VLIYaNIE POVREZhDENIY NARUZhNOY USTANOVKI NA EKOLOGIYu OKRUZhAYuShchEY TERRITORII

Full Text

Основой соблюдения экологической безопасности окружающей среды является поддержание в работоспособном состоянии несущих конструкций зданий и сооружений и обеспечение промышленной безопасности. Особенно высокие требования предъявляются к эксплуатируемым предприятиям нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслям, отличающимся рядом особенностей [1], [2]. Одной из них является наличие в технологии производства углеводородов и их соединений, обладающих высокой температурой горения и большой взрывоопасностью. Другая особенность - это большое потребление производственной воды. Например, на 1 т продукции расходуется более 10 м3 воды. Вода широко используется в технологии, где неизбежны утечки: при промывке аппаратов, уборке помещений и при нарушении запорной арматуры. При хорошо организованной системе водоотведения, при нормальном содержании водоотводящих лотков и всей водоотводящей системы это обходится без последствий. Нарушение водоотведения при эксплуатации приводит к заводнению территории, замачиванию несущих конструкций и при определенных условиях (высокая влажность, смена температуры) - к появлению коррозии рабочей арматуры в железобетонных конструкциях и преждевременному частичному их отказу или даже к аварии. Наличие в производственных стоках агрессивных реагентов технологии приводит к нарушению экологического равновесия системы [3-6]. В металлических конструкциях также возникают своеобразные нарушения и преждевременные отказы. Это можно видеть на примере обследования металлической многоэтажной наружной установки на одном из нефтехимических предприятий Самарской области. Трехъярусная наружная установка - прямоугольная в плане размерами 12х24 м, высотой 14 м. Согласно техническим условиям, металлические несущие конструкции первого яруса от воздействия огня при пожаре защищают экраном в виде обкладки кирпичом или железобетонной рубашкой. Осуществить плотное примыкание оболочки к стойкам довольно сложно, особенно в их верхней части. При протечках и промывке аппаратов вода попадает под рубашку не испаряясь, где создаются идеальные условия для коррозии. К тому же трудно осуществлять контроль за состоянием конструкций без удаления рубашки. Обнаруживаются изъяны только во время обследования технического состояния специализированными организациями, после вскрытия рубашки, что происходит крайне редко. Одно из таких обследований проводилось авторами этой статьи, где был обнаружен целый ряд нарушений. В пределах первого яруса отдельные элементы несущего каркаса после снятия огнезащитного покрытия оказались поврежденными коррозией в разной степени. Общий вид наружной установки показан на рис. 1. Конструкции первого яруса в результате проточек воды и растворов постоянно подвергаются замачиванию, из-за чего материал конструкции открытых металлических этажерок подвержен коррозии. Металлические конструкции с противопожарной защитой в виде железобетонной оболочки коррозируют значительно интенсивнее, чем конструкции без нее, поскольку структура бетона под действием попеременных температур и увлажнения разуплотняется, а жидкость, проникающая к металлу, вызывает образование продуктов коррозии, существенно увеличивающихся в объёме, что приводит к разрушению защитного покрытия. Балки под бетоном также коррозируют; состояние поврежденной несущей балки перекрытия показано на рис. 2. На начальных этапах трудно обнаружить коррозию металла под бетонным экраном. В результате эксплуатации конструкции получают большие повреждения в виде продольных трещин на поверхности экрана, раскрытие которых со временем растёт. Так, при обследовании было установлено, что одна из стоек каркаса наружной установки в осях 10-Н находится в аварийном состоянии (рис. 3 и 4). Деформации под нагрузкой, вызванные уменьшением рабочего сечения колонны, привели к перераспределению усилий пространственного каркаса, из-за чего поперечные связи жесткости выше расположенных ярусов оказались перегруженными. Это выразилось в том, что лопнула сварка вдоль сухарей связи; освободившиеся ветви уголков разошлись в разные стороны, получив значительный выгиб, доходящий до 100 мм. На отметке 4,8 м перекрытие было разгружено. Во избежание обрушения каркаса, для стойки 10-Н в пределах первого яруса в отметках 0-4,8 были разработаны и установлены страховочные устройства с передачей на них нагрузки от вышележащих этажей и оборудования. Эти работы были проведены до начала восстановительных работ по замене стойки и балочных конструкций. После выполнения страховочных устройств стало возможным вскрытие рубашки и обследование элементов каркаса наружной установки. Было обнаружено до 30 % поврежденных конструкций каркаса. Несущие балки под технологическим аппаратом Е-3 имели сильные коррозионные повреждения (до 40 %). Необходимо было установить под аппарат трубчатые страховочные опоры на собственные фундаменты с передачей на них нагрузки и с последующей заменой балок под аппараты. Железобетонный настил на отметке 4,8 м получил большие повреждения: 50 % настила не подлежит восстановлению, остальная часть повреждена от 20 до 40 % с частичным рузрушением распределительных металлических балок. Рекомендована полная замена настила после восстановления металлического перекрытия на отметке 4,8 м на площади 280 м2 Элементы каркаса наружной установки выше отметки 4,8 хорошо проветриваются и находятся в работоспособном состоянии, за исключением связей по оси 10, получивших значительные погибы. Все поврежденные связи должны быть восстановлены по проекту. После восстановления стоек каркаса на поврежденных участках замена балок под действующими аппаратами была произведена после полной разгрузки перекрытия, для чего аппараты были вывешены домкратами с передачей нагрузки от их веса на вышележащие конструкции. Замена балок и настила была произведена после того, как между аппаратом и перекрытием появлялся просвет 10-20 мм. Несвоевременное восстановление поврежденных конструкций могло привести к аварийной ситуации с возможной утечкой токсичных технологических составляющих и тем самым нанести непоправимый ущерб окружающей среде и загрязнению подземных вод. Анализ результатов обследования показал, что огнезащитные покрытия из специальных вспучивающихся составов оказываются предпочтительнее, так как своевременно можно заметить происходящие изменения в конструкциях и предупредить преждевременный их отказ. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Федеральный Закон о промышленной безопасности на опасных производственных объектах . М., 116-Ф3 от 27.07.97 г. 2. ПБ 09-563-03. Правила промышленной безопасности для нефтеперерабатывающих производств. М., 2003. 3. СП-13-102-2003. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений ГК РФ по строительству и жилищно-коммунальному комплексу. М., 2004. 4. Яковлева М.В., Фролов А.Е. Диагностика повреждений при технической экспертизе зданий. Самара, 2007. 184 с. 5. Яковлева М.В., Фролов Е.А., Фролов А.Е., Гимадетдинов К.И. Обследование технического состояния зданий и сооружений. М.-Самара, 2011. 227 с. 6. Яковлева М.В., Фролов Е.А., Фролов А.Е. Строительные конструкции. Подготовка, усиление, защита от коррозии. Самара, 2012. 190 с.

About the authors

Margarita Viktorovna Yakovleva

Самарский государственный архитектурно-строительный университет

Author for correspondence.
Email: vestniksgasu@yandex.ru

кандидат технических наук, профессор кафедры стоимостного инжиниринга и технической экспертизы зданий и сооружений

Evgeniy Aleksandrovich Frolov

Самарский государственный архитектурно-строительный университет

Email: vestniksgasu@yandex.ru

кандидат технических наук, доцент кафедры стоимостного инжиниринга и технической экспертизы зданий и сооружений

Aleksandr Evgen'evich Frolov

Самарский государственный архитектурно-строительный университет

Email: vestniksgasu@yandex.ru

ведущий инженер ОНИЛ «Реконструкция»

References

Supplementary files