Дефекты железобетонных дымовых труб в современных условиях эксплуатации

Введение. Проанализировано возникновение дефектов на железобетонных стволах дымовых труб в настоящих условиях эксплуатации. Изучена история строительства железобетонных дымовых труб. Использованы общепризнанные обзорно-аналитические методы исследования. Проведена аналитическая работа по действующим способам устранения дефектов на железобетонных стволах, сделан вывод о неэффективности данных решений.

Материалы и методы. Выполнены обследования железобетонных дымовых труб, построенных в 1950–1980 гг., включающие изучение конструктивных особенностей и способов строительства, анализ условий эксплуатации, визуальное обследование, а также обследование строительных конструкций разрушающим и неразрушающим методами контроля. Выявлены взаимосвязи конструктивных решений железобетонного ствола к действующим нагрузкам от подключенных устройств к газоотводящему стволу, влияющих на внутреннюю и, как следствие, внешнюю оболочку железобетонных труб, в связи с переходом на другой вид топлива, которое не соответствует дымовой трубе по проекту. Осуществлен анализ возникновения дефектов и современные способы их устранения.

Результаты. Установлено в ходе обследования, что с возникновением дефектов, образованных от перехода с твердого на газообразное топливо, несущая способность железобетонных дымовых труб резко снижается, что приводит к аварийности сооружений. Современные методы устранения дефектов вызывают бо́льшие по площади разрушения, так как временно устраняют только последствия, но не устраняют причины возникновения дефектов железобетонных дымовых труб. В связи с этим появляется опасность для работы технических устройств, подключенных к дымовым трубам, зданиям, находящимся в непосредственной близости к сооружениям, а также опасность для жизни работающего персонала.

Выводы. Полученные результаты позволяют обоснованно говорить о неэффективности современных способов устранения дефектов, которые имеют краткосрочный эффект и способствуют бо́льшим разрушениям, приводя сооружения к аварийному состоянию.

1. Карабасов Ю.С., Черноусов П.И., Коротченко Н.А., Голубев О.В. Металлургия и время : энциклопедия. В 6 т. 2011–2014.

2. Степанов С.Г., Исламов С.Р. Газификация угля: возврат в прошлое или шаг в будущее? // Новости теплоснабжения. 2007. № 1 (77).

3. Бельский В.И., Сергеев Б.В. Промышленные печи и трубы. Издание второе. М. : Стройиздат, 1974. 301 с.

4. Зулкарнаев Г.С., Мелентьев А.С., Гафиятуллина Н.М. Конструктивные решения железобетонных промышленных газоотводящих труб // Молодой ученый. 2016. № 10 (114). С. 208–213. EDN WAOAZX.

5. Асташкин В.М., Жолудов В.С., Корсунский А.З., Малютин Е.В., Спорыхин Б.Б. Дымовые трубы: традиции и инновации. Глава 1. Классификация и основные элементы промышленных дымовых труб. 2011.

6. Асташкин В.М., Жолудов В.С., Корсунский А.З., Малютин Е.В., Спорыхин Б.Б. Дымовые трубы: традиции и инновации. Глава 2. Основы проектирования дымовых труб. 2011.

7. Коткова О.Н. Мониторинг безопасности дымовой трубы предприятия нефтехимии // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура. 2013. № 3 (11). С. 81–84. DOI: 10.17673/Vestnik.2013.03.16. EDN PYDCSJ.

8. Subbotin A., Razov I., Popova E., Dolgih A. Impact of the ash deposits from coal combustion on thermal conditions of the furnace pipes // MATEC Web of Conferences. 2017. Vol. 110. P. 01068. DOI: 10.1051/matecconf/201711001068

9. Fakourian S., Roberts M., Dai J. Numerical prediction of ash deposit growth burning pure coal and its blends with woody biomass in a 1.5 MWTH combustor // Applied Thermal Engineering. 2023. Vol. 224. P. 120110. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2023.120110

10. Бабушкин Р.А., Гмызов Д.С., Иванов Ю.П. Тепловизионная диагностика дымовых труб // Инновационная наука. 2015. № 9 (9). С. 52–57. EDN UINXKZ.

11. Лазутин Н.В., Матвеев Ю.В. Тепловизионное обследование дымовой трубы — эффективный способ выявления скрытых дефектов в процессе проведения экспертизы промышленной безопасности ее строительных конструкций // Аспирант и соискатель. 2015. № 6 (90). С. 87–89.

12. Kirchhof L.D., Antocheves de Lima R.C., da Silva Santos Neto A.B., Quispe A.C., da Silva Filho L.C.P. Effect of moisture content on the behavior of high strength concrete at high temperatures // Matéria (Rio de Janeiro). 2020. Vol. 25. Issue 1. DOI:10.1590/s1517-707620200001.0898

13. Ельшин А.М., Ижорин М.Н., Жолудов В.С., Овчаренко Е.Г. Дымовые трубы: теория и практика конструирования и сооружения. М. : Стройиздат, 2001. 295 с.

14. Mainier F.B., Fernandes Almeida P.C., Nani B., Fernandes L.H., Reis M.F. Corrosion caused by sulfur dioxide in reinforced concrete // Open Journal of Civil Engineering. 2015. Vol. 5. Issue 4. Pp. 379–389. DOI: 10.4236/ojce.2015.54038

15. Jaśniok T., Jaśniok M. Influence of rapid changes of moisture content in concrete and temperature on corrosion rate of reinforcing steel // Procedia Engineering. 2015. Vol. 108. Pp. 316–323. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.06.153

16. Chernin L. Effect of corrosion on the concrete-reinforcement interaction in reinforced concrete beams. Haifa, 2008. 184 p.

17. Фадеева Г.Д., Гарькин И.Н., Забиров А.И. Промышленные железобетонные дымовые трубы: методика проведения экспертизы // Современная техника и технологии. 2014. № 8 (36). С. 47–50. EDN SNLDYZ.

18. Дудочкин И.Б., Овчинников Я.В., Кухта М.В., Шишкина Е.А., Зарипова Г.У. Технологии строительства дымовых промышленных труб // Технические науки — от теории к практике. 2015. № 45. С. 93–99. EDN TRRTCP.

19. Slavcheva G., Bekker A.T. Temperature and humidity dependence on strength of high performance concrete // Solid State Phenomena. 2017. Vol. 265. Pp. 524–528. DOI: 10.4028/www.scientific.net/ssp.265.524

20. Voland K., Weise F., Meng B. Alkali-silica reaction in concrete pavements // Key Engineering Materials. 2016. Vol. 711. Pp. 714–721. DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.711.714