CC BY
124
Список использованной литературы:
1. Подэрни Р. Ю.Механическое оборудование карьеров: учебник для вузов Серия: Горное машиностроение/ 6-е изд., пер. и доп. - М.: Горная книга, 2007. - 680 с.
© С.О. Версилов, А.А. Короткий, Б.И. Бондаренко, 2015
УДК 69.05
Выдрин Владимир Николаевич
Эксперт по промышленной безопасности, директор ООО «ВВЗ»
г. Тула
Зубко Ольга Викторовна
Эксперт по промышленной безопасности, производственно-коммерческий директор ООО «ВВЗ»
г. Тула wwztula@mail. ги
ДЕФЕКТ КИРПИЧНЫХ ДЫМОВЫХ ТРУБ, ВСТРЕЧАЮЩИЙСЯ ПРИ ЭКСПЕРТИЗЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ - БОЧКОВИДНОСТЬ.
Аннотация
Рассматривается дефект дымовых труб- бочковидность при экспертизе промышленной безопасности кирпичной дымовой трубы
Ключевые слова
Дымовые трубы, экспертиза промышленной безопасности, обследование, дефекты, бочковидность.
В соответствии с пунктом 1 статьи 13 Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», основополагающего документа по промышленной безопасности, для обеспечения безопасности и жизнеспособности производственного объекта проводится экспертиза его промышленной безопасности [1].
До 1960-1962 гг. промышленные и отопительные котельные установки в СССР работали на твердом или жидком топливе. Для них строили дымовые трубы со стволом из глиняного обыкновенного кирпича пластического прессования марки не ниже 100 на сложном растворе с футеровкой на всю трубу или на 1/3 ее высоты из того же материала, что и ствол. Между стволом и футеровкой оставляли воздушный зазор, который при необходимости заполняли теплоизоляционном материалом в зависимости от температуры дымовых газов и термического сопротивления стенки ствола трубы. Температура дымовых газов, поступающих в трубу, как правило была высокой и составляла 200-350 ° С. Значительных разрушения стволов дымовых труб при таких режимах эксплуатации, как правило, не наблюдалось [4].
Негативное влияние воздействия отходящих газов на стойкость конструкций дымовых труб проявляется в виде сульфатной коррозии, фильтрации влаги на наружную поверхность ствола, эрозии внутренней поверхности футеровки и температурных колебаний. Коррозионное воздействие дымовых газов зависит от температуры, скорости, вида и состава используемого топлива, а также режима работы. Основными компонентами продуктов сгорания в трубах являются оксиды углерода и азота, водяной пар, диоксид серы, твердые частицы золы.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №9/2015 ISSN 2410-700Х_
При проведении экспертиз промышленной безопасности в соответствии с требованиями пункта 21 Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правил проведения экспертизы промышленной безопасности» [2] выполнялось обследование дымовых кирпичных труб котельных, которые раньше работали на твердом или жидком топливе, а в настоящее время работают на газе, наблюдалась бочковидность у 40% труб.
При использовании в качестве топлива котельных бурого угля, мазута в дымовых отходящих газах в конденсате имеется серная кислота. Переход SO2 в H2SO4 начинается при температуре около 300 ° С и заканчивается при 200 ° С, поэтому в трубе этот газ представлен в виде серной кислоты [3]. При наличии в конденсате серной кислоты происходит разрушение кислотой цементного камня в растворах и кирпича в кладке. Реакция выражается формулой Са(ОН)2 + H2SO4 = СаSО4 + 2ШО. Образовавшиеся сульфаты частично растворяются и вымываются конденсатом. При малом количестве конденсата сульфаты не вымываются. Происходит их кристаллизация с присоединением двух молекул воды (H2SO4 • 2ШО) и превращением в гипс. При наличии растворов гипса в цементном камне образуется сульфоалюминат кальция, в котором на одну молекулу трехкальцециевого алюмината, присоединяющего в цементном камне, приходится три молекулы гипса. Эти соединения кристаллизуются с 30 молекулами воды. Увеличиваясь в объеме при кристаллизации, гипс и сульфоалюминат кальция сначала заполняет поры, повышая прочность материалов, но при дальнейшем увеличении объема разрушает их. Явление сульфатации и кристаллизации сульфатов и его негативные последствия проявляются на состоянии футеровки и кладке ствола трубы. Увеличение объема при кристаллизации гипса и сульфоалюмината кальция приводит к росту футеровки, которая расширяясь в горизонтальном направлении по диаметру, зачастую полностью ликвидирует воздушную прослойку, соединяясь враспор со стволом, а при ее отсутствии разрушает изоляцию, нарушает паровлагоизоляцию и, в конечном счете, разрушается сама от возникающих напряжений. Разрушение футеровки в вертикальном направлении приводит к ликвидации зазоров под слизниковыми поясами и вызывает разрушение этих элементов, открывает доступ конденсата к стволу трубы. При малой газоплотности футеровки явление сульфатации приводит к росту швов кирпичной кладки, между стяжными поясами появляется бочковидность.
Расширение верхних поясов футеровки в вертикальном направлении приводит к нарушению целостности защитного колпака, который зачастую полностью разрушается, открывая зазор между стволом и футеровкой.
При проведении обследования кирпичной дымовой трубы котельной высотой 28 метров в г. Новомосковске Тульской области, встретились дефекты и разрушения, характерные для этого процесса. Дымовая труба введена в эксплуатацию в 1964г. и работала длительное время на угле. В начале 80- х годов котельная переведена на газовое топливо - природный газ. На момент проведения экспертизы промышленной безопасности, отвод продуктов сгорания топлива производился от 6-ти водогрейных котлов типа «Ланкаширские». Температура отводимых газов от работающих котлов 120°С. Отработанные газы поступали в дымовую трубу по надземным газоходам. Ствол трубы выполнен из сплошного глиняного кирпича пластического прессования марки 100 на цементно-песчаном растворе, в виде полого усеченного конуса с уклоном наружной образующей 3%. Для защиты ствола трубы от температурного и агрессивного воздействия отходящих газов, выполнена футеровка толщиной 120 мм из глиняного кирпича пластического прессования марки 100 на цементно-песчаном растворе. Футеровка внутренней поверхности ствола трубы выполнена до отм. 25м. Между кладкой ствола и футеровкой дымовой трубы выполнен воздушный зазор. По высоте трубы смонтированы металлические стяжные кольца, которые воспринимают растягивающие усилия, вызванные перепадом температуры по толщине стенки ствола, шаг колец 1200 -мм.
В результате экспертизы промышленной безопасности этой дымовой трубы установлено, поверхность трубы по высоте имеет бочковидность см . Фото 1.
Фото 1 - Бочковидность дымовой трубы по высоте.
Причиной возникновения бочковидности по высоте является ранее используемое топливо- бурый уголь. В отводимых от трубы дымовых газах в конденсате имелась в наличии серная кислота, которая со временем привела сульфатации и кристаллизации сульфатов в кладке швов дымовой трубы при недостаточной газоплотности футеровки и ствола дымовой трубы.
В процессе эксплуатации трубы отдельные участки футеровки были демонтированы и заменены на новую футеровку, выполнен ремонт оголовка трубы. После перехода работы котельной на газообразное топливо процесс сульфатации не происходит. На наружной поверхности кирпичной кладки дымовой трубы наблюдается локальные места разрушения стенки ствола трубы на глубину 20-30 мм с отм. + 6.0м до отм. +25.0м, размораживание кирпичной кладки. Причиной разрушения наружной поверхности кирпичной трубы является понижение сопротивления газопроницаемости футеровки и ствола трубы, конденсация паров воды, проникающих в стенки ствола из дымовых газов и их размораживание. На наружной поверхности трубы с отм. +9.0м до отм. +16.0 м вертикальная трещина шириной до 3 мм см. Фото 2
Фото 2 - Фрагмент трещины в дымовой трубе на отм. +10.0м.
Трещина на наружной поверхности трубы неоднократно ремонтировалась цементно-песчаным раствором. При освидетельствовании трубы было установлено, что трещина в течении последних пяти лет не развивается. Причиной возникновения трещины может являться ранее проходивший процесс сульфатации кладки трубы по высоте, слабая газоплотность внутренней футеровки, несоблюдение режима сушки и разогрева трубы при пуске в эксплуатацию. По результатам заключения экспертизы безопасности были разработаны корректирующие мероприятия по устранению дефектов и повреждений дымовой трубы:
- повысить газоплотность ствола трубы по всей высоте на основе сухих смесей - «Эмако-588 С» или им аналогичным;
- выполнить подтяжку стяжных колец порядка 50-60 Мпа;
- заделать трещину герметиком «Изокром-Г».
Список использованной литературы:
1.Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». Принят Государственной Думой 20 июня 1997 года №116-ФЗ.
2.Федеральные нормы и правила в области «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности». Утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013года №538.
3.Ельшин А.М., Ижорин М.Н., Жолудов В.С., Овчаренко Е.Г. Дымовые трубы; Под редакцией С.В. Сатьянова- М., 2001-296с.
4. Дужих Ф.П., Осоловский В.П., Ладыгичев М.Г. Промышленные дымовые и вентиляционные трубы: Справочное издание/ Под редакцией Дужих Ф.П.- М.: Теплотехник, 2004- 464с.
© В.Н. Выдрин, О.В. Зубко, 2015
УДК 69.05
Выдрин Владимир Николаевич
Эксперт по промышленной безопасности, директор ООО «ВВЗ»
г. Тула
Зубко Ольга Викторовна
Эксперт по промышленной безопасности, производственно-коммерческий директор ООО «ВВЗ»
г. Тула wwztula@mail. т
ПРОБЛЕМЫ ДЫМОВЫХ КИРПИЧНЫХ ТРУБ В РЕЗУЛЬТАТЕ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЭКСПЕРТИЗЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ
Аннотация
В статье рассмотрены проблемы, возникающие при эксплуатации дымовых труб в непроектном режиме, при экспертизе промышленной безопасности
Ключевые слова
Дымовые кирпичные трубы, экспертиза промышленной безопасности, дефекты
Экспертиза промышленной безопасности дымовых труб, проводится с целью определения соответствия объекта экспертизы предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности [2] на
