郝 軍

（武大巨成結(jié)構(gòu)股份有限公司，430223）

火電廠鋼內(nèi)筒煙囪結(jié)構(gòu)的檢測(cè)探討

郝 軍

（武大巨成結(jié)構(gòu)股份有限公司，430223）

鋼內(nèi)筒煙囪因其功能明確、受力合理的特點(diǎn)，受到大型電廠的廣泛采用。在進(jìn)行煙囪內(nèi)筒改造前，有必要對(duì)煙囪鋼內(nèi)筒的腐蝕現(xiàn)狀進(jìn)行全面檢測(cè)，確定其腐蝕損傷狀況，為后續(xù)防腐改造提供技術(shù)依據(jù)，以確保煙囪結(jié)構(gòu)的安全正常使用。

鋼內(nèi)筒煙囪；安全性；檢測(cè)

引言 鋼內(nèi)筒管式煙囪由鋼筋混凝土外筒壁、檢修平臺(tái)、吊裝平臺(tái)、頂部平臺(tái)、鋼內(nèi)筒、煙道接口和其他附屬設(shè)施等7部分組成。由于煙囪的煙氣呈低溫高濕狀態(tài)，具有極強(qiáng)的酸腐蝕性，鋼內(nèi)筒易受酸性煙氣的腐蝕，產(chǎn)生穿孔滲漏現(xiàn)象。當(dāng)酸性溶液滲漏后沿內(nèi)筒壁外表面滴落，進(jìn)而影響鋼平臺(tái)、混凝土外筒的安全。為確保煙囪結(jié)構(gòu)的安全使用，有必要對(duì)鋼筋混凝土煙囪外筒壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，查明煙囪混凝土構(gòu)件的腐蝕、損壞情況以及附屬鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件等的現(xiàn)狀，對(duì)煙囪夾層鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)。以某煙囪工程為例，對(duì)鋼內(nèi)筒檢測(cè)進(jìn)行了分析探討。

1. 工程概況

某熱電有限公司2×300MW燃煤發(fā)電機(jī)組共用一座210/7.5m鋼套筒煙囪，由鋼筋混凝土外筒、鋼平臺(tái)、自立式鋼內(nèi)筒組成。該煙囪于2010年建成，脫硫系統(tǒng)為石灰石-石膏濕法脫硫工藝，未設(shè)GGH系統(tǒng)。煙囪鋼筋混凝土承重外筒底部外直徑21.20m，壁厚0.60m；頂部外直徑11.00m，壁厚0.25m；外筒總高度204.50米。排煙內(nèi)筒采用自承重式鋼內(nèi)筒，內(nèi)筒內(nèi)直徑7.60米，鋼內(nèi)筒內(nèi)表面貼泡沫玻璃磚；鋼內(nèi)筒總高度209.50米。煙囪在標(biāo)高8.600m、24.500m、69.500m、114.500m、159.500m、201.350m位置共設(shè)有6個(gè)由鋼梁組成的止晃平臺(tái)。

2、 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果

2.1 圖紙資料、使用情況等相關(guān)技術(shù)資料調(diào)查

該煙囪為2臺(tái)300MW燃煤發(fā)電機(jī)組共用的一座210/7.5m鋼套筒煙囪，由鋼筋混凝土外筒、鋼平臺(tái)、自立式鋼內(nèi)筒組成。該煙囪于2008年11月開(kāi)始基礎(chǔ)施工，2009年7月～2010年7月進(jìn)行混凝土外筒施工，2010年11月鋼內(nèi)筒頂升完成。脫硫系統(tǒng)為石灰石-石膏濕法脫硫工藝，未設(shè)GGH系統(tǒng)。

煙囪鋼筋混凝土承重外筒底部外直徑21.20m，內(nèi)直徑20.00m，壁厚0.60m；頂部外直徑11.00m，內(nèi)直徑10.50m，壁厚0.25m；外筒總高度204.50米。外筒標(biāo)高0.00m～24.50m筒壁采用C40混凝土，標(biāo)高24.50m～204.50m筒壁采用C30混凝土。

煙囪排煙內(nèi)筒采用自立式鋼內(nèi)筒，內(nèi)筒內(nèi)直徑7.60米，總高度209.50米。筒身主要使用Q-235B鋼材制作，防腐采用泡沫玻璃磚防腐隔熱內(nèi)襯，厚度50mm，用泡沫玻璃磚粘膠膜粘在鋼筒內(nèi)側(cè)。煙囪在標(biāo)高8.600m、24.500m、69.500m、114.500m、159.500m、201.350m位置設(shè)有共6個(gè)由鋼梁組成的止晃平臺(tái)。止晃鋼平臺(tái)鋼材采用Q235-B鋼材，焊條采用E43XX型。

煙囪與2010年底正式投產(chǎn)使用，在投產(chǎn)使用幾年后，煙囪鋼內(nèi)筒開(kāi)始出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，滲漏的區(qū)段、范圍逐漸擴(kuò)大。鋼內(nèi)筒滲漏形式主要分為焊縫滲漏、鋼板滲漏兩種：鋼板滲漏主要為點(diǎn)狀銹蝕，在滲漏點(diǎn)鋼板銹穿；焊縫滲漏主要為水平焊縫的點(diǎn)狀、線狀滲漏,滲漏點(diǎn)沿鋼內(nèi)筒的水平焊縫連續(xù)或不連續(xù)分布。

在鋼內(nèi)筒滲漏現(xiàn)象出現(xiàn)后，廠方即開(kāi)始在鋼內(nèi)筒外表面采取修復(fù)、堵漏措施，但目前鋼內(nèi)筒仍有普遍且較嚴(yán)重的滲漏現(xiàn)象。鋼內(nèi)筒滲漏出的酸性溶液、酸性結(jié)晶物已經(jīng)開(kāi)始對(duì)夾層鋼平臺(tái)鋼梁的正常工作產(chǎn)生影響。

該煙囪在目前的石灰石-石膏濕法脫硫工藝下，煙囪煙道入口的煙氣溫度一般低于60℃，呈低溫高濕狀態(tài)，具有極強(qiáng)的酸腐蝕性，且極易在鋼內(nèi)筒內(nèi)部結(jié)露形成腐蝕性更強(qiáng)的酸性溶液。目前煙囪鋼內(nèi)筒的滲漏現(xiàn)象嚴(yán)重，已說(shuō)明鋼內(nèi)筒內(nèi)部泡沫玻璃磚防腐隔熱內(nèi)襯的局部區(qū)域已經(jīng)失效，鋼內(nèi)筒筒壁受酸性煙氣、酸性結(jié)露的腐蝕較為嚴(yán)重。酸性溶液滲漏后沿內(nèi)筒壁外表面滴落，進(jìn)而可能影響鋼平臺(tái)、混凝土外筒的承載安全。

2.2 夾層鋼平臺(tái)檢測(cè)

2.2.1 鋼平臺(tái)外觀損傷檢測(cè)

煙囪在標(biāo)高8.600m、24.500m、69.500m、114.500m、159.500m、201.350m位置設(shè)有共6個(gè)由鋼梁組成的止晃平臺(tái)，其中8.600m鋼平臺(tái)兼做水平煙道進(jìn)入鋼內(nèi)筒時(shí)的支撐平臺(tái)?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)各標(biāo)高位置的鋼平臺(tái)的外觀損傷進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果顯示：

（1）各標(biāo)高位置鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)鋼梁工作狀態(tài)良好，未出現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)安全的變形、移位、脫焊等異?，F(xiàn)象。但標(biāo)高159.500m鋼平臺(tái)中心點(diǎn)與鋼內(nèi)筒中心點(diǎn)有較大偏差，向東北側(cè)偏移約200mm（即東北側(cè)鋼梁與鋼內(nèi)筒的距離比西南側(cè)鋼梁與鋼內(nèi)筒的距離大約400mm）。

（2）受鋼內(nèi)筒滲漏的影響，標(biāo)高8.600m、24.500m、69.500m、114.500m、159.500m位置鋼平臺(tái)跨中區(qū)域（靠近鋼內(nèi)筒區(qū)域）鋼梁上翼緣、下翼緣均附著有大量酸性溶液、酸性溶出物結(jié)晶，局部位置鋼梁防腐涂層已經(jīng)出現(xiàn)剝落、脫皮、鼓泡等現(xiàn)象。其中標(biāo)高8.600m鋼平臺(tái)鋼梁跨中區(qū)域受滲漏的酸性溶液侵蝕時(shí)間較長(zhǎng)、酸性結(jié)晶物質(zhì)積存較多，鋼梁上翼緣、下翼緣鋼板發(fā)生較嚴(yán)重的銹蝕損傷，鋼板厚度有較大程度的損失。標(biāo)高114.500m鋼平臺(tái)鋼梁堆積有大量酸性溶出物結(jié)晶，防腐涂層受到嚴(yán)重侵蝕。

（3）各標(biāo)高位置鋼平臺(tái)鋼梁端部區(qū)域受內(nèi)筒滲漏的影響較小，上翼緣、下翼緣、腹板防腐涂層基本完好，鋼板銹蝕現(xiàn)象較輕微，支撐點(diǎn)工作正常。

（4）各標(biāo)高位置鋼平臺(tái)鋼梁的焊縫及節(jié)點(diǎn)板基本無(wú)有變形、松動(dòng)、松脫及開(kāi)裂等異?，F(xiàn)象。但各處焊縫及節(jié)點(diǎn)板防腐處理較粗糙，表面有較明顯的浮銹。

2.2.2 鋼平臺(tái)鋼板銹蝕檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)采用超聲鋼板測(cè)厚儀對(duì)煙囪標(biāo)高8.600m、24.500m、69.500m、114.500m、159.500m、201.350m的6個(gè)鋼平臺(tái)主要承重鋼構(gòu)件的各部位進(jìn)行鋼板厚度測(cè)量，檢測(cè)鋼板銹蝕程度。鋼板銹蝕損失厚度檢測(cè)結(jié)果包含測(cè)量誤差、H型鋼出廠時(shí)的厚度偏差。鋼板厚度檢測(cè)結(jié)果顯示：

（1）煙囪各標(biāo)高的鋼平臺(tái)主要承重鋼梁均有不同程度的鋼板防腐涂層剝落、鋼材銹蝕現(xiàn)象。鋼梁鋼板銹蝕部位主要集中在鋼梁跨中區(qū)域（即靠近鋼內(nèi)筒區(qū)域，此處受鋼內(nèi)筒滲漏出的酸性溶液、酸性結(jié)晶溶出物侵蝕較嚴(yán)重）。鋼梁端部區(qū)域防腐涂層較為完好，受酸性溶液腐蝕影響較小，鋼板銹蝕不明顯或較輕微。

（2）平臺(tái)鋼梁翼緣鋼板由于水平放置，表面容易附著酸性溶液、酸性結(jié)晶物質(zhì)，鋼板銹蝕狀況明顯較豎向放置的腹板的鋼板嚴(yán)重。

（3）平臺(tái)鋼梁鋼板銹蝕損失厚度整體由高標(biāo)高到低標(biāo)高逐漸嚴(yán)重。其中標(biāo)高8.600m平臺(tái)受酸性溶液侵蝕影響較大，鋼梁銹蝕較為嚴(yán)重，鋼梁翼緣鋼板厚度銹蝕損失最大約為8.4mm，腹板鋼板厚度銹蝕損失最大約為3.1mm，已經(jīng)嚴(yán)重削弱平臺(tái)的承載能力。標(biāo)高24.500m～標(biāo)高201.350m平臺(tái)鋼梁銹蝕狀況較輕微，平臺(tái)鋼梁翼緣、腹板鋼板厚度銹蝕損失最大值均小于2.0mm。

2.3 煙囪附屬構(gòu)件缺陷檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)煙囪附屬設(shè)施構(gòu)件損傷情況進(jìn)行普查，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果顯示：

（1）煙囪夾層鋼爬梯、鋼平臺(tái)格柵有輕微的積灰現(xiàn)象，鋼爬梯防腐涂層基本完好。各層鋼爬梯與外筒壁的焊接錨固點(diǎn)工作基本正常。各層鋼平臺(tái)靠近鋼內(nèi)筒處的鋼格柵，受滲漏的酸性溶液、酸性結(jié)晶析出物影響，有較明顯的銹蝕現(xiàn)象。個(gè)別鋼格柵受上部冬季墜冰的撞擊，有較明顯的變形。

（2）煙囪各層航空警示燈基本完好，但煙囪內(nèi)部原檢修電路、航標(biāo)燈線路損壞，目前采用的是臨時(shí)搭接的線路。煙囪航空色標(biāo)較為清晰、完整。

（3）煙囪頂部排煙出口處平臺(tái)有輕微積灰現(xiàn)象，避雷針表面有大量灰塵附著，其中1根避雷針損壞墜落在頂部平臺(tái)。

（4）煙囪門窗洞口較完好，無(wú)窗框、玻璃損壞現(xiàn)象。煙囪外壁中部、頂部信號(hào)平臺(tái)有明顯的鋼構(gòu)件銹蝕現(xiàn)象，部分位置焊接點(diǎn)脫開(kāi)。

總之，為明確煙囪結(jié)構(gòu)的安全使用狀況，應(yīng)依據(jù)原設(shè)計(jì)圖紙資料、相關(guān)現(xiàn)行的國(guó)家規(guī)范、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)，運(yùn)用專業(yè)計(jì)算分析軟件，建立鋼內(nèi)筒整體模型，對(duì)鋼內(nèi)筒最不利荷載工況下的應(yīng)力、位移等進(jìn)行分析，明確結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)點(diǎn)，確認(rèn)鋼內(nèi)筒結(jié)構(gòu)是否滿足安全承載要求。

[1]《電力建設(shè)施工質(zhì)量驗(yàn)收及評(píng)定規(guī)程》第1部分：土建工程（DL/T5210.1—2005）；

[2]《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50300-2001）；

[3]《火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（DL 5022-2012）；

[4]《煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50051-2013）；

[5]《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DL 5000-2000）。

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1007-6344（2015）10-0024-01