Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

КЛ Спец констр МК

.pdf
Скачиваний:
39
Добавлен:
21.02.2016
Размер:
5.64 Mб
Скачать

Розрахункова характеристика корозійної стійкості конструктивної форми (Аk) при проектуванні має наступний аналітичний опис:

Ak f mk fk An 103 , (1)

де Аn – нормативне значення корозійних втрат (приймається за табл. 1);

fk, mk – коефіцієти надійності за діями агресивного середовища і за корозійніою стійкістю матеріалу (табл. 2, 3);

f = К1∙К2 – конструктивний коефіцієнт, що ураховує тип перерізу (К1) і кут нахилу елементів (К2) на інтенсивність корозійного зносу (табл. 4, 5) [2].

Для розрахунку за граничними станами використовуємо залежності:

 

I граничній стан

 

Ф/N 1 zk Г ,

(2)

(1 - zn) Аk Тcn≤ mtp (1 - 1/Г);

(3)

II граничній стан

 

Тz

znТz;

(4)

Тm

zn Тm ,

(5)

де Г= Ф/N – відношення резерву надійності з умови оцінки граничного зусилля(Ф, кН) і найбільшого розрахункового зусилля в конструктивному елементі (N, кН);

zk – коефіцієнт надійності протикорозійного захисту, встановлюваний при обгрунтовуванні методів первинного захисту;

zn - коефіцієнт надійності засобів і методів вторинного захисту; c – коефіцієнт кінетики корозійного зносу;

tp – наведена товщина перерізу елемента, см;

m 104 – перевідний коефіцієнт корозійних втрат; p – густина металу (г/см3);

Тz m) – нормативний термін служби захисних покриттів (металізаційних) за даними сертифікаційних випробувань;

Тz , (Тm ) – гарантований термін служби захисних (металізаційних) покриттів з надійною ймовірністю = 0.95;

141

Нормативне значення корозійних втрат

Таблиця 1

 

 

 

 

 

Нормативне значення корозійних

 

 

 

Позначення степеня

 

Середовище

 

 

 

 

втрат сталі С235,

агресивності за СНіП 2.03.11-

 

 

 

 

 

 

 

Аn (L,

G, S), г/(м2 рік)

 

 

 

85

 

 

 

 

Неагресивне

 

До 78,5

 

 

 

 

 

 

 

 

Неагресивне

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Слабоагресивне

Понад 78,5 до 392,5

 

 

 

 

 

 

Слабоагресивне

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Низькоагресивне

Понад 392,5 до 1177,5

 

 

 

 

 

 

Середньоагресивне

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Середньоагресивне

Понад 1177,5 до 2355,0

 

 

 

 

 

 

Середньоагресивне

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Високоагресивне

Понад 2355,0 до 3925,0

 

 

 

 

 

 

Середньоагресивне

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сильноагресивне

Понад 3925,0

 

 

 

 

 

 

 

Сильноагресивне

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значення коефіцієнта надійності за діями агресивного середовища

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Група

 

 

 

 

 

 

 

Коефіцієнт mk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сталей за

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Степінь агресивності середовища

 

 

 

корозійною

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Неагресив

 

Слабоагре

Низькоагр

Середньоа

 

Високоагр

Сильноагрес

 

стійкістю

 

не

 

 

 

сивне

есивне

 

гресивне

 

есивне

 

 

ивне

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

І

 

0,95

 

0,95

 

0,95

 

1,00

 

 

 

1,00

 

 

1,05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II

 

0,95

 

0,95

 

1,00

 

1,05

 

 

 

1,10

 

 

1,20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III

 

0,95

 

0,90

 

0,90

 

0,95

 

 

 

1,05

 

 

1,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значення коефіцієнта надійності за корозійною стійкістю матеріалу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Категорії розміщення

 

 

 

 

 

Значення коефіцієнта fk

 

 

 

 

 

 

 

 

при степені агресивності середовища1

 

 

 

конструкцій

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

3

 

 

4

 

5

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На відкритому повітрі

 

 

1,05

 

1,10

1,15

 

1,20

 

1,20

 

 

1,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Під навісом

 

 

 

1,00

 

1,10

1,10

 

1,15

 

1,15

 

 

1,20

 

 

Усередині

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

неопалювальних

 

 

 

1,00

 

1,05

1,10

 

1,10

 

1,15

 

 

1,15

 

 

приміщень

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Примітка. 1 – неагресивне; 2 – слабоагресивне; 3 – низькоагресивне; 4 – середньоагресивне; 5 – високоагресивне; 6 – сильноагресивне.

142

Коефіцієнт впливу типу перерізу елементів на швидкість корозії сталевих

конструкцій

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 4

 

 

 

 

 

 

 

Значення К1

при типі перетину

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лист

 

 

Матеріал конструкцій

 

 

 

 

 

Замкнений

одиночний

Складовий

 

Труби

 

коробчастий

прокатний

 

 

 

 

профіль3

 

 

 

 

 

 

 

переріз

або гнутий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

профіль2

 

 

Вуглецева сталь і сталь марок

1

 

 

1,1

 

1,4

 

2

 

10ХСНД, 15ХСНД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Низьколегована сталь, окрім

1

 

 

1,3

 

2

 

2,5

 

сталі марок 10ХСНД, 15ХСНД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коефіцієнт впливу кута нахилу до горизонталі на швидкість корозії елементів

 

 

 

сталевих конструкцій

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значення К2

при типі перерізу

 

 

Кут нахилу,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Замкнутий

 

Лист одиночний

 

Складовий

 

град.

 

Труби

 

коробчастий

 

прокатний або

 

 

 

 

 

 

профіль3

 

 

 

 

 

 

 

переріз

 

гнутий профіль2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

 

 

 

1

 

 

1

 

1

 

45

 

0,6

 

 

 

0,6

 

 

0,7

 

0,8

 

90

 

0,4

 

 

 

0,4

 

 

0,5

 

0,6

 

2Окрім гнутого профілю незамкненого коробчастого перерізу.

3Тавровий переріз з двох кутів, хрестові перерізи з чотирьох кутів, незамкнуті коробчасті двотаврові перерізи з швелерів або гнутих профілів.

143

 

Перевірка

несучої

 

здатності

 

конструкцій

 

виконується

з

урахуванням

 

недосконалості, пов'язаної з

 

виготовленням,

монтажем та

 

експлуатацією

об'єктів.

 

Корозійне

 

руйнування

 

включає різні види загальної

 

(рівномірної

 

та

 

нерівномірної)

та місцевої

 

корозії (рис. 3).

 

 

 

 

Оцінювання

Рис. 3. Загальна і місцева (щілиста,

інтенсивності

корозійного

руйнування

виконується на

підповерхнева, виразками) корозія вузлового

підставі

 

даних

з'єднання.

інструментальних

 

 

 

 

вимірювань за допомогою коефіцієнта надійності протикорозійного захисту ( zf) за формулою [3]:

zf

k

p

k,n

1 ,

(

6)

 

 

 

 

 

де k – коефіцієнт, що враховує рівномірну корозію;

р – коефіцієнт змінення геометричних характеристик з урахуванням місцевої корозії;

р – коефіцієнт густини корозійних уражень;

tk – товщина елемента конструкції з урахуванням рівномірної корозії, см;

δ – гранична відносна похибка вимірювань геометричних характеристик перерізу при заданій надійній ймовірності, що дорівнює 0.95.

 

 

Статистичне обгрунтовування характеристики δ здійснюється з урахуванням

 

об'єму експериментальних вимірювань (N), заданої надійнії ймовірності (γ),

 

коефіцієнт варіації (V) показників корозійного зносу (табл. 6).

 

 

 

Кількість інструментальних вимірів N конструктивних однорідних елементів

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ

 

γ

 

 

Н при V

 

 

 

 

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

 

 

 

 

 

 

 

0,80

4

6

13

20

25

 

0,05

 

0,90

8

15

25

40

65

 

 

0,95

13

25

40

66

100

 

 

 

 

 

 

0,99

25

50

100

150

200

 

0,10

 

0,80

-

3

5

8

10

 

 

 

0,90

3

5

8

13

15

 

 

 

0,95

5

8

13

20

25

 

 

 

 

 

 

 

 

144

 

0,99

8

15

25

32

50

 

0,80

-

-

3

4

5

0,15

0,90

-

3

4

6

8

0,95

3

5

6

10

13

 

 

0,99

5

8

13

5

25

 

0,80

-

-

-

-

3

0,20

0,90

-

-

4

5

6

0,95

-

4

5

6

8

 

 

0,99

4

6

8

10

15

145

4. Захист від корозії і відновлення захисних покриттів у процесі експлуатації

Стан захисних покриттів визначається за допомогою комплексного узагальненого показника захисних властивостей у відповідності з ГОСТ 9407-80:

Аз = 0,1ап +0,1ap +0,1aот + 0,3ак +0,3арп

(

7)

Чисельні коефіцієнти ai є характеристиками вагомості ознаки руйнування покриття. Степінь руйнування покриття визначається за ознаками ai:

при утворенні пузирів – (п);

при розтріскуванні – (р);

при відшаровуванні – (от);

за наявності продуктів корозії – (к);

за розмірами руйнування – (рп).

Якщо відсутні всі види руйнувань, при ai=1 Аз=0.9 стан покриття характеризується як відмінний. Якісна характеристика стану покриттів по показнику Аз встановлена за даними інтервальної оцінки:

0.55 Аз 0.9 – добре;

0.35 Аз 0.55 – задовільне; Аз < 0.35 – незадовільне.

СНіП II-03-11-85 регламентує використовування наступних засобів захисту від корозії:

лакофарбні покриття;

металізаційні (гаряче цинкування, газотермічне напилення, електрохімічне нанесення цинкових, алюмінованих покриттів);

комбінований захист (металізація і подальший захист лакофарбними

матеріалами);

обклеювальна гідроізоляція;

електрозахист (катодний, анодний, протекторний).

Вибір захисних покриттів здійснюється відповідно до вимог табл. 29 СНіП 2.03.11-85. Маркування захисних покриттів встановлюється залежно від степеня агресивності дії

середовища. Наприклад, для позначення III х – 4 (110) використано такі символи:

III – група лакофарбних матеріалів за додатком 15 СНіП 2.03.11-85; х – покриття хімічно стійке; 4 – кількість шарів покриття;

110 – товщина захисного покриття в [мкм].

Термін служби захисного покриття включає наступні складові:

Тз = tп + tз + tот;

(

8)

де tп – період проникнення агресивного середовища через шар захисного покриття до металевої основи;

tз – період затримки почала корозії на поверхні конструкції, пов'язаний з інгібіторними властивостями компонентів матеріалу покриття;

146

tот – період руйнування покриття і металевої поверхні до характеристики відмови захисних властивостей Аз 0.35.

Підготовка поверхні перед фарбуванням виконується за вимогами ГОСТ 9.402-80 наступними методами:

термічною (газополум'яною) обробкою;

механічним очищенням за допомогою ручних металевих щіток і абразивного інструменту, піско-дробеструйними установками;

хімічною обробкою шляхом фосфатування, нанесення модифікаторів іржі. Технічні вимоги до якості виконання захисних покриттів надані в СНіП 3.04.03-85

“Захист будівельних конструкцій і споруд від корозії”. За принципом дії модифікатори іржі діляться на:

перетворювачі іржі;

склади, що включають комплексотвірні домішки;

стабілізатори.

Основні параметри покриттів, що підлягають контролю після нанесення покриття:

зовнішній вигляд;

товщина;

адгезія.

Прогресивні технології нанесення лакофарбних матеріалів передбачають використання установок високого тиску типу 2600Н, 7000Н, «Фініш» і «Вагнер» для утворення захисних покриттів заданої товщини за 1 прохід.

ЛІТЕРАТУРА:

1.Королев В.П. Теоретические основы инженерных расчетов стальных конструкций на коррозионную стойкость и долговечность. // Научные труды ДГАСА. Вып. 1-95.-Макеевка: 1995.

2.СНиП II-28-73* «Защита строительных конструкций от коррозии. Нормы проектирования» // Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1980. – 45 с.

3.Горохов Е.В., Королев В.П. Системный анализ коррозионных воздей-ствий при оценке долговечности стальных конструкций. // Промышленное строительство №5, 1986.

4.Королев В.П., Волкова И.А., Шелихова Е.В. Экспертное диагностирование коррозионного разрушения при определении остаточного ресурса строительных металлоконструкций в коррозионных средах. // Техническая диагностика и неразрушающий контроль – 2001. – №3 – С. 56-59.

147