Проблемы фланцевых соединений металлических дымовых труб при проведении экспертизы промышленной безопасности Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

- уточнение крановых нагрузок и воздействий; определение индивидуальной нагруженности подкрановой балки;

-выполнение проверочных расчетов, учитывающих их фактическое состояние;

- анализ и оценка технического состояния подкрановых конструкций;

- определение индивидуального ресурса подкрановых балок; -оформление отчетных материалов с составлением технического заключения. Список использованной литературы:

1.Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных произ-водственных объектов». Принят Государственной Думой 20 июня 1997 года №116-ФЗ.

2.Федеральные нормы и правила в области «Правила проведения экс -пертизы промышленной безопасности». Утверждены приказом Феде-ральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013года №538.

3.ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и монито-ринга технического состояния».

4. ИСО 4301/1-86 Краны и подъемные устройства. Классификация. М.: Изд-во стандартов, 1986, 8с.

5.СТО 22-05-04 Руководство по определению индивидуального ресурса стальных подкрановых балок с усталостными трещинами в стенках для допу-щения их временной эксплуатации.

© 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 ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЫМОВЫХ ТРУБ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЭКСПЕРТИЗЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ.

Аннотация

Рассматриваются вопросы фланцевых соединений при проведении экспертизы промышленной безопасности дымовых труб, указываются характерные проблемы фланцевых соединений.

Ключевые слова

Дымовые трубы, фланцевые соединения, экспертиза промышленной безопасности.

Для защищенности жизненно важных интересов личности и общества от аварий на опасных производственных объектах и последствий аварий Государственной Думой РФ был принят Федеральный закон РФ от 21.07.1997 № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». На основании п.1 ст.13 этого закона для определения соответствия опасных производственных объектов, предъявляемым к ним требованиям промышленной безопасности проводится экспертиза промышленной безопасности [1].

Чаще всего за время проведения экспертизы промышленной безопасности дымовых труб на объектах теплоснабжающих предприятий, встречались металлические дымовые трубы, выполненные на вантовых оттяжках, высотой 20-45 метров.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №10/2015 ISSN 2410-700Х_

По сравнению с кирпичными, монолитными железобетонными, сборными железобетонными дымовыми трубами металлические трубы имеют наименьшую массу и наиболее высокий уровень монтажной готовности. Кроме того, они не фильтруют конденсат и вредные компоненты отходящих газов, что обеспечивает работу со значительными положительными давлениями и скоростями отходящих газов. Наряду с этим металлические трубы позволяют выполнять футеровку в широком диапазоне температурных сопротивлений.

Современные металлические трубы проектируют из отдельных элементов или царг, представляющих собой отрезки цилиндрической или конической формы, выполненные из листовой стали сварными, различной длины, ширины и толщины стенки, что зависит от высоты трубы, ее технологического назначения, количества и параметров эвакуируемых газов, а также методов монтажа и наличия монтажных механизмов. Для крепления царг между собой часто предусматривают фланцевые соединения на болтах, которые выполняют функции как монтажного крепления, так и основного. Фланцевые соединения секций, наиболее предпочтительное с точки зрения удобства при монтаже, менее удачно из-за краевого эффекта в месте сопряжения листа царги с фланцем, где возникают высокие местные напряжения вследствие колебаний трубы при ветровых нагрузках. Поэтому часто между фланцами и стенкой царги предусматривают установку ребер жесткости. [3]. В металлических дымовых свободностоящих и трубах с вантовыми оттяжками болты фланцевых соединений работают одновременно на срез и растяжение. исходя из этого, их следует проверять как на растяжение, так и на срез. Дымовые трубы работают в сложных условиях перепадов температур, давления, влажности, агрессивного воздействия дымовых газов, ветровых нагрузок и нагрузок от собственной массы. Конструкции трубы одновременно подвергаются различным видам коррозии, эрозии, испытывают значительные температурные напряжения, физические и механические нагрузки. При эксплуатации трубы происходит ослабление болтовых соединений, что является причиной развития щелевой коррозии фланцевого узла. Щелевая коррозия фланцевого соединения происходит в результате химического и электролитического воздействия окружающей среды и продуктов отводимых газов. Продукт коррозии стали имеет больший объем, чем зазор фланцевого соединения, в результате чего создаются значительные напряжения, которые могут приводить к деформации элементов, развитию трещин фланцевого соединения, отрыву болтов. Создаются условия для коррозионного растрескивания под напряжением фланцевого соединения трубы из малоуглеродистой стали. При этом следует учитывать, что коррозионное растрескивание под напряжением характеризуется: во-первых, тем, что происходит при номинальных растягивающих напряжениях, меньших предела текучести, во-вторых, такие трещины распространяются в металле самопроизвольно, по траекториям, нормальным к действующей растягивающей нагрузке. При разрушениях рассмотренного типа обязательно одновременно действуют четыре сильных охрупчивающих фактора: 1- неблагоприятный для данного случая состав среды; 2- неблагоприятная микроструктура стали; 3-наличие внешних или внутренних растягивающих напряжений, остаточных в зоне сварных швов или в области пластических деформаций; 4-наличие трещинообразных концентраторов напряжений [4]. Фланцевый узел дымовой трубы, с ослабленным болтовым соединением находится в риске коррозионного растрескивания под напряжением.

Поэтому при выполнении экспертизы в соответствии с требованиями Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» [2] необходимо производить визуальный и измерительный контроль фланцевых соединений на предмет ослабления болтовых соединений, развития щелевой коррозии, контроль за сохранением уплотнения соединения царг и сегментов трубы.

Снижение затяжки болтов и развитие щелевой коррозии происходит вследствие релаксации материала, динамических воздействий. Места снижения затяжки болтового соединения определяются визуально по следам выхода конденсата дымовых газов. Примыкающую зону трубы с фланцевыми узлами имеющих следы выхода конденсата на поверхность трубы необходимо проконтролировать ультразвуковыми приборами.

При проведении экспертизы промышленной безопасности дымовой трубы в г. Щёкино Тульской области наблюдалось характерное разрушение узлов фланцевого соединения

См. на Фото 1. Газоотводящий ствол дымовой трубы представляет собой цилиндрическую оболочку высотой 20 метров и диаметром 630 мм состоящую из трех секций. Секции трубы соединены между собой фланцами на болтах. Фланцевое соединение выполнено из уголков 70х70 и 16 -ти болтов диаметром 14 мм. Отметки соединений фланцев + 6.000м и +12.000м от низа плиты опорной базы. Труба раскреплена одним ярусами вантовых оттяжек (три оттяжки) на отм. 12,0 м., Высота цокольной части фундамента под трубу 2.0 м.

Толщина стенки трубы нижней царги по высоте составляла 7-7.5 мм, средней царги 6.8-6.9 мм, верхней 5.1-5.9 мм. Для обеспечения дальнейшей безопасной эксплуатации трубы было разработано решение по ремонту узла фланцевого соединения путем его дополнительного усиления, путем монтажа четырех дополнительных стяжных элементов с последующим ремонтом фланцевого соединения. Выше и ниже каждого фланцевого соединения были смонтированы по четыре стягивающих устройства в виде монтажных столиков, стягиваемых посредством болтового соединения. Для герметичности фланцевых соединений по периметру была вварена горячекатаная гладкая арматура.

В результате выполненного ремонта фланцевого соединения была повышена газоплотность в месте соединения царг между собой, произведена замена болтов фланцевого соединения, что было зафиксировано при повторных осмотрах с выполнением измерений. Контроль коррозионного износа металла, выполнялся с помощью толщиномера ультразвукового А1209.

Таким образом, щелевая коррозия, главным образом, обусловлена факторами среды. Для ее предотвращения необходимо устранить факторы, способствующие ее развитию: не допускать застоя жидкости между фланцевыми соединениями, периодически производить подтяжку болтовых соединений и их замену.

Сальники, используемые во фланцевых соединениях должны быть водоотталкивающими, быть достаточно упругими, чтобы поглотить некоторое давление при затягивании.

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.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №10/2015 ISSN 2410-700Х_

3. Ельшин А.М., Ижорин М.Н., Жолудов В.С., Овчаренко Е.Г. Дымовые трубы; Под редакцией С.В. Сатьянова- М., 2001-296с.

4.Горицкий В.М. Диагностика металлов. М.: Металлургиздат, 2004-408с.

© 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

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ.

Аннотация

В статье рассмотрен общий подход при диагностировании технического сос-тояния металлоконструкций при экспертизе промышленной безопасности.

Ключевые слова

Техническое диагностирование, металлоконструкции, экспертиза промышленной безопасности.

Экспертиза промышленной безопасности зданий и сооружений, проводится с целью определения соответствия объекта экспертизы предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности [2] на основании требований статьи 13 Федерального закона РФ от 21.07.1997 № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» [1].

Проведение экспертизы промышленной безопасности зданий и сооружений регламентируется ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследо-вания и мониторинга технического состояния» [3].

Техническое состояние объекта не постоянно, оно может меняться за время экс-плуатации под действием климатических условий, параметров рабочей среды, статических и динамических нагрузок, деградации свойств материалов со вре-менем. Основное назначение технического диагностирования является поддер-жание уровня надежности, обеспечение требований безопасности и эффектив-ности. Процессы обнаружения и поиска дефектов являются процессами опреде-ления технического состояния объекта, обеспечения и поддержания надежнос-ти технических объектов. При техническом диагностировании объекта реша-ются задачи о его состоянии - работоспособное техническое состояние, ограни-ченно - работоспособное техническое состояние то есть объект требует ремон-та, возможна эксплуатация при пониженных рабочих условиях, нагрузках , эксплуатация невозможна .

Техническое состояние металлических конструкций оценивается по результа-там анализа технической документации, экспертного технического обследова-ния элементов металлоконструкций. Достоверное техническое диагностирова-ние состояния и остаточного ресурса металлоконструкций (определение с зада-нной вероятностью интервала времени, в течении которого сохранится работоспособное- техническое состояние) возможно:

- при надежных методах и средствах диагностического выявления и контроля коррозионных повреждений (язв, щелей и т.д.), трещин и иных дефектов в эле-ментах металлоконструкций;

- диагностирование напряженно-деформированного состояния в наиболее опасных его зонах;

- диагностического определения степени деградации механических свойств металла под воздействием эксплуатационных факторов.