Михайлов Виталий Витальевич – Заведующий кафедрой строительного производства Липецкого государственного технического университета, доктор технических наук, профессор
Колобанов Алексей Сергеевич – Младший научный сотрудник кафедры строительного производства Липецкого государственного технического университета
Проблемы повышения надежности и долговечности зданий и сооружений промышленных производств металлургического комплекса, эксплуатирующихся в условиях агрессивных сред, являются в настоящее время весьма актуальными.
Составной частью современного металлургического производства являются цеха прокатного цикла. Они представляют собой сложный комплекс, включающий процессы прокатки, травления, нанесения различных полимерных покрытий, цинкования и других процессов, негативно влияющих на коррозионное разрушение конструкций различной степени и характера.
Поэтому большое значение для данного типа производств имеет определение несущей способности оцинкованных конструкций с учетом коррозионных повреждений, возникающих вследствие агрессивного воздействия технологической среды.
Объектом исследований выступают металлические конструкции покрытия на примере профилированного листа покрытия в производстве холодного проката и покрытий (ПХПП) и производстве динамной стали (ПДС) ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (ОАО «НЛМК»). В ходе обследования было установлено, что более 90% общей площади цехов ПХПП и ПДС комбината ОАО «НЛМК» смонтированы с применением оцинкованного профилированного настила покрытия. Рассматривалось состояние профилированного листа, эксплуатирующегося на всех участках цеха [1].
Исходя из результатов обследования технического состояния оцинкованного профилированного листа покрытия, были сделаны выводы о том, что доминирующим фактором разрушения в данных условиях является равномерный коррозионный износ [1].
Из многочисленных литературных источников известно, что для данного типа производств наиболее агрессивным компонентом является газообразный хлороводород. Для оценки степени его влияния на состояние оцинкованных конструкций покрытия и исходя из природы электрохимической коррозии были выбраны и проведены натурные стендовые испытания.
Для описания зависимости скорости коррозии от времени принята обратно-степенная физико-химическая модель скорости коррозии с независимым показателем начальной скорости коррозии
Исходя из анализа обратно-степенной модели атмосферной скорости коррозии, примененной для данных условий и результатов стендовых испытаний, было получено a=0,3 и b=0,5.
Для существующих покрытий наиболее часто использовался настил из профилированного листа – Н60-845-0,9, загруженный по трехпролетной схеме.
Для профилированного настила покрытия проверка прочности выполняется по формуле
На рис. 1 проиллюстрирована зависимость изменения параметров несущей способности настила Н60-845-0,9, работающего по трёхпролетной схеме с постоянными величинами внешних нагрузок, при изменении его толщины. Из рисунка видно, что, если значение a<b при фиксированном значении толщины t, то определяющим фактором исчерпания несущей способности является устойчивость, и, наоборот, если значение a>b при фиксированном значении толщины t, то определяющим фактором исчерпания несущей способности является прочность.
Расчет на прочность оцинкованных элементов, работающих на растяжение при равномерном коррозионном износе, определяется по формуле:
Для профилированного настила потеря несущей способности вследствие потери устойчивости стенок гофра профилированного листа при равномерном коррозионном износе в соответствии с методикой расчета [3] рекомендуется проверять с учетом следующих дополнений. Устойчивость стенок гофров над средними опорами неразрезного настила высотой не более 60 мм, проверяется по следующей формуле:
Библиографический список
- Исследование коррозионной стойкости конструкций покрытия цехов холодного проката стали / В.В. Михайлов, А.С. Колобанов, О.И. Лифинцев, А.И. Лифинцев. Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. – Волгоград, 2007.
- Михайлов В.В., Колобанов А.С. Оценка остаточного ресурса оцинкованных конструкций покрытия прокатных цехов основного производства ОАО «НЛМК». Научный вестник Воронежского архитектурно-строительного университета. – Воронеж, 2008.
- СТО 0043-2005. Настилы стальные профилированные для покрытий зданий и сооружений. Проектирование, изготовление и монтаж/ ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова», ЗАО «Хилти Дистрибъюшн ЛТД». – М., 2005.