背景
煙囪作為工業(yè)建筑或供熱系統(tǒng)的重要組成部分,長期暴露在自然環(huán)境中。煙囪外墻受到風化、溫度變化、化學侵蝕等因素的影響,容易出現(xiàn)脫落、漏水等問題。
煙囪外墻脫落可能會對周圍的人員、設(shè)備和建筑物造成損害,漏水問題則可能影響煙囪的結(jié)構(gòu)安全和正常使用功能。
目的
全面評估煙囪外墻脫落和漏水情況,確定其對煙囪結(jié)構(gòu)安全的影響程度。
查找外墻脫落和漏水的原因,為后續(xù)的維修、加固或改造提供科學依據(jù),保障煙囪的安全運行。
相關(guān)標準規(guī)范
《工業(yè)建筑可靠性鑒定標準》(GB 50144 - 2019),用于評估煙囪的可靠性,包括結(jié)構(gòu)安全性和使用性。
《建筑防腐蝕工程施工及驗收標準》(GB/T 50212 - 2014),在檢查煙囪外墻腐蝕情況及防腐措施時作為參考依據(jù)。
《煙囪設(shè)計規(guī)范》(GB 50051 - 2013),其中涉及煙囪的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料要求等內(nèi)容,對評估煙囪的安全性有指導作用。
煙囪的原始設(shè)計文件和資料
包括煙囪的建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙、施工記錄、材料質(zhì)量證明文件等,這些文件可以幫助了解煙囪的原始設(shè)計意圖、結(jié)構(gòu)形式、材料規(guī)格以及施工質(zhì)量等信息。
煙囪概況
位置與環(huán)境調(diào)查:記錄煙囪的具體位置,包括所在工廠、廠區(qū)內(nèi)的方位等信息。調(diào)查煙囪周邊的自然環(huán)境,如附近是否有水源(河流、湖泊等)、化學污染源(酸霧排放源等),以及當?shù)氐臍庀髼l件(風速風向、降雨量、溫度變化范圍等)。
使用功能與運行情況:了解煙囪的用途(如排放何種廢氣)、運行時間、是否有間歇性或長期停用情況等。收集煙囪的排煙溫度、排煙量等運行參數(shù),這些參數(shù)可能影響煙囪內(nèi)部和外部的環(huán)境條件。
煙囪規(guī)格與結(jié)構(gòu)信息調(diào)查
尺寸參數(shù):測量煙囪的高度、外徑、內(nèi)徑(不同高度處如果有變化需要分別記錄)。記錄煙囪的壁厚(不同高度段的壁厚變化情況),以及頂部和底部的開口尺寸。
結(jié)構(gòu)形式與材料:明確煙囪的結(jié)構(gòu)類型,如磚煙囪、鋼筋混凝土煙囪、鋼煙囪等。記錄煙囪外墻的材料(如磚、混凝土、鋼板等)及其強度等級(如果有),查看煙囪內(nèi)部的襯里材料(如耐火磚、隔熱材料等)和構(gòu)造方式。
外觀檢查
外墻表面損傷檢查:檢查煙囪外墻除脫落外的其他損傷情況,如裂縫、孔洞、磨損等。對于裂縫,記錄其位置、走向、寬度、長度等信息。分析裂縫產(chǎn)生的原因(如溫度應力、地基沉降、結(jié)構(gòu)變形等),判斷裂縫對煙囪結(jié)構(gòu)安全和防水性能的影響。
防腐涂層檢查(如果有):檢查煙囪外墻的防腐涂層是否完好。查看涂層是否有剝落、起皮、龜裂等現(xiàn)象,使用涂層測厚儀在煙囪外表面不同位置測量涂層厚度,檢查是否符合設(shè)計要求。對于防腐涂層損壞的部位,分析損壞原因,如化學侵蝕、紫外線照射等。
漏水位置和范圍:在煙囪內(nèi)部和外部觀察漏水現(xiàn)象,確定漏水的位置(如在煙囪壁的縫隙處、洞口周圍等)和漏水的范圍(如局部滲水、大面積漏水等)。記錄漏水在煙囪高度方向上的分布情況。
漏水痕跡觀察:檢查煙囪內(nèi)部和外部墻面的漏水痕跡,如水漬、水垢、銹跡等。觀察漏水痕跡的形狀、顏色和分布,判斷漏水的路徑和可能的水源(如雨水滲透、內(nèi)部冷凝水等)。
脫落范圍和程度:詳細檢查煙囪外墻脫落的位置、面積和深度。將煙囪外表面劃分為若干個區(qū)域,記錄每個區(qū)域的脫落情況,如局部小塊脫落、大面積剝落等。對于脫落部位,測量脫落深度,判斷是否影響到煙囪的結(jié)構(gòu)層。
脫落物特征:收集脫落的外墻材料樣本,觀察其形態(tài)、顏色、質(zhì)地等特征。分析脫落物的成分,判斷是否是由于材料老化、腐蝕、凍融等原因?qū)е碌拿撀洹?/p>
整體外觀檢查:從不同角度觀察煙囪的整體外觀,檢查是否有明顯的傾斜、變形等情況。使用全站儀或經(jīng)緯儀等測量設(shè)備,在煙囪的底部、中部和頂部設(shè)置測量點,測量煙囪的垂直度和整體變形情況。
外墻脫落檢查:
漏水檢查:
表面狀況檢查:
材料性能檢測(如有必要)
耐火材料檢測(如果是有耐火襯里的煙囪):檢測耐火襯里材料的耐火性能,如耐火度、荷重軟化溫度等指標是否符合設(shè)計要求。檢查耐火襯里的厚度是否均勻,有無剝落、損壞等情況。
隔熱材料檢測(如果是有隔熱襯里的煙囪):檢測隔熱材料的導熱系數(shù)、密度等性能參數(shù)是否符合設(shè)計要求。查看隔熱材料的完整性,有無受潮、壓實等情況。
磚材檢測(如果是磚煙囪):對煙囪外墻的磚材取樣進行抗壓強度試驗,檢測磚的強度是否符合設(shè)計要求。采用回彈法或其他非破損檢測方法檢測磚的質(zhì)量,判斷磚的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否有損傷。
混凝土檢測(如果是混凝土煙囪):
鋼材檢測(如果是鋼煙囪):
強度檢測:采用回彈法、超聲 - 回彈綜合法或鉆芯法檢測煙囪混凝土外墻的強度?;貜椃ú僮骱啽?,但受碳化深度等因素影響;超聲 - 回彈綜合法能在一定程度上提高檢測精度;鉆芯法是直接準確的方法,但對結(jié)構(gòu)有一定損傷。
碳化深度檢測:使用酚酞試劑檢測混凝土的碳化深度,碳化深度過大可能導致鋼筋銹蝕(如果有鋼筋),影響結(jié)構(gòu)耐久性和承載能力。
材質(zhì)檢測:檢查鋼材的型號(如 Q235 鋼、Q345 鋼等),通過查看材質(zhì)證明文件或進行現(xiàn)場抽樣檢測(如化學成分分析、力學性能試驗等)來驗證鋼材的材質(zhì)是否符合設(shè)計要求。
銹蝕檢測:檢查鋼煙囪表面的銹蝕情況,根據(jù)銹蝕程度分為輕微、中度、重度銹蝕,并估算銹蝕面積占構(gòu)件表面積的比例。銹蝕會削弱鋼材的截面面積,降低結(jié)構(gòu)的承載能力。
外墻材料檢測:
襯里材料檢測(如果有):
結(jié)構(gòu)尺寸測量
煙囪尺寸測量:使用鋼尺、激光測距儀等工具,對煙囪的高度、外徑、內(nèi)徑、壁厚等尺寸進行測量,將測量結(jié)果與設(shè)計圖紙進行對比。在煙囪的不同高度位置進行多次測量,以獲取準確的尺寸變化情況。
內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸測量(如果有):對于有內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)(如鋼桁架、混凝土圈梁等)的煙囪,測量支撐結(jié)構(gòu)的尺寸(如構(gòu)件的長度、截面尺寸等),檢查尺寸偏差是否在允許范圍內(nèi)。
荷載調(diào)查
自重荷載核實:根據(jù)煙囪的實際尺寸、材料規(guī)格和結(jié)構(gòu)形式,重新計算其自重。對于不同材料組成的煙囪(如磚煙囪有內(nèi)襯和隔熱層),分別計算各部分的重量后相加。
風荷載評估:根據(jù)煙囪所在地區(qū)的氣象資料,獲取當?shù)氐幕撅L壓值??紤]煙囪的高度、外形、粗糙度等因素,按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定計算風荷載。由于煙囪是高聳結(jié)構(gòu),風荷載往往是其主要的側(cè)向荷載,需要重點考慮。
溫度荷載(如果有):考慮煙囪內(nèi)外溫度差產(chǎn)生的溫度應力。根據(jù)煙囪的排煙溫度、環(huán)境溫度變化范圍以及煙囪的材料熱膨脹系數(shù)等因素,計算溫度荷載對煙囪結(jié)構(gòu)的影響。
其他荷載調(diào)查:考慮煙囪在運行過程中可能承受的其他荷載,如地震荷載(根據(jù)當?shù)氐卣鹪O(shè)防烈度)、內(nèi)部設(shè)備重量(如果有安裝在煙囪內(nèi)部的設(shè)備)等。
結(jié)構(gòu)驗算(如果需要)
強度驗算:對煙囪的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如煙囪壁、內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)等)進行強度驗算,檢查其在各種荷載組合作用下的應力是否超過材料的設(shè)計強度。對于不同材料的構(gòu)件(如磚、混凝土、鋼材),根據(jù)其材料特性進行相應的強度驗算。
穩(wěn)定性驗算:煙囪作為高聳結(jié)構(gòu),穩(wěn)定性是關(guān)鍵問題。計算煙囪的整體穩(wěn)定性,如考慮煙囪在風荷載作用下的抗傾覆穩(wěn)定性。對于受壓的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如煙囪壁、支撐結(jié)構(gòu)等),進行穩(wěn)定性驗算,計算構(gòu)件的長細比,判斷是否滿足穩(wěn)定性要求。
變形驗算:評估煙囪的變形是否在允許范圍內(nèi)。計算煙囪在荷載作用下的側(cè)向位移、頂部位移等變形指標,與規(guī)范允許的大變形值進行比較。煙囪變形過大可能影響其正常使用功能和結(jié)構(gòu)安全。
根據(jù)現(xiàn)場檢測獲取的煙囪實際尺寸、材料性能、荷載情況等數(shù)據(jù),利用的結(jié)構(gòu)分析軟件(如 PKPM、SAP2000 等)建立煙囪的結(jié)構(gòu)計算模型。
在計算模型中輸入煙囪的各項參數(shù),包括構(gòu)件尺寸、材料特性、邊界條件等,同時將荷載(自重、風荷載、溫度荷載、其他荷載等)按照規(guī)范要求進行組合加載到模型上。
對煙囪進行結(jié)構(gòu)驗算,主要包括:
現(xiàn)場檢測設(shè)備
測量工具:全站儀、經(jīng)緯儀用于測量煙囪的變形和垂直度;鋼尺、激光測距儀用于煙囪尺寸測量;卡尺用于材料尺寸測量;涂層測厚儀用于檢測防腐涂層厚度。
材料檢測設(shè)備:回彈儀用于磚材和混凝土強度檢測(回彈法);超聲儀用于混凝土超聲 - 回彈綜合法檢測;鉆芯機用于鉆取混凝土芯樣;鋼材化學成分分析儀和材料試驗機用于鋼材材質(zhì)檢測;高溫爐(用于耐火材料耐火性能檢測);導熱系數(shù)測定儀(用于隔熱材料檢測)。
荷載測試設(shè)備(如有需要):風速儀用于現(xiàn)場測量風速,輔助計算風荷載;壓力傳感器(如果對其他荷載進行實測)用于測量荷載大小。
檢測操作流程
按照先整體后局部、先外觀后內(nèi)部的原則進行檢測。首先進行煙囪整體外觀檢查,包括變形和表面狀況檢查;然后對脫落、漏水等重點問題區(qū)域進行詳細檢查。
在進行材料性能檢測和結(jié)構(gòu)尺寸測量時,嚴格按照設(shè)備的操作規(guī)程進行操作,確保檢測數(shù)據(jù)的準確性。對于需要取樣的檢測項目,按照相關(guān)標準規(guī)范選取樣品,并做好標記和記錄。
在荷載調(diào)查過程中,仔細核對煙囪的各項參數(shù),準確計算各種荷載。對于不確定的荷載參數(shù),可通過現(xiàn)場實測或咨詢相關(guān)人士來確定。
準備階段:收集煙囪的設(shè)計文件和相關(guān)資料,制定詳細的檢測計劃,準備檢測設(shè)備和工具,確保檢測人員具備相應的資質(zhì)和安全防護措施。由于煙囪檢測可能涉及高空作業(yè),需要提前做好安全措施,如搭建腳手架、配備安全帶等。
現(xiàn)場檢測階段:
數(shù)據(jù)分析與驗算階段(如果需要):將現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)進行整理和分析,輸入到結(jié)構(gòu)分析軟件中,建立煙囪的結(jié)構(gòu)計算模型,按照荷載組合和結(jié)構(gòu)驗算要求進行計算。對計算結(jié)果進行評估,判斷煙囪的結(jié)構(gòu)安全性。
整體外觀情況:經(jīng)測量,煙囪整體垂直度偏差在允許范圍內(nèi),大側(cè)向位移為 [X] mm(在煙囪高度的 [具體位置] 處)。煙囪外觀無明顯的整體變形,但在煙囪頂部有輕微的傾斜趨勢。
外墻脫落檢查結(jié)果:
脫落范圍和程度:煙囪外墻在 [具體高度范圍] 出現(xiàn)脫落現(xiàn)象,脫落面積約為 [脫落面積數(shù)值] m2,占煙囪外表面總面積的 [脫落面積占比]%。脫落深度在 [脫落深度范圍] mm 之間,局部區(qū)域脫落已達到煙囪結(jié)構(gòu)層,但未發(fā)現(xiàn)貫穿性脫落。
脫落物特征:脫落的外墻材料主要為 [材料名稱],顏色變淺,質(zhì)地疏松,初步判斷是由于長期風化和化學侵蝕導致材料強度降低而脫落。
漏水檢查結(jié)果:
漏水位置和范圍:在煙囪內(nèi)部發(fā)現(xiàn)漏水主要集中在 [具體高度位置],范圍約為 [漏水范圍數(shù)值] m2。外部觀察發(fā)現(xiàn),漏水點與煙囪壁的裂縫和脫落部位相對應。
漏水痕跡觀察結(jié)果:煙囪內(nèi)部墻面有明顯的水漬和水垢,呈垂直分布,推測漏水路徑是從外墻裂縫和脫落處滲入,沿煙囪內(nèi)壁流下。
表面狀況檢查結(jié)果:
外墻表面損傷檢查結(jié)果:煙囪外墻有較多裂縫,裂縫寬度在 0.1 - 0.5mm 之間,長度在 [裂縫長度范圍] m 之間。裂縫主要呈垂直分布,部分裂縫延伸至煙囪頂部。分析認為裂縫主要是由于溫度變化和煙囪自身的沉降引起的。此外,還發(fā)現(xiàn)少量孔洞,直徑在 [孔洞直徑范圍] mm 之間,主要是由于材料脫落和局部腐蝕造成的。
防腐涂層檢查結(jié)果(如果有):煙囪外墻防腐涂層有局部剝落和起皮現(xiàn)象,涂層厚度測量顯示部分區(qū)域涂層厚度不足,小厚度為 [涂層小厚度數(shù)值] mm,低于設(shè)計要求的 [設(shè)計涂層厚度數(shù)值] mm。
外墻材料檢測結(jié)果:
耐火材料檢測結(jié)果(如果是有耐火襯里的煙囪):耐火襯里材料的耐火度和荷重軟化溫度檢測結(jié)果符合設(shè)計要求,但部分區(qū)域有剝落現(xiàn)象,厚度不均勻,大厚度偏差為 [厚度偏差數(shù)值] mm。
隔熱材料檢測結(jié)果(如果是有隔熱襯里的煙囪):隔熱材料的導熱系數(shù)和密度等性能參數(shù)基本符合設(shè)計要求,但發(fā)現(xiàn)有局部受潮情況,可能影響隔熱效果。
材質(zhì)檢測結(jié)果:通過查看質(zhì)量證明文件和抽樣檢測,鋼材的型號和化學成分符合設(shè)計要求,力學性能試驗結(jié)果顯示鋼材的屈服強度、抗拉強度等指標滿足標準。
銹蝕檢測結(jié)果:鋼材表面有銹蝕現(xiàn)象,輕度銹蝕占構(gòu)件表面積約 30%,中度銹蝕約 10%,主要集中在煙囪底部和接口部位。
強度檢測結(jié)果:通過回彈法和超聲 - 回彈綜合法檢測,煙囪混凝土外墻強度等級基本符合設(shè)計要求?;貜椃z測的平均強度為 [回彈法強度數(shù)值] MPa,超聲 - 回彈綜合法檢測的強度值為 [綜合法強度數(shù)值] MPa,設(shè)計強度等級為 [設(shè)計強度數(shù)值] MPa。
碳化深度檢測結(jié)果:混凝土碳化深度在 [碳化深度范圍] mm 之間,對鋼筋銹蝕(如果有鋼筋)有一定影響。
磚材檢測結(jié)果(如果是磚煙囪):對磚材取樣進行抗壓強度試驗,實測平均抗壓強度為 [磚材抗壓強度數(shù)值] MPa,低于設(shè)計要求的 [設(shè)計磚材抗壓強度數(shù)值] MPa?;貜椃z測結(jié)果也顯示磚的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一定程度的損傷。
混凝土檢測結(jié)果(如果是混凝土煙囪):
鋼材檢測結(jié)果(如果是鋼煙囪):
襯里材料檢測結(jié)果(如果有):
煙囪尺寸測量結(jié)果:煙囪高度測量值為 [實際高度數(shù)值] m,與設(shè)計高度偏差為 [高度偏差數(shù)值] m(在允許范圍內(nèi))。外徑和內(nèi)徑測量結(jié)果在不同高度處與設(shè)計圖紙基本相符,偏差在 ±3% 以內(nèi)。壁厚測量結(jié)果在 [具體高度范圍] 處略小于設(shè)計值,偏差為 - 4%,需要關(guān)注其對結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性的影響。
內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸測量結(jié)果(如果有):內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)的構(gòu)件尺寸與設(shè)計要求相符,偏差在 ±5% 以內(nèi)。
荷載調(diào)查結(jié)果:
自重荷載計算結(jié)果與設(shè)計值相符。風荷載根據(jù)當?shù)貧庀髼l件和煙囪的實際情況重新計算,考慮了煙囪的外形和高度等因素。溫度荷載計算結(jié)果顯示,由于煙囪內(nèi)外溫差較大,產(chǎn)生的溫度應力不可忽視。其他荷載(如地震荷載、內(nèi)部設(shè)備重量)也進行了合理估算。
結(jié)構(gòu)驗算結(jié)果(如果有):
強度驗算結(jié)果:在考慮自重、風荷載、溫度荷載和其他可能的荷載組合后,煙囪主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應力水平在安全范圍內(nèi),但部分壁厚偏差區(qū)域的應力接近設(shè)計強度,需要密切關(guān)注。
穩(wěn)定性驗算結(jié)果:煙囪的整體穩(wěn)定性滿足要求,抗傾覆安全系數(shù)為 [抗傾覆安全系數(shù)數(shù)值](大于 1.0)。受壓構(gòu)件的長細比滿足規(guī)范要求,未發(fā)現(xiàn)失穩(wěn)跡象。
變形驗算結(jié)果:煙囪在風荷載和溫度荷載作用下的大側(cè)向位移為 [具體側(cè)向位移數(shù)值] mm,規(guī)范允許的大側(cè)向位移值為 [允許側(cè)向位移數(shù)值] mm,實際位移小于允許值,滿足變形要求。