Выявление скрытых повреждений стальных конструкций, имеющих огнезащитное покрытие, в процессе проведения экспертизы промышленной безопасности опасных производственных объектов
В статье рассмотрены результаты скрытых коррозионных воздействий на металлические несущие строительные конструкции в условиях отсутствия вентиляции, выявленные при проведении экспертизы промышленной безопасности.
Ключевые слова: коррозия строительных конструкций, промышленная безопасность, экспертиза промышленной безопасности, техническое диагностирование.
In the article the results of corrosion effects on metal bearing building structures in the absence of ventilation.
Keywords: corrosion of building structures, industrial safety, industrial safety expertise, technical diagnosis.
В настоящее время в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности проходит плановая модернизация производств (установок), с заменой устаревшего оборудования. Однако, в целях экономии средств, замена технологического оборудования обычно проводится без замены строительных сооружений, на которых они располагаются (постаменты, этажерки и т. п.), большая часть которых отработали свой остаточный ресурс, либо близка к этому. Поэтому надежность указанных сооружений выходит на первый план в вопросе промышленной безопасности предприятия. При этом при проведении стандартных плановых экспертиз промышленной безопасности сооружений зачастую упускаются скрытые повреждения конструкций, в том числе несущих стальных элементов, поверхности которых скрыты для визуального освидетельствования огнезащитными покрытиями (огнезащита выполнена путем футеровки, т. е., облицовки конструкций кирпичной кладкой, либо оштукатуриванием по сетке). С целью определения остаточной несущей способности строительных конструкций, при плановой замене технологического оборудования авторами статьи были выполнены мероприятия по контролю возможных повреждений стальных строительных конструкций (постаментов, этажерок и т. п.), скрытых огнезащитой, на примере постамента ХВ-2, расположенного на территории нефтеперерабатывающего завода в г. Москва.
Данный завод был запроектирован в 1971 г. и эксплуатируется более 40 лет. Постамент представляет собой двухпролетную, двухэтажную открытую этажерку каркасного типа — каркас металлический. Фундаменты — отдельно стоящие железобетонные. Балки и стойки стальные из профилированных элементов. Перекрытие выполнено из сборных железобетонных плит (с отдельными монолитными железобетонными участками) по стальным балкам. Балки выполнены двутаврового сечения I20, I24, I30, I40, I50. Раскладка балок ортогональная. Консоли выполнены из спаренного швеллера № 16 и уголка L63. Все балки заизолированы — выполнена противопожарная защита (оштукатурены) асбестовым штукатурным раствором, в отдельных балках под штукатурным слоем на нижнюю полку на всю высоту стенки балки установлен теплоизоляционный кирпич (фото.1).
Нагрузка от электродвигателей передается на стальные балки перекрытия на отм. +4.76 через монолитные железобетонные фундаменты. Нагрузка от теплообменников передается через стальные стойки второго этажа на стойки первого этажа. Стойки первого этажа выполнены стальными из спаренных швеллеров № 20, установленных полками наружу на базу из стальной пластины — 420х470х20 мм с фасонками толщиной 8 и 10 мм. Швеллеры соединены стальными накладками толщиной 10 мм размером 245х150 мм, установленными с шагом 700–800 мм. Все стойки облицованы керамическим кирпичом на цементно-песчаном растворе (толщина облицовки 120 мм). Конструкции баз (опорные узлы) стоек первого этажа забетонированы. Общий вид сооружения представлен на фото. 1.
Рис. 1. Общий вид объекта
Через 2 года после проведения очередной экспертизы промышленной безопасности сотрудниками отдела технического надзора было выявлено наличие выраженного крена одной из консолей по оси «Б-4», в связи с чем, они обратились в специализированную организацию для оценки степени опасности выявленного дефекта и анализа вызвавших его причин.
Для детального освидетельствования строительных конструкций было принято решение частично демонтировать огнезащитное покрытие (облицовку из керамического кирпича) со стальных конструкций постамента. По результатам освидетельствования установлено, что наибольшему повреждению подверглись конструкции со стороны оси «4», при этом большинство повреждений сконцентрировано в зоне перекрытия. Коррозионное повреждение конструкций в указанных зонах (по отношению к неповрежденным участкам) достигает 30–40 %, при этом имеются локальные зоны оси «Б-4», «В-4», коррозионное повреждение металла в которых достигает 100 %. Фрагмент стальных элементов после вскрытия огнезащитного покрытия представлен на фото 2.
Рис. 2. Фрагмент стальной балки в зоне вскрытия огнезащитного покрытия
Выводы
По результатам освидетельствования авторами статьи было установлено, что металлические несущие строительные конструкции объекта были подвержены систематическому воздействию атмосферной воды в условиях отсутствия необходимой вентиляции. Основные дефекты и повреждения несущих конструкций постамента были сформированы в результате непредусмотренных проектом коррозионных воздействий, основной причиной которых явились:
отсутствие эффективного антикоррозионного покрытия стальных конструкций на стадии возведения объекта;
протечки через поврежденные участки гидроизоляции перекрытия;
облицовка стальных стоек первого этажа керамическим кирпичом в процессе эксплуатации, сформировавшая зоны отсутствия необходимой вентиляции строительных конструкций в условиях их регулярного замачивания.
При проведении экспертизы промышленной безопасности, техническом диагностировании, с определением срока дальнейшей безопасной эксплуатации стальных строительных конструкций (постаментов, этажерок и т. п.) скрытых огнезащитой, необходимо учитывать возможные скрытые эксплуатационные дефекты, аналогичные вышеописанным. Это позволит уже на стадии ознакомления с технической документацией, а также при проведении визуально-измерительного контроля, сориентироваться и уточнить методы и объём необходимого дополнительного контроля. При проведении расчета остаточного ресурса сооружения следует учитывать возможное коррозионное повреждение, скорость которого значительно выше нормативных величин.
