岳陽(yáng)市煙囪安全檢測(cè)鑒定報(bào)告辦理流程

時(shí)間：2020-03-24作者：深圳市住建工程檢測(cè)有限公司瀏覽：70

一、問(wèn)題提出
某鋼鐵廠2 號(hào)加熱爐鋼煙囪建造于1995 年,1997 年投產(chǎn)使用,并在2017 年將鋼煙囪從原35m 增高至40m(鋼煙囪立面圖見(jiàn)圖1) ,鋼煙囪從建成投入使用至今已有17 年之久?，F(xiàn)該煙囪與鄰近鋼煙囪相比,晃動(dòng)搖擺明顯,委托方?jīng)Q定對(duì)該鋼煙囪進(jìn)行檢測(cè)鑒定并提出整改措施,以確保該構(gòu)筑物的安全使用和防止意外事故的發(fā)生。
二、基本情況
鋼煙囪全高為40m ,其底部4. 05m 為鋼砼底座(基礎(chǔ)) 。底座上部鋼煙囪的筒體分為5 節(jié),下4 節(jié)筒體為變截面,上部一節(jié)筒體高約27. 77m。5 節(jié)鋼煙囪的節(jié)間由法蘭板連接或加筋板加強(qiáng),筒體鋼板設(shè)計(jì)厚度為10mm。鋼砼底座設(shè)有內(nèi)襯,鋼煙囪無(wú)內(nèi)襯。
三、檢查情況
1、基礎(chǔ)　因現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)未開(kāi)挖地下基礎(chǔ)且又無(wú)原始圖紙查找,無(wú)法對(duì)地下基礎(chǔ)進(jìn)行深入了解。
4. 05m 高的鋼煙囪鋼砼底座(基礎(chǔ)) ,其表面未見(jiàn)有明顯缺損現(xiàn)象,只發(fā)現(xiàn)表面有一處開(kāi)裂裂縫,該裂縫沒(méi)有明顯進(jìn)一步擴(kuò)展傾向。
2、 筒身　煙囪筒身經(jīng)外觀檢查,發(fā)現(xiàn)原來(lái)涂刷的油漆漆膜大部分剝落、鋼板銹蝕,且其表面顯現(xiàn)一種受熱過(guò)渡的銹黃顏色。在煙囪的鋼砼底座上部發(fā)現(xiàn)有環(huán)向裂縫,裂縫寬度大多在014～115mm 之間,過(guò)煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范[1]013mm 的規(guī)定,裂縫長(zhǎng)度一般在1～2m,裂縫深度多在013～014mm。

3、 內(nèi)襯　鋼煙囪無(wú)內(nèi)襯,僅下部底座及煙道設(shè)置內(nèi)襯,進(jìn)入內(nèi)部觀察其情況,發(fā)現(xiàn)內(nèi)襯已老化,損失了隔熱保護(hù)作用。
4、 囪帽　囪帽同樣漆膜大部分剝落,但銹蝕為嚴(yán)重。
5、 焊縫、螺栓　對(duì)鋼煙囪的連接焊縫進(jìn)行檢查,未見(jiàn)有焊縫開(kāi)裂,但同樣存在銹蝕嚴(yán)重狀況。法蘭螺栓多處斷裂破壞,且部分螺栓明顯松動(dòng)。
6、 附屬設(shè)施　此鋼煙囪設(shè)2 道支撐,1 道支撐設(shè)在標(biāo)高為+ 14. 640 處,即其旁廠房柱頭部,撐桿為2 根,其斷面尺寸均為L(zhǎng)200 ×14。2道支撐在屋架天溝處即鋼屋架上弦,撐桿的斷面尺寸為:西側(cè)是2 根16 # 槽鋼拼接而成,東側(cè)為H型鋼,寬為160mm。2 道撐桿是在鋼煙囪增高5m時(shí)設(shè)置的, 上、下2 道撐桿之間的間距為118m。
四、測(cè)量情況
1、 鋼煙囪垂直度測(cè)量
因鋼煙囪外邊的直線顯折線狀,故在不同點(diǎn)位其垂直度不同,本次測(cè)得鋼煙囪垂直度為:東傾240～300mm ,南傾
250～340mm。根據(jù)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范表4. 3. 6 中規(guī)定,高聳構(gòu)筑物其高度在20m < Hg ≤100m 之間時(shí),其
允許傾斜值為0. 006～0. 005 ,則40m 鋼煙囪傾斜范圍為240/ 40000 = 0. 006 ,340/ 40000 = 0. 0085 ,即
0. 0085～0. 006 > 0. 006～0. 005 ,不符合規(guī)范要求 。
2、 筒身鋼板厚度測(cè)量
煙囪鋼板原厚度為10mm ,現(xiàn)經(jīng)聲波測(cè)厚儀測(cè)得其厚度為8. 0 ～ 8. 9mm , 腐蝕率為11 %～20 % ,根據(jù)《煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范》( GB5005122002) 中規(guī)定,自立式無(wú)隔熱層鋼煙囪(h > 20m) 筒壁小厚度應(yīng)不小于9mm ,可見(jiàn)其腐蝕后筒壁厚度已不符合規(guī)范要求。
3、 筒體溫度測(cè)量
用聲波測(cè)溫儀測(cè)得其煙囪鋼板溫度為270 ℃～300 ℃,已過(guò)鋼煙囪筒壁所規(guī)定的高受熱溫度(煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定碳素結(jié)構(gòu)鋼< 用于沸騰鋼> 其高受熱溫度為250 ℃) 。
4、 頻率測(cè)試
用渦街流量計(jì)檢測(cè)煙囪旋渦的頻率,并與煙囪自振頻率進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)兩者頻率接近,從而產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
五、鋼筒強(qiáng)度計(jì)算
彎矩軸力作用下,鋼煙囪強(qiáng)度按下式進(jìn)行計(jì)算:
NiAni±MiWni≤f t 及σcrt (1)
式中:Mi 為鋼煙囪水平計(jì)算截面i 的大彎矩設(shè)計(jì)值(包括風(fēng)彎矩和水平地震作用彎矩) (N. mm) ;Ni 為與Mi 相應(yīng)軸向壓力或軸向拉力設(shè)計(jì)值(包括結(jié)構(gòu)自重和豎向地震作用) (N) ; Ani為計(jì)算截面處的凈截面面積(mm2) ; Wni為計(jì)算截面處的凈截面抵抗矩(mm3) ; f t 為溫度作用下鋼材抗拉、抗壓和拉彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/ mm2) 。筒局部穩(wěn)定的臨界應(yīng)力值為:
σcrt = 0. 4 Etktdi(2)
式中: Et 為溫度作用下鋼材的彈性模量(N/mm2) ;σcrt為筒局部穩(wěn)定的臨界應(yīng)力值(N/ mm2) ;K 為局部抗壓強(qiáng)度調(diào)整系數(shù),對(duì)應(yīng)于風(fēng)荷載, K =1. 50 ,對(duì)應(yīng)于地震作用K = 1. 20 ; t 為鋼筒壁厚(mm) ; di 為鋼筒外直徑(m) ;經(jīng)鋼筒強(qiáng)度驗(yàn)算,該鋼煙囪符合強(qiáng)度要求。

六、檢測(cè)鑒定評(píng)級(jí)
根據(jù)有關(guān)性鑒定規(guī)程 ,對(duì)該煙囪的地基基礎(chǔ)、筒身、內(nèi)襯、煙道按檢查情況進(jìn)行評(píng)定,并從煙囪筒身的承載能力、裂縫、傾斜三個(gè)子項(xiàng)進(jìn)行分析,認(rèn)為該煙囪的鑒定評(píng)級(jí)為偏四級(jí),需立即采取加固維修措施。
七、煙囪晃動(dòng)原因分析、探討
1、該2 號(hào)鋼煙囪雖增高5m ,但其長(zhǎng)一節(jié)懸空高度(從煙囪到屋架天溝撐桿處的懸空長(zhǎng)度約為23. 56m) 與靠近東面38m 高的新?tīng)t子鋼煙囪的長(zhǎng)一節(jié)懸空高度(懸空長(zhǎng)度約23. 36m) 相近,且兩者壁厚、內(nèi)徑均相等。38m 鋼煙囪現(xiàn)使用情況良好,說(shuō)明2 號(hào)鋼煙囪增高5m 的設(shè)計(jì)是有一定可比依據(jù)。
2、從鋼煙囪垂直度測(cè)量情況分析,其傾斜值出規(guī)定范圍,且鋼煙囪因長(zhǎng)期處于高溫使用狀態(tài),加之鋼煙囪無(wú)內(nèi)襯,使鋼板受熱變形(煙囪外邊不成一直線,顯曲線狀) 、腐蝕變薄,故鋼煙囪垂直線不在同一個(gè)圓心中,偏離,使其左右搖擺不均勻。
3、當(dāng)風(fēng)以一定的速度繞流圓筒形的鋼煙囪時(shí),將使煙囪在兩個(gè)方向上產(chǎn)生振動(dòng)。一種是順風(fēng)向的振動(dòng),振動(dòng)的風(fēng)向與風(fēng)的流向一致;另一種是橫風(fēng)的振動(dòng),振動(dòng)的方向與風(fēng)的方向垂直,也稱(chēng)風(fēng)的誘發(fā)振動(dòng)。在一定速度范圍內(nèi),風(fēng)在圓筒形的鋼煙囪背后的兩側(cè)周期性交替地形成旋渦并以相當(dāng)確定的頻率從筒體表面上脫落,在尾流中有規(guī)律地交錯(cuò)排列成兩行,這就是世界著名空氣動(dòng)力學(xué)馮·卡門(mén)(Theodore Von Karman) 所提出的“卡門(mén)旋渦”理論。
當(dāng)旋渦的頻率等于或接近鋼煙囪固有頻率時(shí),便會(huì)產(chǎn)生共振,這便是風(fēng)力誘發(fā)的振動(dòng)。本次對(duì)橫風(fēng)向的共振測(cè)試,可見(jiàn)該鋼煙囪的固有頻率與平時(shí)有風(fēng)力情況下的卡門(mén)旋渦頻率接近或相一致,從而使其搖晃擺動(dòng)被加大。
八、措施及建議
1、 根據(jù)以上的檢測(cè)情況及分析,建議甲方修補(bǔ)鋼筋砼底座表面的混凝土開(kāi)裂裂縫。對(duì)筒身裂縫進(jìn)行焊補(bǔ),并對(duì)所有金屬件進(jìn)行除銹、防銹處理,如條件許可,對(duì)鋼煙囪內(nèi)壁涂刷FVC 耐高溫防腐涂料(可耐溫200 ℃和400 ℃等系列) ,這可有效延長(zhǎng)鋼煙囪的使用壽命。
2、 在煙囪上部的適當(dāng)位置處設(shè)置浪風(fēng)繩加固,以控制煙囪因偏離所產(chǎn)生的筒身?yè)u晃狀況。
3、 在煙囪部1/ 3H(高度) 范圍內(nèi)的煙囪外壁焊接螺旋翅片,以增加煙囪的阻尼,從而破壞卡門(mén)旋渦或者改變煙囪的固有頻率,大限度避免共振現(xiàn)象,從面有效地防止對(duì)煙囪的破壞,這將有助于避免嚴(yán)重事故的發(fā)生。

本公司承接以下全國(guó)業(yè)務(wù)范圍：

一、工程質(zhì)量檢測(cè)鑒定
1、程結(jié)構(gòu)檢測(cè)、鑒定（混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)，塔桅及高聳建（構(gòu)）筑物，構(gòu)配件質(zhì)量檢測(cè)，振動(dòng)測(cè)試，結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試，結(jié)構(gòu)性能現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)）；災(zāi)后結(jié)構(gòu)承載力鑒定。
2、工業(yè)與民用程安全性、適用性、適修性、耐久性、性鑒定；建（構(gòu)）筑物抗震鑒定；沉降觀測(cè)，采光日照鑒定、分析，容積率分析，面積測(cè)量，物功能評(píng)價(jià)；民房檢測(cè)鑒定；裝飾裝修工程質(zhì)量檢測(cè)鑒定。


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