КЛ Спец констр МК
.pdfРозрахункова 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 (Тm) – 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