Условия эксплуатации конструкций и вопросы строительного проектирования медеэлектролитных цехов по материалам натурных обследований

Условия эксплуатации конструкций и вопросы строительного проектирования  медеэлектролитных цехов по материалам натурных обследований

В комплексе мероприятий, направленных на повышение долговечности строительных конструкций, начальным звеном должен явиться правильный учет особенностей эксплуатационной среды производственных зданий при проектировании.

Характерным примером крупного промышленного корпуса, конструкции которого интенсивно разрушаются под действием агрессивной среды, являются цехи медеэлектролитного производства.

В научной части института Уральский Промстройниипроект ведется работа по совершенствованию архитектурных и конструктивных решений зданий электролитных цехов медных заводов. В работе принимают участие лаборатория производственных зданий металлургической промышленности и лаборатория защиты железобетонных конструкций от коррозии.

В ходе работы проведены натурные обследования всех действующих цехов. Изучены параметры агрессивных факторов, источники их возниковения, характер распространения вредностей в цехе и их воздействие на строительные конструкции. Установлено, что основными видами агрессии являются: воз-душно-газовая агрессия, непосредственное воздействие электролита на конструкции и блуждающие токи.

Воздушно-газовая агрессия имеет своим источником интенсивное испарение электролита с открытой поверхности ванн.

Для атмосферы цеха характерны повышенная температура и относительная влажность воздуха. Зимой для условий Урала t = 20-27°, летом температура в цехе превышает наружную на 10-18° С при относительной влажности до 65%. В воздухе цеха присутствуют пары серной кислоты, содержание которых в отдельных случаях в 10-14 раз превышает санитарную норму. Эти данные свидетельствуют о неблагоприятных гигиенических свойствах среды и тяжелом температурно-влажностном режиме работы ограждений.

Обследования показали, что наиболее сильные разрушения наблюдаются в местах примыкания конструкций к оконным и фонарным проемам. Причиной этого является воздействие на конструкции кислого конденсата, образующегося, в местах притока холодного воздуха и на участках с недостаточной теплоизоляцией.

Данные обследований свидетельствуют о необходимости применения более точных методов теплотехнического расчета ограждений для цехов с агрессивными средами.

В ходе работы был сделан вывод о необходимости применения глухих световых проемов в стенах и в покрытии и повышения герметичности этих проемов и здания в целом. В развитие этих предложений институтом проводится экспериментальное исследование эффективности применения герметичных свето-прозрачных устройств (многослойных колпаков из оргстекла и заполнения оконных проемов стеклоблоками) в цехе В. Пышминского медеэлектролитного завода.

Сопоставление материалов натурных обследований с результатом анализа объемно-планировочных решений цехов позволяет сделать ряд выводов, касающихся улучшения условий работы конструкций.

1. Целесообразно перейти от строительства отдельно стоящих зданий к размещению медеэлектролитного производства в блоке со смежными производствами и вспомогательными помещениями. Это позволит (помимо известных преимуществ блокировки) существенно уменьшить периметр наружных стен, а также использовать примыкающие помещения как шлюзы для устройства въездов.

2. Имеется возможность перенести ряд производственных операций с рабочих площадок между сериями ванн в уровень пола цеха. Это позволит сократить в 6 раз площадь перекрытия, значительно уменьшить объем строительных конструкций, а также разместить рабочие места в зоне с наименьшим содержанием вредностей.

Наиболее сильным агрессивным фактором является непосредственное воздействие сернокислого электролита и блуждающих токов, которым в основном подвержены конструкции, расположенные ниже уровня электролитных ванн. Причиной возникновения этих агрессивных воздействий является недостаточная Надежность конструкций ванн и трубопроводов, приводящая к частым проливам электролита. В свою очередь, проливы электролита разрушают конструкции ванн и подванных эстакад, полы и фундаменты, а также способствуют усилению утечек тока, вызывающих электро-коррозию стальной арматуры и бетона.

Для очистки полов подвального этажа от электролита производится ежедневная (а иногда и несколько раз в сутки) гидроуборка. Это приводит к повышению влажности воздуха во всем цехе, что в свою очередь неблагоприятно влияет на состояние ограждений цеха и примыкающих к ним несущих конструкций.

Малая долговечность электролитных ванн приводит к значительному расходу средств на ремонтные работы и систематическим простоям части оборудования. В цехах, эксплуатирующихся, более 5-6 лет, ежегодно ремонтируется до 20% серий электролитных ванн, на что расходуются значительные средства. Так, например, в Балхашском цехе ежегодно на ремонт ванн и подванных эстакад расходуется до 300-400 тыс. руб. или 80- 85% всех средств, затрачиваемых на ремонтные работы.

Основной причиной малой долговечности электролитных ванн является хрупкость винипластовой футеровки внутренних поверхностей ванн. Срок службы несущих железобетонных конструкций таких ванн не превышает четырех-шести лет. В то же время, имеется опыт пятнадцатилетней безремонтной эксплуатации ванн в Норильском медеэлектролитном цехе. Особенностью этих ванн является, защита их внутренних поверхностей рубероидом на битуме и футеровкой из кислотоупорного бетона, то есть материалами сравнительно недорогими и недефицитными. Однако конструктивное решение серий таких ванн имеет существенные недостатки: не индустриальность монолитной футеровки и низкий коэффициент использования площади цеха за счет большой толщины межванных перегородок.

В настоящее время имеется опыт двухлетней эксплуатации пластбетонных ванн в Московском медеэлектролитном цехе. Ввиду недостаточности опыта эксплуатации окончательного вывода об их долговечности сделать еще нельзя. Однако технология изготовления пластбетонных ванн очень несовершенна, стоимость чрезмерно высока, а используемые материалы весьма дефицитны.

На основании результатов натурных обследований и изучения опыта эксплуатации медеэлектролитных цехов предложены конструктивные решения электролитных ванн и подванных эстакад повышенной долговечности, обеспечиваемой путем применения футеровки и отдельных элементов из кислотоупорного бетона. Опытное проектирование и экономические расчеты показали, что предложенное конструктивное решение ванн и подванных эстакад потребует единовременных затрат на строительство на 15-20% меньше, чем наиболее экономичное из применяемых в настоящее время решений. Кроме того, обеспечивается снижение простоев оборудования и затрат на ремонтные работы.

В настоящее время проводится экспериментальная проверка конструкций из кислотоупорного бетона, армированных стекло-пластиковыми стержнями. Эти исследования позволят еще более повысить долговечность электролитных ванн, отказаться от подванного этажа и тем самым сократить объем строящихся цехов и их стоимость на 20-25%.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.