防止烟囱倒塌
发电厂烟囱一般较高,其结构一旦出现问题,如基础沉降、筒壁裂缝等,在自身重力、风荷载、温度应力和地震作用等因素影响下,可能会发生倒塌。烟囱的倒塌会对发电厂的设备、建筑以及周边环境和人员造成毁灭性的灾难。
保障生产连续性
烟囱是发电厂排烟和通风的关键设施。如果烟囱主体结构出现安全隐患,需要停止使用进行维修或加固,这将直接影响发电厂的正常生产,造成巨大的经济损失。
防止废气泄漏
烟囱主体结构的完整性对于废气的正常排放至关重要。如果烟囱出现裂缝、孔洞等问题,废气可能会泄漏,导致周边环境受到污染,影响生态平衡和人体健康。
符合环保法规
严格的环保法规要求发电厂的烟囱能够有效控制废气排放。对烟囱主体结构进行检测,确保其结构安全,是满足环保法规要求的重要环节。
设计资料收集
收集烟囱的设计图纸,包括建筑、结构和工艺图纸。明确烟囱的结构形式(如钢筋混凝土烟囱、砖烟囱、钢烟囱等)、高度、出口内径、底部外径、壁厚变化规律等几何尺寸信息。同时,查看设计荷载取值,如自重、风荷载、温度荷载、地震荷载以及烟气压力等参数,还有烟囱的抗震设计等级、防腐蚀设计要求等内容。
施工记录查阅
检查烟囱的施工记录,如基础施工记录(混凝土浇筑时间、配合比、基础埋深等)、筒壁施工记录(混凝土浇筑或砖砌体砌筑记录,包括材料规格、施工工艺等)、防腐施工记录(防腐材料类型、施工时间和方法等)。这些记录有助于了解烟囱的实际施工质量和结构状况。
整体外观观测
对烟囱的整体外观进行观察,检查烟囱是否有明显的倾斜、扭曲现象。可以通过全站仪等测量设备,在烟囱周围设置多个观测点,测量烟囱不同高度位置相对于基准点的水平位移,从而确定烟囱的倾斜度和扭曲程度。
表面损伤检查
仔细检查烟囱的外表面,查看是否有裂缝、剥落、腐蚀等损伤情况。对于裂缝,要记录其位置(高度和圆周方向角度)、长度、宽度、深度、走向等信息。裂缝可能是由于结构受力、温度变化、材料老化或腐蚀等原因引起的,其分布和形态能够反映烟囱内部的受力状态和结构损坏程度。对于剥落和腐蚀现象,要记录其范围和严重程度,因为这些问题会削弱烟囱筒壁的厚度和强度。
混凝土材料检测(适用于混凝土烟囱)
强度检测:采用回弹法、超声 - 回弹综合法或钻芯法检测混凝土筒壁的强度。回弹法操作简便,但结果受表面碳化等因素影响;超声 - 回弹综合法能在一定程度上减少单一方法的误差;钻芯法检测结果准确,但属于有损检测。
碳化深度检测:使用酚酞试剂检测混凝土的碳化深度。碳化会降低混凝土的碱性,使钢筋失去保护,易发生锈蚀,从而影响烟囱的耐久性和承载能力。
钢筋检测:利用钢筋探测仪检测混凝土中钢筋的位置、直径、间距等信息。必要时,可截取部分钢筋进行拉伸试验,检测钢筋的屈服强度、抗拉强度等力学性能指标,检查钢筋是否符合设计要求。
砖砌体材料检测(适用于砖烟囱)
砖强度检测:在烟囱的不同高度和位置选取代表性的砖样,通过抗压试验检测砖的强度等级是否符合设计要求。
砂浆强度检测:采用贯入法或回弹法检测砖砌体中砂浆的强度。砂浆强度不足会影响砌体的整体性和承载能力。
材料老化检测:对于使用年限较长的砖烟囱,检查砖的风化情况,如表面粉化、剥落等现象;检测砂浆的粉化程度,通过化学分析或物理检测方法确定材料的老化状态。
钢材材料检测(适用于钢烟囱)
力学性能检测:检测钢材的屈服强度、抗拉强度、伸长率等力学性能指标,通过拉伸试验进行。化学成分分析可以确定钢材中的碳、硫、磷等元素的含量,确保钢材质量符合标准。
锈蚀情况检查:观察钢材表面的锈蚀程度,通过超声波测厚仪等设备检测钢材的实际厚度。锈蚀会使钢材的有效截面减小,降低承载能力。
内衬检查
检查烟囱内衬的完整性。内衬主要用于防止烟囱筒壁受到高温烟气和腐蚀性气体的侵蚀。查看内衬是否有脱落、开裂、腐蚀等情况。可以通过烟囱内部的检修通道或者使用内窥镜等设备进行检查。内衬的损坏会使筒壁直接暴露在恶劣的环境中,加速烟囱的损坏。
隔热层检查(如有)
对于有隔热层的烟囱,检查隔热层的完整性和隔热性能。隔热层损坏可能导致烟囱筒壁温度过高,影响结构性能和使用寿命。检查隔热材料是否有移位、压实、损坏等情况。
荷载调查
恒荷载计算:确定烟囱的自身重量,对于不同结构形式的烟囱,计算方法不同。例如,混凝土烟囱可根据混凝土的体积和密度计算自重,同时还要考虑内衬、隔热层(如果有)、避雷设施等附加重量;砖烟囱要考虑砖砌体和砂浆的重量以及其他附属设施重量;钢烟囱则根据钢材的重量和其他部件重量计算。
活荷载调查:主要考虑风荷载、温度荷载、地震荷载和烟气压力。风荷载根据烟囱所在地的基本风压、烟囱的高度、外形等因素,按照建筑结构荷载规范计算;温度荷载是由于烟囱内外温差产生的,需要根据烟气温度、环境温度和材料的热膨胀系数等来计算;在地震设防地区,按照地震烈度和烟囱的抗震设计等级计算地震荷载;烟气压力根据烟囱的工艺参数和通风情况确定。
受力分析
根据烟囱的结构形式和收集到的结构信息,采用相应的结构力学计算方法(如有限元分析方法、结构力学简化计算方法等),将计算得到的荷载作用在烟囱结构模型上,计算烟囱结构在荷载作用下的内力(弯矩、剪力、轴力等)和变形(挠度、转角等)。然后,将计算结果与结构设计规范中的承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求进行对比,评估烟囱主体结构的安全性。
委托检测
发电厂或烟囱的管理单位向具有资质的检测机构提出烟囱主体结构检测委托。委托时需要提供烟囱的基本信息(如位置、高度、结构类型、使用年限等)、设计图纸、施工记录等相关资料。
检测准备
检测机构收到委托后,对委托资料进行初步审查,确认资料完整且符合要求。然后,根据检测任务准备所需的设备和工具,如回弹仪、全站仪、钻芯取样设备、材料试验设备、应变片、位移传感器、内窥镜等,并安排的检测人员。
基本信息核对与外观检查
检测人员到达现场后,首先核对烟囱的结构形式、尺寸等信息与设计图纸是否一致。然后对烟囱进行全面的外观检查,包括整体外观观测和表面损伤检查,详细记录检查结果,如烟囱的倾斜情况、裂缝的位置和尺寸等。
材料性能检测现场操作
根据烟囱的结构类型,进行相应的材料性能检测。对于混凝土烟囱,进行混凝土和钢筋的检测;对于砖烟囱,进行砖和砂浆的检测;对于钢烟囱,进行钢材的检测。在现场按照检测方法的要求采集样本或进行原位检测。
内部结构检查现场操作
对烟囱内部结构进行检查,包括内衬和隔热层(如果有)的检查。记录内部结构的损坏情况,如内衬的脱落位置、隔热层的损坏程度等。
荷载及受力分析相关数据采集
现场收集烟囱荷载计算所需的数据,如烟囱的几何尺寸(用于计算自重)、烟囱上附加设备的信息等。同时,观察烟囱周围的环境因素,如周边建筑物的高度和距离(对风荷载计算有影响)、烟囱的使用工况(对温度荷载和烟气压力计算有影响)等。
数据整理与计算
将现场采集的数据带回实验室进行整理。对材料性能检测数据进行分析,判断构件材料是否符合要求。根据烟囱的结构尺寸、材料性能等数据,结合现场采集的荷载数据,按照结构力学原理和相关规范要求,进行荷载计算和烟囱结构的内力、变形分析。
安全评估
将计算得到的内力、变形等结果与设计规范和标准进行对比。评估烟囱主体结构的安全性,确定烟囱是否满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求。评估结果可以分为安全、需要注意(存在一些小问题但不影响整体安全)、不安全(需要立即采取措施整改)等不同等级。
报告编制
根据数据分析和评估结果编制烟囱主体结构检测报告。报告内容应包括烟囱的基本信息、检测内容和方法、现场检测结果、荷载计算过程和结果、结构安全评估结论、存在的问题及建议整改措施等。
报告审核
报告编制完成后,进行内部审核和外部审核。内部审核由检测机构的技术负责人进行,检查报告内容的完整性、数据的准确性、结论的合理性等。外部审核可以邀请相关的建筑结构专家或委托方代表参与,确保报告的性和公正性。
报告交付
审核通过后的检测报告交付给委托方。同时,检测机构向委托方解释报告中的内容和结论,帮助委托方理解烟囱的安全状况。
后续服务
检测机构可以为委托方提供后续服务,如针对整改措施提供技术支持,或者在一定时间后对烟囱进行复查等,以确保烟囱的长期安全。
资质要求
应选择具有相应资质(如建筑工程质量检测资质、特种结构检测资质等)的检测机构。查看检测机构的资质证书,确保其具备合法的检测资格,能够提供、准确的检测服务。
经验和信誉
考虑检测机构的检测经验和行业信誉。通过查看以往的检测案例、客户评价等方式,了解检测机构在烟囱主体结构检测方面的水平和服务质量。
完整准确的资料
委托方应向检测机构提供准确、完整的烟囱资料,包括设计图纸、施工记录等。不准确或不完整的资料可能会导致检测结果出现偏差,影响对烟囱主体结构的正确评估。如果在检测过程中发现资料有误或需要补充,应及时与检测机构沟通。
人员安全措施
在现场检测过程中,要确保检测人员的安全。由于烟囱检测可能涉及高处作业,应采取必要的安全防护措施,如佩戴安全带、设置安全防护栏等。同时,委托方应配合检测人员的工作,提供安全的检测环境。
检测设备安全
注意检测设备的安全使用和搬运,避免设备损坏或对检测人员造成伤害。例如,在使用大型设备(如钻芯取样设备)时,要确保设备的稳定性和安全性。
正确理解报告结论
委托方应正确理解和应用检测报告的结论。如果报告指出烟囱存在安全隐患,应及时采取措施进行整改。并且,在烟囱的后续使用过程中,要对烟囱的状态进行跟踪监测,如定期检查烟囱的变形情况等,确保烟囱的长期安全稳定。
复查与更新检测
根据烟囱的使用情况和结构变化(如进行了维修、改造等),适时对烟囱进行复查或更新检测。例如,当烟囱经过一定年限的使用后,可能需要重新评估烟囱的主体结构