В.Н., Орлов С.В., Попов В.А., 20242024Дятлов В.Н., Орлов С.В., Попов В.А.Dyatlov V.N., Orlov S.V., Popov V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mirtr.elpub.ru/jour/article/view/2511

В данной статье рассматривается влияние нагрузок, условно разделяемых на статические и циклические, и коррозии, действующих совместно на конструктивные элементы металлоконструкций эскалаторов метрополитена. Динамика коррозионных процессов определяется средой, степень воздействия которой в зависимости от географического положения и исходя из сезонности может варьироваться от неагрессивной до сильноагрессивной. Это при одновременном возникновении деформаций (создаётся напряженное состояние в конструкции) может привести к усталостным отказам. Состояние металлоконструкции эскалатора в данном случае является важнейшим звеном, так как выход из строя практически любого её конструктивного элемента означает полную остановку эскалатора.Рассмотрены также предпосылки, обозначающие коррозионную усталость для низкоуглеродистых сталей как основного материала при изготовлении металлоконструкций эскалаторов метрополитена.Основной целью данной работы является поиск критериев для создания экспериментально-расчётного метода по определению остаточного ресурса металлоконструкций эскалаторов метрополитена с высокой степенью достоверности. Выделение и анализ критериев оценки состояния металлоконструкций осуществлялся авторами с использованием методов экспериментальных исследований и обследований, в результате чего сделан вывод, что уровень деградации основных характеристик и свойств элементов металлоконструкции определяется не только количеством циклов нагружения, но и продолжительностью воздействия на них агрессивной среды.

This article examines the influence of loads, conventionally divided into static and cyclic ones, and of corrosion acting together on the structural elements of metal structures of metro escalators. The dynamics of corrosion processes are determined by the environment, the degree of influence of which, depending on the geographical location and based on seasonality, can vary from non-aggressive to highly aggressive. This, with simultaneous occurrence of deformations (a stressed state is created in the structure), can lead to fatigue failures. The state of the metal structure of the escalator in this case is the most important element, since the failure of almost any of its structural elements means a complete stop of the escalator.The prerequisites for corrosion fatigue for low carbon steels, as the main material in manufacture of metal structures for metro escalators, are also considered.The main objective of the study is to search for criteria for creating an experimental and computational method for determining the residual life of metal structures of metro escalators with a high degree of reliability. Identification and analysis of criteria for assessing the condition of metal structures was carried out by the authors using experimental research and survey methods, that resulted in a conclusion that the degree of degradation of the main characteristics and properties of metal structure elements is determined not only by the number of loading cycles, but also by the duration of exposure to an aggressive environment.

метрополитенэскалаторметаллоконструкциякоррозияусталостьстатические и циклические нагрузкиматематическое моделированиеmetroescalatormetal structurecorrosionfatiguestatic and cyclic loadsmathematical modelling and simulationReferencesВатулин Я. С., Попов В. А., Дятлов В. Н. Техническое диагностирование закладных элементов крановых путей грузоподъёмного оборудования в машинных залах тоннельных эскалаторов // Известия МГТУ «МАМИ». – 2022. – Т. 16. – № 3. – С. 241–250. DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-106323.Vatulin, Y. S., Popov, V. A., Dyatlov, V. N. Technical diagnostics of the embedded elements of crane tracks of lifting equipment in machine halls of tunnel escalators. Izvestia MGTU MAMI, 2022, Vol. 16, Iss. 3, pp. 241–250. DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-106323.Попов Б. Е., Котельников В. С., Зарудный В. В. [и др.]. Магнитная диагностика и остаточный ресурс подъёмных сооружений // Безопасность труда в промышленности. – 2001. – № 2 – С. 44–49. [Электронный ресурс]: https://elibrary.ru/item.asp?id=11691124&ysclid=ln4bswztzc251027582. Доступ 07.07.2023.Popov, B. E., Kotelnikov, V. S., Zarudny, V. V. [et al]. Magnetic diagnostics and residual life of lifting structures [Magnitnaya diagnostika i ostatochniy resurs podemnykh sooruzhenii]. Occupational safety in industry, 2001, Iss. 2, pp. 44–49. [Electronic resource]: https://elibrary.ru/item.asp?id=11691124&ysclid=ln4bswztzc251027582. Last accessed 07.07.2023.Харлов М. В., Попов В. А. Методика оценки технического состояния эскалатора // Интернет-журнал Науковедение. – 2017. – Т. 9 – № 4. [Электронный ресурс]: http://naukovedenie.ru/PDF/05TVN417.pdf. Доступ 15.05.2023.Kharlov, M. V., Popov, V. A. Methodology for assessing the technical condition of an escalator [Metodika otsenki tekhnicheskogo sostoyaniya eskalatora]. Internet Journal of Science, 2017, Vol. 9, Iss. 4. [Electronic resource]: http://naukovedenie.ru/PDF/05TVN417.pdf. Last accessed 15.05.2023.Tawancy, H. M., Ul-Hamid, A., Abbas, N. M. Practical engineering failure analysis. New York: Marcel Dekker, 2004, 616 p. ISBN 978-0203026298.Tawancy, H. M., Ul-Hamid, A., Abbas, N. M. Practical engineering failure analysis. New York, Marcel Dekker, 2004, 616 p. ISBN 978-0203026298.Стеклов О. И. Стойкость материалов и конструкций к коррозии под напряжением. – М.: Машиностроение, 1990. – 384 с. ISBN 978-5217005009.Steklov, O. I. Resistance of materials and structures to stress corrosion [Stoikost materialov i konstruktsii k korrozii pod napryazheniem]. Moscow, Mashinostroenie publ., 1990, 384 p. ISBN 978-5217005009.Дятлов В. Н. Моделирование процесса коррозии несущих металлоконструкций эскалатора метрополитена // Вестник МАДИ. – 2022. – № 1 (68). – С. 29–35. [Электронный ресурс]: https://elibrary.ru/item.asp?id=48283752&ysclid=ln4dgtk2rj605841534. Доступ 16.07.2023.Dyatlov, V. N. Modelling the corrosion process of loadbearing metal structures of a metro escalator [Modelirovanie protsessa korrozii nesushchikh metallokonstruktsii eskalatora metropolitena]. Vestnik MADI, 2022, Iss. 1 (68), pp. 29–35. [Electronic resource]: https://elibrary.ru/item.asp?id=48283752&ysclid=ln4dgtk2rj605841534. Last accessed 16.07.2023.Дятлов В. Н. Уточнение модели развития коррозионных дефектов несущих металлоконструкций эскалатора метрополитена // Вестник МАДИ. – 2022. – № 3 (70). – С. 46–50. [Электронный ресурс]: https://elibrary.ru/vgxvvc?ysclid=ln4djx281v972174148. Доступ 16.07.2023.Dyatlov, V. N. Clarification of the model for development of corrosion defects in load-bearing metal structures of a metro escalator [Utochnenie modeli razvitiya korozionnykh defektov nesushchikh metallokonstruktsii eskalatora metropolitena]. Vestnik MADI, 2022, Iss. 3 (70), pp. 46–50. [Electronic resource]: https://elibrary.ru/vgxvvc?ysclid=ln4djx281v972174148. Last accessed 16.07.2023.Kazarinov, N., Smirnov, A., Petrov, Y., Gruzdkov, A. Dynamic fracture effects observed in a one-dimensional discrete mechanical system. E3S Web of Conferences, 2020, Vol. 157, Key Trends in Transportation Innovation (KTTI‑2019), art. 01020. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202015701020.Kazarinov, N., Smirnov, A., Petrov, Y., Gruzdkov, A. Dynamic fracture effects observed in a one-dimensional discrete mechanical system. E3S Web of Conferences, 2020, Vol. 157, Key Trends in Transportation Innovation (KTTI‑2019), art. 01020. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202015701020.Бардышев О. А., Попов В. А., Филин А. Н., Харлов М. В. Обеспечение безопасности тоннельных эскалаторов. – СПб.: Безопасность, 2020. – 128 с. ISBN 978- 5898090715.Bardyshev, O. A., Popov, V. A., Filin, A. N., Kharlov, M. V. Ensuring the safety of tunnel escalators [Obespechenie bezopasnosti tonnelnykh eskalatorov]. St.Petersburg, Bezopasnost publ., 2020, 128 p. ISBN 978-5898090715.Герасименко А. А., Александров Я. И., Андреев И. Н. [и др.]. Защита от коррозии, старения и биоповреждения машин, оборудования и сооружений: Справочник: В 2 т. Т. 1. / под общ. ред. А. А. Герасименко. – М.: Машиностроение, 1987. – 688 с.Gerasimenko, A. A., Aleksandrov, Ya. I., Andreev, I. N. [et al]. Protection against corrosion, aging and biodamage of machines, equipment and structures: Directory: In 2 Vol. Vol.1 [Zashchita ot korrozii, stareniya I biopovrezhdeniya mashin, oborudovaniya i sooruzhenii: Spravochnik: V 2 t. T. 1]. Gen. ed.: Gerasimenko, A. A. Moscow, Mashinostroenie publ., 1987, 688 p.Schweitzer, P. А. Fundamentals of Metallic Corrosion: Atmospheric and Media Corrosion of Metals. Boca Raton, CRC Press, 2006, 752 p. ISBN 978-0429127137.Schweitzer, P. А. Fundamentals of Metallic Corrosion: Atmospheric and Media Corrosion of Metals. Boca Raton, CRC Press, 2006, 752 p. ISBN 978-0429127137.Селиверстов Г. В., Данилов А. С. Исследование коррозионной усталости металлоконструкций грузоподъёмных машин // Известия ТулГУ. Серия Технические науки. – 2009. – № 2–1. – С. 248–253. [Электронный ресурс]: https://elibrary.ru/item.asp?id=14615398&ysclid=ln4ftgq29u157526384. Доступ 16.07.2023.Seliverstov, G. V., Danilov, A. S. Study on corrosion fatigue of metal structures of lifting machines [Issledovanie korrozionnoi ustalosti metallokonstruktsii gruzopodemnykh mashin]. News of Tula State University. Series Technical Sciences, 2009, Iss. 2–1, pp. 248–253. [Electronic resource]: https://elibrary.ru/item.asp?id=14615398&ysclid=ln4ftgq29u157526384. Last accessed 16.07.2023.Махутов Н. А. Деформационные критерии разрушения и расчёт элементов конструкций на прочность. – М.: Машиностроение, 1981. – 272 с.Makhutov, N. A. Deformation criteria for destruction and strength calculations of structural elements [Deformatsionnie kriterii razrusheniya i raschet elementov konstruktsii na prochnost]. Moscow, Mashinostroenie publ., 1981, 272 p.Розенфельд И. Л. Коррозия и защита металлов. – М.: Металлургия, 1969. – 448 с.Rozenfeld, I. L. Corrosion and protection of metals [Korroziya i ashchita metallov]. Moscow, Metallurgiya publ., 1969, 448 p.Мыльников В. В., Кондрашкин О. Б., Шетулов Д. И. Циклическая прочность и долговечность конструкционных материалов: Монография. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2018. – 177 с. ISBN 978-5528002897 [Электронный ресурс] http://www.bibl.nngasu.ru/electronicresources/uch-metod/physics/870594.pdf. Доступ 16.07.2023.Mylnikov, V. V., Kondrashkin, O. B., Shetulov, D. I. Cyclic strength and durability of structural materials: Monograph [Tsiklicheskaya prochnost i dolgovechnost konstruktsionnykh materialov: monografiya]. Nizhny Novgorod, Nizhny Novgorod State University of Architecture and Civil Engineering publ., 2018, 177 p. ISBN 978- 5528002897 [Electronic resource] https://bibl.nngasu.ru/electronicresources/uch-metod/physics/870594.pdf. Last accessed 16.07.2023.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.