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某電廠煙囪7號鋼內(nèi)筒結(jié)構(gòu)鑒定

文章出處:網(wǎng)絡(luò)????作者:酋順房屋鑒定所????時間:2023-12-29 16:46:30????點擊:38

  【摘要】某電廠煙囪為雙鋼內(nèi)筒套筒式煙囪,外筒為變截面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),筒身底部外徑28m,頂部外徑為18.4m,標(biāo)高228m。自立式鋼內(nèi)筒頂部標(biāo)高240m,內(nèi)筒直徑7.5m。該煙囪建成于2008年,2009年7月開始發(fā)現(xiàn)鋼內(nèi)筒有不同程度的腐蝕受損,為此對鋼內(nèi)筒進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全檢測。本報告對煙囪構(gòu)造、鋼內(nèi)筒結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸、鋼內(nèi)筒內(nèi)外壁的腐蝕受損等情況進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查檢測,根據(jù)上述現(xiàn)場檢測調(diào)查結(jié)果,采用有限元分析軟件和手算方法,對煙囪進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗算,分析了鋼內(nèi)筒腐蝕受損原因,提出了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)加固處理方案。

 

  一、檢測概述

 

  某電廠煙囪為雙鋼內(nèi)筒套筒式煙囪,外筒為變截面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),筒身底部外徑28m,筒頂外徑18.4m,標(biāo)高228m。自立式鋼內(nèi)筒頂部標(biāo)高240m,內(nèi)筒直徑7.5m。壁厚:底部為16mm,頂部減至12mm。煙囪內(nèi)部設(shè)7個鋼平臺,在鋼平臺上下2m范圍內(nèi),鋼內(nèi)筒壁厚均增加至16mm(部分鋼平臺結(jié)構(gòu)平面布置示意圖見圖1-6、1-7)。防腐內(nèi)襯材料為FDB-Ⅱ泡沫?;u和配套的FDB-GⅡ?qū)S媚z。

 

  該煙囪建成于2008年,2009年7月開始發(fā)現(xiàn)鋼內(nèi)筒導(dǎo)流板、局部外壁有酸液滲漏,雖然2011年已局部加固修復(fù)過(120m以下),但未加固修復(fù)的部分腐蝕受損嚴(yán)重,已加固修復(fù)部分又有新的腐蝕受損,為確保煙囪的結(jié)構(gòu)安全和正常使用,受托對6、7號鋼內(nèi)筒進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定,現(xiàn)將7號鋼內(nèi)筒的結(jié)構(gòu)檢測結(jié)果簡述如下:

 

  根據(jù)調(diào)查結(jié)果,7號鋼內(nèi)筒現(xiàn)狀(局部已加固處理)、提供的資料(120m以下范圍2011年的腐蝕受損情況及加固處理方案、鋼內(nèi)筒120m~201m內(nèi)、外壁的腐蝕受損情況)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算分析,查找鋼內(nèi)筒腐蝕受損的原因并提出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)加固處理方案。

 

  二、現(xiàn)場檢測情況

 

  1.煙囪構(gòu)造措施調(diào)查

 

 ?。?)鋼內(nèi)筒(包括煙道入口以下至地面區(qū)域)設(shè)置隔熱層;

 

 ?。?)鋼內(nèi)筒與水平煙道口處,內(nèi)筒設(shè)置豎向和環(huán)向加勁肋(圖1-4),環(huán)向加勁肋間距為1.5m;

 

 ?。?)鋼內(nèi)筒在每個鋼平臺處設(shè)置制晃裝置(圖1-5),間距為40m;

 

 ?。?)制晃裝置處內(nèi)筒布置加強(qiáng)環(huán),在止晃點標(biāo)高處上下2m范圍內(nèi),鋼內(nèi)筒壁厚均增加至16mm。

 

  2.鋼內(nèi)筒尺寸、各標(biāo)高處鋼平臺等檢測

 

  7號鋼內(nèi)筒外部尺寸與原施工圖吻合;部分連接鋼內(nèi)筒的制晃裝置在酸液的腐蝕下已有不同程度的銹蝕;外滲酸液汽化導(dǎo)致鋼平臺構(gòu)件及其樓梯扶手的防銹漆脫落。

 

  3.鋼內(nèi)筒內(nèi)、外壁腐蝕受損檢測及調(diào)查

 

  (1)標(biāo)高80m處鋼平臺以上2個、以下1個環(huán)向加勁肋區(qū)間內(nèi),腐蝕后的鋼壁表面被一層銹跡覆蓋;

 

  (2)標(biāo)高120m處鋼平臺以下4個環(huán)向加勁肋區(qū)間內(nèi),鋼壁腐蝕較重,腐蝕孔多而集中,在鋼壁上形成多片腐蝕區(qū)域;

 

 ?。?)在2011年已對標(biāo)高120m以下的腐蝕受損部分加固修復(fù)過,但又有新的腐蝕受損情況(圖2-2);

 

 ?。?)標(biāo)高120~140m范圍鋼壁腐蝕較輕,腐蝕孔少而分散;

 

 ?。?)標(biāo)高140~190m范圍鋼壁腐蝕較重,腐蝕孔較多,有數(shù)個腐蝕孔集中;

 

 ?。?)標(biāo)高190~200m范圍鋼壁腐蝕很嚴(yán)重,有數(shù)個腐蝕孔集中,腐蝕范圍較大;

 

 ?。?)120m以上的鋼內(nèi)筒內(nèi)襯全部鏟除,并經(jīng)表面噴砂后,能檢測到實際腐蝕受損:大部分孔洞已用鋼材補(bǔ)焊,但仍有少量小孔洞;

 

 ?。?)根據(jù)資料整理繪制鋼內(nèi)筒外壁腐蝕孔洞部位示意圖。

煙囪

 

  三、結(jié)構(gòu)計算分析

 

 ?。?)本工程抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計地震分組為第1組,設(shè)計基本地震加速度為0.10g,場地類別為Ⅳ類,場地特征周期為0.65s。鋼內(nèi)筒內(nèi)煙氣溫度通常在50~55℃,極端溫度:夏天約120℃,冬天約105℃,鋼內(nèi)筒外壁溫度:室溫。

 

 ?。?)筒身混凝土強(qiáng)度:±0.00~30m:C40;30m以上:C30。鋼材采用Q235

 

 ?。?)鋼平臺活載:7kN/㎡;基本風(fēng)壓為0.65kN/㎡,A類地面粗糙度,日照溫差20℃。

 

  根據(jù)7號鋼內(nèi)筒現(xiàn)狀按下述二種工況(模型)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算分析。工況一:按原施工圖;工況二:按標(biāo)高120m以下已加固修復(fù),120m以上腐蝕受損現(xiàn)狀。

 

  本次結(jié)構(gòu)計算采用ANSYS有限元分析軟件和手算,結(jié)構(gòu)驗算考慮外筒在承受風(fēng)荷載、地震作用、日照溫差、附加彎矩、煙道水平推力及施工安裝和檢修荷載對鋼內(nèi)筒的影響。

 

  3.1工況一的計算結(jié)果

 

  綜合7號鋼內(nèi)筒的手算和軟件計算分析結(jié)果,現(xiàn)將工況一計算的主要結(jié)果簡述如下:

 

  A、鋼筋混凝土外筒

 

  1)強(qiáng)度驗算結(jié)果:外筒底部應(yīng)力值R1=10.88N/m㎡<fc,滿足規(guī)范要求。

 

  2)在正常使用狀態(tài)下,外筒頂端最大位移值為1058.3mm<[L/100]=2300mm,滿足規(guī)范要求。

 

  B、鋼內(nèi)筒:筒壁受熱溫度T<100℃,故鋼材強(qiáng)度及彈性模量折減系數(shù)為1.0,

 

  1)強(qiáng)度驗算

 

  計算內(nèi)力時,利用結(jié)構(gòu)分析軟件將混凝土外筒的側(cè)移通過等效荷載的方式施加在鋼內(nèi)筒上,計算得到鋼內(nèi)筒應(yīng)力較大的部位:底部(標(biāo)高+0.00~40m)、上部止晃點位置(標(biāo)高200m和226m處)。。

 

  電算結(jié)果:利用有限元軟件建立局部模型,分析鋼內(nèi)筒止晃點(標(biāo)高226m處)應(yīng)力值R1=75.6N/m㎡<f,且小于局部穩(wěn)定應(yīng)力,滿足規(guī)范要求。

 

  2)整體穩(wěn)定驗算結(jié)果均滿足式Ni?Mi<f,鋼內(nèi)筒整體穩(wěn)定性滿足要求。

 

  3)位移驗算

 

  在正常使用狀態(tài)下,內(nèi)筒頂端最大位移值為1193mm<[L/100]=2400mm,滿足規(guī)范要求。

 

  3.2工況二的計算結(jié)果

 

  A、計算分析鋼內(nèi)筒腐蝕孔洞處應(yīng)力集中,見圖3-4。最大應(yīng)力值R1=273N/m㎡>fyt,不滿足規(guī)范要求;

 

  B、鋼內(nèi)筒局部穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求;

 

  C、除上述外,工況二的部分計算結(jié)果同工況一(略)。

 

  四、鋼內(nèi)筒腐蝕的主要原因分析

 

  1、鋼內(nèi)筒內(nèi)襯隔熱效果差,筒壁內(nèi)外的溫差應(yīng)力;

 

  2、原施工不當(dāng),內(nèi)襯之間不密實,煙氣和液體可直接與隔熱層、鋼內(nèi)筒壁接觸;

 

  3、煙道入口處煙氣溫度較高,上升過程中溫度逐漸降低導(dǎo)致氣體冷凝吸附在內(nèi)襯上,滲入內(nèi)襯和隔熱層腐蝕鋼內(nèi)筒;煙囪頂部出煙口空氣流速快,煙氣尚未冷凝已被蒸發(fā),所以在煙囪頂部一定范圍內(nèi)鋼內(nèi)筒腐蝕輕微;

 

  4、鋼內(nèi)筒雖然局部已加固處理,但由于上述原因,已加固修復(fù)部分又有新的腐蝕受損情況。

 

  五、結(jié)構(gòu)加固處理方案

 

  根據(jù)現(xiàn)場檢測和結(jié)構(gòu)計算分析,結(jié)構(gòu)加固處理方案如下:

 

  1、標(biāo)高120m以上范圍鋼內(nèi)筒外壁加固處理方法見表5-1(加固方案圖略);對標(biāo)高120m以下已加固修復(fù)過的腐蝕受損部分的處理:對已采用的加固處

 

  理方法不滿足本次報告的加固處理方案的,應(yīng)增強(qiáng)加固處理措施。例如:增厚鋼板,鋼板厚度大于4mm。

 

  2、標(biāo)高120m以上內(nèi)襯防腐修復(fù)

 

  1)拆除鋼內(nèi)筒受損內(nèi)襯,對已腐蝕的鋼內(nèi)壁進(jìn)行除銹,并刷防腐耐熱漆;

 

  2)重新砌筑內(nèi)襯;

 

  3)應(yīng)確保選用優(yōu)質(zhì)內(nèi)襯、防腐材料及其嚴(yán)格的施工質(zhì)量。

 

  3、標(biāo)高120m以下內(nèi)襯防腐修復(fù)

 

  1)在時間允許的情況下,修復(fù)方法同標(biāo)高120m以上。

 

  2)如時間不允許,則不鏟除重做,而是將原防腐層滲漏縫隙做防滲處理。

 

  六、本次煙囪檢測鑒定結(jié)論

 

  1、某電廠煙囪為雙鋼內(nèi)筒套筒式煙囪,承重外筒為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),排煙內(nèi)筒采用自立式鋼內(nèi)筒結(jié)構(gòu)。

 

  2、現(xiàn)場檢測調(diào)查結(jié)果

 

  該煙囪建于2008年,2009年7月開始發(fā)現(xiàn)鋼內(nèi)筒局部外壁有酸液滲漏,局部鋼壁有不同程度的腐蝕受損(部分加勁肋、鋼平臺及樓梯扶手均有不同程度的腐蝕受損),雖然2011年已局部加固修復(fù)過(120m以下),但已加固修復(fù)部分又有新的腐蝕受損情況。120m以上鋼內(nèi)筒內(nèi)、外壁有不同程度的腐蝕受損。

 

  3、結(jié)構(gòu)驗算分析結(jié)果

 

  根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果、鋼內(nèi)筒現(xiàn)狀(局部已加固處理)、提供的資料(包括鋼內(nèi)筒內(nèi)、外壁腐蝕受損情況),采用ANSYS有限元分析軟件和手算對7號鋼內(nèi)筒進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算分析,各計算工況及其主要計算結(jié)果如下:

 

  1)工況一(按原施工圖)

 

  鋼內(nèi)筒強(qiáng)度、變形均滿足規(guī)范要求。

 

  2)工況二(按標(biāo)高120m以下已加固修復(fù),120m以上腐蝕受損現(xiàn)狀)

 

  鋼內(nèi)筒局部穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求;鋼內(nèi)筒腐蝕孔周邊應(yīng)力集中,影響結(jié)構(gòu)局部穩(wěn)定,不滿足規(guī)范要求。

 

  4、鋼內(nèi)筒腐蝕受損的主要原因分析詳見本報告&ldquo;四、鋼內(nèi)筒腐蝕的主要原因分析&rdquo;。

 

  5、為確保煙囪的結(jié)構(gòu)安全和正常使用,應(yīng)對7號鋼內(nèi)筒進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固修復(fù),結(jié)構(gòu)加固處理方案見本報告&ldquo;五、結(jié)構(gòu)加固處理方案&rdquo;。

 

  6、經(jīng)上述結(jié)構(gòu)加固處理后,7號鋼內(nèi)筒可安全正常使用。


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