Обследование эксплуатационной среды в травильном отделении СПЦ-2 ОАО "Северсталь-метиз"

Как показывают опыт и исследования, последнее может  быть вызвано несколькими процессами, результатом которых является потеря бетоном способности поддерживать пассивное состояние стали вследствие понижения степени щелочности межфазной  жидкости или проникания в нее  ионов — стимуляторов коррозии.

Первое  обычно является результатом действия на бетон кислых газов и жидкостей, второе — сред, содержащих хлориды. Наиболее распространенным из кислых газов является углекислый газ, среднее  содержание которого в атмосфере  сельской местности составляет 0,03%. В атмосфере промышленных районов  и в воздухе цехов его концентрация может быть значительно более  высокой.

Углекислота активно поглощается пористым телом  бетона, так как между фронтом  карбонизации и поверхностью бетона создается постоянная разность парциальных  давлений углекислого газа, поддерживающая его

диффузию. Скорость карбонизации зависит от плотности  бетона и его влажности, а также от концентрации углекислоты.

По Пауэрсу, лишь при относительной влажности  воздуха выше 45% содержание воды в  бетоне достаточно для карбонизации. Эти данные подтверждаются Шиделером  и Фербеком. Неоднократно установлено, что при влажности воздуха, близкой  к полному насыщению, карбонизация плотных бетонов практически  прекращается.

Очевидно, наиболее интенсивно процесс карбонизации идет в случае, если пленка влаги  на стенках пор в бетоне достаточна, лишь для растворения в ней  гидроокиси кальция и углекислоты  и не закрывает пор целиком, оставляя свободным доступ последней в  виде газа. Капиллярная конденсация  в порах геля, способствует дополнительному  уплотнению бетонов плотной структуры  и препятствует их карбонизации даже при оптимальной для этого  процесса относительной влажности (45—70%). Для газонепроницаемости  бетонов особенно важны условия  твердения. В воде получаются некарбонизирующиеся  структуры, а при воздушном твердении  и пропаривании — легкокарбонизирующиеся.

 

5. Повышение стойкости материалов к агрессивным средам и защита конструкции

 

Химическая  стойкость материалов может быть повышена за счет изменения его структуры  методами химической и механической обработки или за счет обработки  поверхности путем «нанесения составов или материалов, предохраняющих от коррозионного действия агрессивных сред».

Коррозионная  стойкость бетонов и растворов может быть повышена за счет изменения состава бетона и методов уплотнения его; снижения фильтрующей способности путем уменьшения водоцементного отношения в бетоне и введения специальных добавок; выбором вяжущих и заполнителей, и т. п.

Стойкость металлических конструкций может  быть повышена путем металлизации и  электрохимической защиты металла.

Повышение стойкости естественных каменных материалов может быть осуществлено путем пропитки битумом, омыленными дегтями и др.

Защита  арматуры в бетоне может быть осуществлена путем увеличения толщины защитного слоя бетона у арматуры, применения покрытий и обмазок арматуры, защиты поверхности конструкций лакокрасочными или пленочными материалами и др.

Независимо  от проектируемой конструкции стен обязательным условием для них при  наличии агрессивных сред является плотный «слой стены» со стороны воздействия агрессивной среды. Повышение плотности поверхности конструкции достигается устройством защитных покрытий: нанесением защитных окрасок, штукатурок и облицовок. Защитные покрытия стен являются дополнительной мерой защиты конструкций от коррозии; их применение не исключает повышенных требований, предъявляемых к материалу конструкций и самой конструкции.

Выбор защитных покрытий производится в зависимости  от вида, интенсивности и характера  агрессивных воздействий, а также  от материала защищаемых конструкций  и условий их работы. Для некоторых видов материалов, которые служат для изготовления крупноразмерных панелей и блоков, рекомендуемые защитные покрытия в зависимости от характеристики воздушной среды.

Особое  внимание должно уделяться защите закладных  деталей, сварных соединений и креплений  панелей и блоков к каркасам зданий. Все закладные части и сварные  соединения должны быть надежно замоноличены плотным бетоном с толщиной защитного слоя, соответствующей таковой в панелях, с обеспечением нормального твердения замоноличенного бетона; при невозможности надежного замоноличивания бетоном они должны быть защищены одним из составов.

 

6. Взаимодействие строительных конструкций и окружающей среды

 

Строительные конструкции промышленного здания находятся в достаточно сложном взаимодействии с окружающей средой. Они могут подвергаться физическим, химическим, физико-химическим и биологическим воздействиям. Степень агрессивного воздействия газовой среды на конструкцию определяется видом и концентрацией газов, растворимостью газов в воде, влажностью и температурой, жидкой среды – наличием и концентрацией агрессивных агентов, температурой, напором или скоростью движения жидкости у поверхности конструкции; твёрдой среды (соль, аэрозоль, пыль, грунт) – дисперсностью, растворимостью в воде, гигроскопичностью, влажностью окружающей среды.

Степень агрессивного воздействия  атмосферы воздуха на стальные конструкции  определяется зоной влажности или  влажностью воздуха внутри отапливаемых зданий, группой газов, характеристикой  солей, аэрозолей, пыли; жидкой неорганической среды – её видом (природные воды, производственные оборотные и сточные  воды без очистки, растворы неорганических кислот, щелочей, солей), водородным показателем  pH, концентрацией сульфатов и хлоридов, температурой, скоростью движения жидкостей, насыщением воды газами; органической среды – её видом, концентрацией среды, температурой.

Среды по степени воздействия на конструкции подразделяются на неагрессивные, слабоагрессивные и сильноагрессивные.

Разрушение строительных конструкций  происходит от физических, физико-химических, биологических и специальных  воздействий.

Авария – полное или частичное разрушение здания или отдельных его частей, несущих конструкций, вызывающих остановку производства или угрозу жизни людей.

Аварийное состояние –  категория технического состояния строительной  конструкции или здания и сооружения в целом, когда отдельные элементы находятся в предельном состоянии, при котором максимальные рабочие напряжения в них достигли предела прочности материала, или разрушились отдельные детали конструктивных элементов, однако обрушение конструкций не произошло.

Таблица 1.

Виды  разрушения бетонных и железобетонных конструкций от физических воздействий.

№п/п	Вид повреждений, дефекта	Действующий фактор	Происходящий процесс
	Трещина силовая	Полезная нагрузка, собственный вес, неравномерная осадка и др.	Концентрация нагрузок, перегрузки, воздействия кратковременные и  длительные, статические и динамические
2.	Трещина усадочная	Неправильно подобранный состав бетона, нарушение технологии изготовления	Более интенсивная потеря влаги поверхностными слоями
3.	Трещина температурная	Экзотермия, неудачное конструктивное решение	Температурно-временная межкристаллическая деструкция
4.	Откол, облом, сквозной пролом	Удары при нарушении норм эксплуатации, экстремальные ситуации природного или производственного характера	Механическое повреждение конструкции, в результате кратковременных нагрузок

Таблица 2.

Виды разрушения бетонных и ж/б  конструкций от химических воздействий

№п/п	Вид повреждений, дефекта	Действующий фактор	Происходящий процесс
	Выщелачивание извести	Растворяющая способность фильтрующей  воды	Растворение гидрата окиси кальция  и гидролиз минералов цементного камня
2.	Электрохимическая коррозия	Постоянный электрический ток, «блуждающие  токи», химические реакции	Электролиз компонентов цементного камня, сопровождаемый химическим взаимодействием  со средой
3.	Газовая коррозия	Содержание в окружающей среде  агрессивных газов	Разложение минералов цементного камня

 

Причины деформаций и  аварийных ситуаций зданий и сооружений:

1. Перегрузки в результате неправильного учета действующих нагрузок (происходящих при накапливании снега, наледи, производственной пыли, температурных воздействий и т.д.).
2. Общая или местная потеря устойчивости (может быть при недостаточном количестве связей, большой гибкости элементов, эксцентрической нагрузке, наличии локальных дефектов, ошибок в расчетах и др.).
3. Ошибочные проектные решения и отступления от проектов, необоснованная замена одних элементов другими, недостаточная прочность, жесткость, устойчивость элементов, неудачное конструктивное решение узлов сопряжений, занижение расчетной нагрузки и т.д.
4. Дефекты, возникающие при изготовлении и монтаже конструкций (происходят при неправильном выполнении производственных работ в зимнее время, неправильном порядке монтажа, некачественной сварке, отсутствии защиты конструкций, работающих в агрессивных средах и т.д.).
5. Нарушения, допущенные при эксплуатации конструкций (подвеска дополнительного кранового оборудования, отсутствие периодического осмотра, перегрузка снегом и пылью, химическая и физико-химическая, биологическая коррозия и т.д.).
6. Повреждения в результате ползучести или вибрации (возникают вследствие усталостных разрушений, вибрационных воздействий оборудования, разрушения от старения и т др.).
7. Дефекты оснований, на которые установлены конструкции (неравномерная осадка зданий и сооружений, потеря устойчивости, пучение грунта, замачивание просадочных грунтов, некачественные инженерно-геологические изыскания).
8. Непредвиденные причины (различные взрывы, обвалы, подмыв фундамента, обрушение надлежащих конструкций, удары, сейсмические воздействия, ураганы, наводнения).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Обследование эксплуатационной среды СПЦ-2

ОАО "Северсталь-метиз"

1. Характеристика обследуемого помещения

 

    Целью обследования является определение эксплуатационной среды травильного отделения СПЦ-2 ОАО "Северсталь-метиз", а также представление инженерных решений и рекомендаций по его дальнейшей безопасной эксплуатации.

Орловский сталепрокатный завод (сегодня филиал «Орловский» ОАО «Северсталь-метиз») основан в 1967 году. Согласно производственной стратегии, сегодня в Орле производится стальная проволока различного назначения, сварочные материалы, крепежные изделия, в том числе высокопрочный для авто- и мостостроения, металлокорд.

С конца 2005 года на территории  реализуется проект по созданию Индустриального парка «Орел».

Месторасположения предприятия: промплощадка филиала «Орловский завод» ОАО «Северсталь-метиз» расположена в Северном районе г. Орла и граничит:

• с северо-запада - с железнодорожной магистралью Москва-Орел;
• с юго-запада - с территорией промплощадки СМУ-1;

           - с юга и юго-востока - с проезжей частью ул. Раздольная;

            - с севера и северо-востока - со свободной территорией, далее располагаются дачные участки на расстоянии 570 м.

В юго-восточном  направлении на расстоянии 800 м располагается зона отдыха Медведевский лес.

Объект обследования: ОСПаЗ, цех: СПЦ-2

Год постройки СПЦ-2: 1967.

Расположение: Орел, ул. Раздольная, 105 

Тел.: +7 (4862) 39-13-05

Назначение: травление стальных изделий.

Фундамент – монолитный железобетонный.

Перекрытия – плиты ж/б.

Стены наружные – кирпич.

Обследование эксплуатационной среды в помещении и оценка состояния здания определила наличие  разрушений и трещин конструкций, вызванных агрессивностью сред.

 

2.2. Проектные решения и условия эксплуатации

 

Травильное отделение СПЦ-2 расположено  в четырех крайних пролетах блока  цехов. Пролеты по 9 м каждый, высота до низа строительных конструкций покрытия 10,8 м. Размеры отделения в плане 36×138 м. Травильные ванны (см.рис.1) размещены в осях 7-17(АС-1. см. Рис.2)

  Рис.1 АС-1 Размещение травильных  ванн в осях 7-17