Анализ дефектов и повреждений металлических конструкций зданий металлургических производств

Analysis of defects and damage to the metal structures of buildings of metallurgical production Smirnov V.1, Svittsov M.2, Shileeva A.3, Shikhova Ye.4,

Ponikarova Yu.5

Анализ дефектов и повреждений металлических конструкций зданий металлургических производств

Смирнов В. В.1, Свитцов М. А.2, Шилеева А. Ю.3, Шихова Е. Н.4, Поникарова Ю. Е.5

Смирнов Валерий Владимирович /Smirnov Valery - зам. нач. отдела ЭПБ ЗиС, эксперт;

2Свитцов Максим Александрович /Svittsov Maksim - эксперт;

3Шилеева Анна Юрьевна / Shileeva Anna - эксперт;

4Шихова Елена Николаевна / Shikhova Yelena - эксперт,

5Поникарова Юлия Евгеньевна /Ponikarova Yuliya - инженер-строитель,

Общество с ограниченной ответственностью «Промышленная экспертиза», г. Череповец

Аннотация: в статье проведен анализ дефектов и повреждений металлических конструкций зданий металлургических производств, возникающих как на стадии изготовления и монтажа конструкций, так и на стадии эксплуатации.

Abstract: the article analyzes the defects and damage to the metal structures of buildings smelting industry arising at the stage of manufacture and assembly of structures and during the operational phase.

Ключевые слова: промышленная безопасность, металлические конструкции, безопасная эксплуатация, причины возникновения дефектов и повреждений, сварные соединения, металлургическое производство. Keywords: industrial safety, metal construction, safe operation, the causes of defects and damages, welded joints, metal production.

УДК 699.88

При проведении экспертизы промышленной безопасности [4, 5] металлических конструкций зданий металлургических производств выявляются различные дефекты и повреждения, возникшие как на стадии изготовления и монтажа конструкций, так и на стадии эксплуатации.

Металлические конструкции зданий металлургических производств эксплуатируются в относительно тяжелых условиях при сложном напряженном состоянии и при этом испытывают различные по природе воздействия:

• силовые (собственный вес конструкций, эксплуатационные силовые факторы);

• технологические температурные воздействия (от технологических процессов и работы технологического оборудования);

• климатические воздействия (снеговая, ветровая, сейсмическая и другие воздействия);

• коррозионные (от атмосферных явлений и воздействия агрессивной производственной среды). Все эти факторы неблагоприятно сказываются на эксплуатационной долговечности металлических

конструкций производственных зданий и способствуют накоплению усталостных дефектов и повреждений, способных привести к выходу из строя как отдельных конструктивных элементов, так и всего здания в целом.

Отклонения действительного состояния, возникшие на стадии изготовления и монтажа конструкций, принято называть дефектами, а возникшие в результате воздействия нагрузок и условий эксплуатации -повреждениями.

Дефекты классифицируются по стадиям создания конструкции:

- дефекты, связанные с нарушением норм проектирования;

- дефекты изготовления;

- дефекты транспортировки и монтажа.

При проведении экспертиз промышленной безопасности в сварных соединениях элементов металлических конструкций зданий металлургических производств встречаются дефекты, возникшие в процессе изготовления и монтажа. Появление этих дефектов связано с различного вида нарушениями технологии изготовления, низким качеством монтажных работ и отсутствием надлежащего контроля качества работ.

В сварных соединениях наиболее характерными дефектами являются: неполномерность швов (рис. 1), наплывы (рис. 2), подрезы основного металла (рис. 3), непровары в корне и по сечению шва (рис. 4), шлаковые включения (рис. 5), поры (рис. 6).

Основная причина возникновения этих дефектов связана с нарушением режимов сварки и неудовлетворительной подготовкой (очисткой, разделкой) кромок свариваемых элементов [1].

Рис. 1. Неполномерность угловых и стыковых швов

Рис. 2. Наплывы угловых и стыковых швов

Рис. 3. Подрезы основного металла угловых и стыковых соединений

Рис. 4. Непровар в корне шва при двусторонней сварке в угловых и стыковых соединениях

Рис. 5. Шлаковые включения в угловых и стыковых соединениях

Рис. 6. Поры в сварном соединении

Повреждения подразделяют на группы в зависимости от причин их возникновения:

- повреждения от силовых воздействий;

- повреждения от температурных воздействий;

- повреждения от агрессивных воздействий и др. [1].

Повреждения от силовых воздействий могут быть вызваны недостаточной несущей способностью вследствие недостатков проектной документации или дефектным изготовлением, либо непроектной нагрузкой при эксплуатации.

Повреждения от воздействия производственной среды связаны с агрессивностью среды, увлажнением конструкций, механическими повреждениями при эксплуатации.

При анализе полученных результатов проведенных обследований установлено, что большинство несущих металлических конструкций зданий металлургических производств накопили в процессе эксплуатации многочисленные повреждения.

Конструктивная безопасность является неотъемлемой частью промышленной безопасности, так как в процессе эксплуатации металлические конструкции зданий металлургических производств накапливают дефекты, вследствие чего могут быть подвержены риску аварийного обрушения.

Безопасная эксплуатация зданий металлургических производств достигается своевременным проведением обследования и экспертизы промышленной безопасности данных объектов, а также выполнением рекомендаций по восстановлению поврежденных конструкций.

Литература 1 2 3 4 5

1. Металлические конструкции. [Текст]: справочник проектировщика/ под ред. В. В. Кузнецова; 3 том - М.: изд. АСВ, 1999. 528 с.

2. РД 22-01-97 Требования к проведению оценки безопасности эксплуатации производственных зданий и сооружений поднадзорных промышленных производств и объектов (обследования строительных конструкций специализированными организациями). [Текст]: Принят Госгортехнадзором России 21.12.1997г.

3. СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений. [Текст]: Принят и рекомендован к применению в качестве нормативного документа в Системе нормативных документов в строительстве Постановлением Госстроя России от 21августа 2003 г. № 153.

4. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности». [Текст]: Зарегистрированы в Минюсте РФ 26 декабря 2013 г. Регистрационный N 30855.

5. Федеральный закон от 21.07.1997 N 116-ФЗ (ред. от 13.07.2015) «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». Принят Государственной Думой 20 июня 1997 года.