УДК 69
Пакулев Михаил Валерьевич
Генеральный директор, эксперт ООО ИЦДК «СоюзТехГаз»
E-mail: argongaz-expert@mail.ru
Рыбин Владимир Александрович
Ведущий эксперт по обследованию зданий и сооружений
ООО ИЦДК «СоюзТехГаз»
Федотов Ярослав Олегович
Начальник отдела экспертизы промышленной безопасности, эксперт
ООО ИЦДК «СоюзТехГаз»
В работе рассмотрено и проанализировано влияние различных конструктивных форм, стропильных конструкций зданий на их долговечность, при эксплуатации в агрессивной среде. Данные наблюдения были выявлены в ходе анализа ряда экспертиз промышленной безопасности зданий, проведенных ООО ИЦДК «СоюзТехГаз» на предприятиях цветной и черной металлургии.
В настоящее время на предприятиях цветной и черной металлургии широко применяются различные процессы сопряженные с выделением значительных объемов сернистых соединений. В частности при конвертерном способе обработки меди выделяется значительное количество сернистого газа, часть из которого невозможно уловить и передать на дальнейшую нейтрализацию. Сернистые газы скапливаются под кровлей и в межферменном пространстве, образуя среду, агрессивную к материалам стропильных конструкций и покрытия. Для удаления газов из под кровельного пространства в покрытии устраиваются аэрационные фонари. В действующих нормах проектирования не оговаривается форма и очертание покрытия и аэрационных фонарей, однако они значительно влияют на долговечность самого покрытия.
В настоящее время наиболее распространенной формой покрытия, изготавливаемой из металлоконструкций, с аэрационным фонарем является трапециевидная ферма с малыми уклонами покрытия (см. рис. 1)
Рис. 1. Типовая конструкция стропильной фермы с аэрационным фонарем
Уклон верхнего пояса подобных ферм, как правило, не превышает 2%, достаточным для надежного водоотвода с кровли считается уклон 1,5%. Железобетонные стропильные фермы, так же не предусматривают значительных уклонов конструкций покрытия. При проектировании данного вида конструкций проектировщики исходят лишь из механической прочности конструкций и требований по отводу атмосферных осадков с кровли.
По результатам обследования значительного числа зданий, эксплуатируемых в агрессивных условиях воздействия сернистых соединений нами установлено, что покрытия, имеющие значительный уклон, менее подвержены коррозионному износу, чем плоские, либо близкие к ним по очертанию. Наименее подвержены коррозионному износу покрытия с фонарями треугольного очертания (см. рис.2) имеющими значительный уклон.
Рис. 2 Очертание покрытия наименее подверженного воздействию агрессивной среды
У покрытий данного типа естественная эвакуация газов из здания происходит эффективнее, газы не скапливаются под покрытием и не создают коррозионного воздействия на конструкции покрытия. Под покрытием не образуется застойных зон и газовых мешков (рис.3). В результате покрытия данного очертания имеют большую долговечность и менее подвержены коррозионным воздействиям (рис. 4), что в итоге позволяет увеличить срок их службы и значительно сэкономить на замене покрытия. В настоящее время на некоторых объектах наблюдается обратная картина, в целях снижения трудоемкости и сложности ремонта на покрытиях треугольного очертания устанавливают дополнительные прогоны и выполняют плоское покрытие, снижая тем самым эффективность работы аэрационного фонаря и уменьшая срок службы нового покрытия.
Рис. 3 Расположение застойных зон скопления агрессивных газов
Таким образом, для предприятий металлургического комплекса, в тех. процессах которых присутствует значительное выделение сернистого и других агрессивных газов, целесообразно при ремонтах и реконструкциях изменять конструкцию покрытия таким образом, чтобы избежать возникновения под покрытием и в межферменном пространстве застойных зон агрессивных газов. Зачастую это не требует значительных материальных затрат на усиление существующих конструкций. Однако каждое подобное изменение необходимо выполнять по специально разработанному проекту, с учетом образования снегового мешка в развале аэрационного фонаря. Это позволит значительно увеличить срок службы как стропильных конструкций, работающих в агрессивной среде, так и самого покрытия, выполняемого очень часто из металла или железобетона, материалов наиболее подверженных коррозионным воздействиям в кислотных средах.