Вы здесь

Сталеві трубчасті конструкції перехресно-стрижневих систем з гарантованими показниками довговічності

Автор: 
Черних Інна Юріївна
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2005
Артикул:
3405U002251
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

Раздел 2.
разработка методики расчета показателей гарантированной долговечности при
проектировании стальных трубчатых конструкций
2.1. Формулировка задачи расчета по предельным состояниям на коррозионную
стойкость и долговечность
Правильное применение средств противокоррозионной защиты и осуществление
мероприятий по обеспечению долговечности конструкций зданий и сооружений
является важным резервом повышения эффективности капитальных вложений. Средства
и методы противокоррозионной защиты металлоконструкций отличаются различной
степенью сложности, эффективности и доступности.
Противокоррозионная защита включает процессы и средства, применяемые для
уменьшения или прекращения коррозии металлов. Способы защиты от коррозии
металлических конструкций включают окрашивание лакокрасочными материалами,
горячее цинкование, газотермическое напыление цинка или алюминия,
электрохимическую защиту, применение изоляционных покрытий и облицовок из
химически стойких неметаллических материалов.
В зависимости от состава противокоррозионных мероприятий различают первичную и
вторичную защиту от коррозионного разрушения. Требования первичной защиты
включают рациональное конструирование, применение коррозионно-стойких сталей и
конструкционных неметаллических материалов. Первичная защита направлена на
повышение коррозионной стойкости конструктивных элементов. К методам защиты,
предусматривающим воздействие на металл, относятся коррозионно-стойкое
легирование, термообработка, применение различных покрытий, ингибиторов и
смазок, электрохимическая защита. Воздействие на среду предполагает
использование инертной и защитной атмосферы, введение ингибиторов в
коррозионную среду. Методы воздействия на конструкцию предполагают увеличение
степени защищенности за счет рационального конструирования.
Вторичная защита включает комплекс мероприятий, связанных с использованием
защитных противокоррозионных покрытий, экранирующих поверхность металла от
контакта с коррозионно-активной средой. Защитное покрытие создает на
поверхности металла искусственный слой для предохранения его от коррозии. При
электрохимической защите осуществляется поляризация от внешнего источника тока
или путем соединения с протектором, имеющим более отрицательный или более
положительный потенциал, чем у защищаемого металла.
Наиболее доступным и распространенным способом защиты стальных конструкций
является применение лакокрасочных материалов. Защитные свойства лакокрасочных
покрытий при коррозионных воздействиях обуславливаются их барьерными
свойствами. Взаимодействие лакокрасочной пленки с поверхностью металла
сопровождается пассивирующим и ингибирующим влиянием компонентов покрытия на
защищаемый металл.
Использование металлических и комбинированных покрытий позволяет обеспечить
долговременную защиту при воздействии среднеагрссивных сред. Горячее цинкование
и алюминирование выполняются в заводских условиях путем погружения сварных
конструкций в расплавленный металл. Процесс образования металлизационных
покрытий связан с газопламенным, электродуговым или плазменным напылением
тонкой пленки металла (цинка, алюминия или их сплавов) на поверхность
металлоконструкций. Металлизационно-лакокрасочные (комбинированные) покрытия,
представляющие сочетание металлизационных и последующих слоев лакокрасочных
покрытий, обеспечивают долговременную защиту строительных металлконструкций в
условиях промышленной атмосферы.
Выбор способов защиты от коррозии стальных конструкций зависит от условий
эксплуатации, степени агрессивного воздействия и конструктивных особенностей.
Основным требованием для обоснования мер противокоррозионной защиты является
определение сроков службы защитных покрытий с учетом конструктивных и
технологических особенностей. Существующие расчетно-экспериментальные методы
оценки показателей первичной и вторичной защиты связаны с проведением
ускоренных коррозионных испытаний.
Стальные конструкции промышленных предприятий в условиях эксплуатации
подвержены воздействиям внутрицеховых и общезаводской коррозионных сред. Под
влиянием эксплуатационных факторов происходят процессы старения и разрушения
защитных покрытий стальных конструкций.
Условие механического разрушения по критерию длительной прочности удл, МПа
определяется выражением:
(2.1)
где увн – внутренние напряжения при формообразовании защитного покрытия, МПа;
уд – поверхностные напряжения в результате деформации окрашенной конструкции,
МПа;
укор – напряжения, вызванные образованием продуктов коррозии, МПа.
Разрушение покрытия может произойти не в виде разрыва пленки в месте
образования осмотического пузырька, а в виде отслоения пленки вследствие
разрушения адгезионных связей. Тогда условие разрушения будет определяться
выражением:
(2.2)
где ураскл – напряжение, вызванное действием расклинивающих сил, МПа.
Экспертная оценка состояния защитных покрытий выполнялась с помощью зависимости
[26, 27]:
(2.3)
где Вi – коэффициент весомости вида разрушения;
Xi – относительная оценка i-того вида разрушения; i - число видов разрушения.
Коррозионная стойкость строительных металлоконструкций описана на основании
аналитического подхода, учитывающего взаимодействие параметров конструктивной
формы и факторов коррозийных воздействий:
(2.4)
(2.5)
где Аi(j) – системная переменная коррозионных потерь, г/м2;
аi(j) - весовая характеристика влияния внешних (i) и внутренних (j) факторов;
а0 - коэффициент однозначности коррозионных потерь, г/м2.
Математическое описание статистической изменчивости контролируемых параметров
выполняется на основе разраб