.

ОБСЛЕДОВАНИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ АГРЕССИВНЫХ ГАЗОВОЗДУШНЫХ СРЕД

Михайлов Виталий Витальевич – Заведующий кафедрой строительного
производства ГОУ ВПО «Липецкий государственный технический
университет», доктор технических наук, профессор

Колобанов Алексей Сергеевич – Младший научный сотрудник кафедры
строительного производства ГОУ ВПО «Липецкий государственный
технический университет»


Надежная и безопасная работа строительных конструкций зданий и сооружений может обеспечиваться только при своевременном проведении технического диагностирования, основанного на использовании современных методов технической диагностики, методик и средств неразрушающего контроля, которые необходимо применять на стадии эксплуатации для достоверного прогнозирования срока службы того или иного конструктивного элемента.

В настоящее время повышению долговечности и надежности зданий и сооружений, а также периодической технической диагностике уделяют особое внимание. Произошедшие за последнее время аварии зданий и сооружений с большим количеством человеческих жертв (один из примеров: авария на Саяно-Шушенской ГЭС, случившаяся 17 августа 2009 г.) накладывают определенные обязательства как на эксплуатационников, так и на проектировщиков. Особенно это актуально для зданий и сооружений, работающих в условиях агрессивных газовоздушных сред.

Оценка технического состояния конструкций зданий и сооружений проводится в несколько этапов:

Подготовительные работы:

— ознакомление с объектом обследования, его объемно-планировочным и конструктивным решением;
— составление методики работ на основе полученного от заказчика технического задания;
— изучение имеющейся проектно-технической документации, а также, если имеются, результатов ранее проведенных обследований.

Предварительное (визуальное) обследование:

— визуальное обследование конструкций, визуальное выявление дефектов и повреждений по внешним признакам с необходимыми замерами и их фиксацией;
— обмер геометрических характеристик конструкции.

Детальное (инструментальное) обследование:

— определение расчетной схемы зданий, усилий в конструкциях, а также характеристик материалов несущих конструкций, воспринимающих эксплуатационные нагрузки.

Инструментальное определение параметров дефектов и повреждений:

— детальное техническое освидетельствование состояния конструкций с последующим анализом и статистической обработкой результатов освидетельствования;
— выявление характерных дефектов и повреждений;
— камеральная обработка и анализ причин появления дефектов и повреждений;
— измерения параметров агрессивности технологической среды, а также определение параметра скорости коррозии:

  • замер газовоздушной среды;
  • проведение натурных (стендовых) испытаний.

Для определения скорости коррозии применяется метод стендовых испытаний, который заключается в следующем. Образцы в виде пластин взвешиваются (аналитические весы) и закрепляются в стендах, которые размещаются в уровне конструкций покрытия в различных местах.

Через некоторые промежутки времени из стендов вынимают образцы. С поверхности образцов химически удаляют продукты коррозии. После каждого цикла образцы взвешивают. По результатам обработки данных определяют начальную скорость коррозии металла в производственных условиях.

Xarakternoe_narushenie_pravil_provedeniya_stroitelno-montazhnyx_rabot

Рис. 1. Характерное нарушение правил проведения строительно-монтажных работ

Рассмотрим данную методику на примере. В нашем регионе представитель такого производства – комбинат ОАО «НЛМК», а именно – цеха холодного проката, от которых зависит рентабельность всего предприятия в целом. Объектом исследований выступают цеха холодного проката ПХПП, ПДС, ПТС.

В ходе работы выявлялись характерные дефекты и повреждения конструкций покрытия, уровень произведенных строительно-монтажных и ремонтных работ, а также степень антикоррозионной защиты.

Deformirovannyj_uchastok_profilirovannogo_nastila

Рис. 2. Деформированный участок профилированного настила

Так, например, характерным примером нарушения правил проведения ремонтных работ явились размещение и складирование в неустановленных ППР местах на кровле материалов, оборудования и демонтированных конструкций, носящее ограниченный локальных характер, что приводило к деформации профилированного листа. На рис. 1 показано характерное нарушение правил при выполнении строительно-монтажных работ.

На рис. 2 представлен характер деформации профнастила под действием локальной непроектной нагрузки.

Ukladka_nastila_bez_naxlestki

Рис.3. Укладка настила без нахлестки

Для профилированного настила различные зазоры при укладке, неплотности прилегания листов также интенсифицируют процесс развития коррозии. На рис. 3 изображен участок покрытия с характерным разрушением настила вследствие различных отклонений от правил при его укладке. Если по каким-либо причинам профилированный настил перестает удовлетворять условиям первого или второго предельного состояний, то его чаще всего заменяют.

Sostoyanie_profilirovannogo_nastila_ekspluatiruyushhegosya_v_travilnom_otdelenii

Рис. 4. Состояние профилированного настила, эксплуатирующегося в травильном отделении

При определении степени коррозионного износа конструкций покрытия, мы оценивали состояние антикоррозионной защиты, наличие дефектов и повреждений профилированного листа, вид дефектов и относительную площадь участков с коррозионными повреждениями. В местах, поврежденных коррозией, устанавливали характер коррозионного разрушения металла и измеряли глубину проникновения коррозии. Технология проката стали в цехах ПХПП и ПДС во многом схожа, и травление производится соляной кислотой. В травильном отделении этих цехов при концентрации хлороводорода до 11,0 мг/м3 и относительной влажности 65-70% в уровне конструкций покрытия нами наблюдалось значительное коррозионное разрушение на поверхности всех конструкций. На рис.4 показано состояние конструкций покрытия, эксплуатирующихся в травильном отделении цеха ПХПП и ПДС.

Obrushenie_plity_pokrytiya

Рис.5. Обрушение плиты покрытия

Травление в цехе ПТС производится серной кислотой, и коррозионные разрушения в данном цехе имеют отличный характер, а порой даже катастрофический. На рис. 5 показано обрушение плиты покрытия, имевшей производственный дефект после 15 лет эксплуатации.

На рис.6 и 7 показаны гистограммы, на которых приведено количественное сравнение обследуемых участков и участков, требующих замены вследствие коррозионных разрушений в зданиях цехов холодного проката ОАО «НЛМК».

Sxemy_kolichestvennogo_sravneniya_obsleduemyx_uchastkov_v_travilnom_otdelenii

Рис. 6. Схемы количественного сравнения обследуемых участков и участков, требующих замены в травильном отделении

Sxemy_kolichestvennogo_sravneniya_obsleduemyx_uchastkov_v_otdelenii_listootdelki

Рис. 7. Схемы количественного сравнения обследуемых участков и участков, требующих замены в отделении листоотделки

Гистограммы наглядно показывают, что наибольшее коррозионное разрушение наблюдается на участках травильного отделения. Про мере удаления от этих участков коррозионный износ конструкций значительно уменьшился.

В результате оценки технического состояния конструкций покрытия в цехах холодного проката комбината ОАО «НЛМК» были классифицированы дефекты и повреждения. Установлено, что они делятся на две группы:

1) дефекты, вызванные низким уровнем выполнения строительно-монтажных работ – 12% (местное смятие, выгибы, вырезы и т.п.);

2) коррозионный износ конструкций, провоцирующийся сильноагрессивной газовоздушной средой и влажным режимом эксплуатации – 88%.

Анализ статистических данных о повреждаемости конструкций покрытия на разных участках цехов подтвердил, что основным повреждающим фактором для конструкций покрытия, эксплуатирующихся в агрессивных средах, является коррозионный износ.

Выполнение расчетов по определению остаточного ресурса с учетом коррозионных повреждений:

— для определения остаточного ресурса конструкций зданий и сооружений используются данные, полученные из результатов стендовых испытаний и замеров технологической среды [1-4].

Разработанный метод позволяет по результатам визуального и инструментального обследования оценить техническое состояние конструкций покрытия, а также осуществить прогноз изменения этого состояния во времени и определить пути оптимизации последующих эксплуатационных расходов. Кроме того, по мере накопления информационной базы проводятся оценка и корректировка проектных решений на стадии проектирования.

По данной методике в НИС ГОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет» выполняют обследование зданий и сооружений, работающих в условиях газовоздушных сред. 

Библиографический список 
  1. Михайлов В.В. Оценка остаточного ресурса оцинкованных конструкций покрытия прокатных цехов основного производства ОАО «НЛМК» [Текст] / В.В. Михайлов, А.С. Колобанов // Научн. Вестник Воронежского архитектурно-строительного университета. – 2008. — №1(9) – С. 61-66.
  2. Михайлов В.В. О несущей способности оцинкованных конструкций покрытия, работающих в хлороводородсодержащих средах [Текст] / В.В. Михайлов, А.С. Колобанов // Наука и инновации в строительстве. Оценка риска и безопасность в строительстве. Ноябрь 2008 г.: междунар. конгр. – SIB – 2008 – Т.3. – Воронеж, 2008. – С. 256-261.
  3. Михайлов В.В. Исследование коррозионной стойкости конструкций покрытия цехов холодного проката стали [Текст] / В.В. Михайлов, А.С. Колобанов, О.И. Лифинцев // Вестник ВолгГАСУ. Серия «Стр-во и архит.» – 2007. – № 7(26). – С. 28-32.
  4. Михайлов. К вопросу несущей способности оцинкованных конструкций покрытия, эксплуатирующихся в агрессивных газовоздушных средах [Текст] / В.В. Михайлов, А.С. Колобанов // Наука и безопасность.. Предотвращение аварий зданий и сооружений. Дек. 2008 г. Электронный журнал. http://pamag.ru/pressa/ocink-pokritiya.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.