腐蚀钢质烟囱剩余强度有限元分析与加固措施研究
30米烟囱加固技术措施
30米烟囱加固技术措施
对于30米高的烟囱,加固技术措施至关重要,以确保其结构稳
固和安全性。
以下是一些可能的加固技术措施:
1. 结构评估,首先需要进行烟囱结构的全面评估,包括材料质量、结构稳定性和可能存在的损坏程度。
这可以通过专业工程师的
结构评估来完成。
2. 加固材料,根据结构评估的结果,可以选择合适的加固材料,如碳纤维增强聚合物(CFRP)、钢材或混凝土。
这些材料可以用于
增强烟囱的承载能力和抗风压能力。
3. 结构加固,针对评估结果中发现的问题,可以采取不同的加
固措施,例如在烟囱外部包裹CFRP板材,或者在内部设置加固钢筋
混凝土柱。
这些措施可以提高烟囱的整体稳定性。
4. 风荷载考虑,考虑到烟囱高度,风荷载是一个重要因素。
加
固设计需要充分考虑烟囱在强风条件下的受力情况,确保其能够承
受风压和风载荷。
5. 定期检查和维护,加固后的烟囱也需要定期检查和维护,以确保加固效果持久并及时发现可能的问题。
这包括定期的结构检查和清洁,以及必要时的维修和加固工作。
综上所述,对于30米高的烟囱,加固技术措施需要综合考虑结构评估、材料选择、加固设计和定期维护等多个方面,以确保其结构稳固和安全性。
同时,这些措施也需要在符合相关建筑规范和标准的前提下进行,确保加固效果和持久性。
有限元法在腐蚀管道剩余强度研究中的应用
B ng d ng . W A G i AIQi . o N L
( . qn l i dSo a e ta so t n aeS b iir o a y Da ig 1 3 5 ,e ln a g . c iesin e 1Da igOiFe trg ,rn p r a dS l u s a yc mp n , qn 4 3h io gj n ;2Ma hn ce c l d 6 i a dE gn eigDe at n f qn er l m si t, qn 6 3 ,e n a g n n ie r p r n me t igP toe I t ueDa ig l 3 8h io gj n ) o Da u n t 1 l i
s o h tt e r sd lsr n t fc ro e p l e p e c e y t e FEM S g e tr t a h tp e itd b xse h ws t a h e iua te g h o o r d d piei rditd b h n i r a e h n t a r dc e y e it d
维普资讯
厂 垄 旦 究中的应用
白清 东’ 王 莉
(. 1大庆 油 田储运销 售 分公 司,黑龙 江 大庆 1 3 5 ;2大庆 石 油学院 机械 科 学- 43 . 6 5工程 学 院,黑龙 江 大庆 1 3 1 ) 3 6 8
摘
要 :本文首先在吸 收和借 鉴国内外 在腐蚀管道评 估方 面所取得 的研 究成果 的基础 上 ,为 了克服现 存各 种评估 方法的局
限性 ,得 到更符合工程 需要 的评估结果 ,文 中重点 用有限元方法对腐蚀 管道的 剩余强度 进行 了分析评 估 ,分析 采用 了线弹 性有 限元模 型,考虑 了几何 非线性和材料 非线性 。通过把 有限元 分析 的结果和现存 的准则及试验 结果进行比较 ,有限元法 与其 他 方 法 相 比 具 有 明显 的优 势 ,它 可 以尽 可 能 的 不 简化 或 少 简化 模 型 , 能 较 准确 的模 拟 管 道 实 际 受 力 状 态 。表 明 用 有 限
外腐蚀管道剩余强度及剩余寿命的有限元分析
Ke w r s C rO in pp ln s; y o d : O so ieie ANS YS;e i u lsrn h;e iu ll e r sd a te g r sd a i t f
目前 ,国内很 多现役 油气埋 地管 道 已进 入 “ 老
21 0 0年 l 0月
润 滑 与 密封
L UBRI CAT 0N NGI 1 E NEERI NG
Oc . 2 0 t 0l Vo . 5 No 1 13 . 0
第3 5卷 第 1 O期
DOI 0 3 6 /.sn 0 5 010 2 0 1 . 2 :1 . 9 9 ji . 2 4— 5 .01. 0 0 1 s
外腐 蚀 管道剩 余 强度 及剩余 寿命 的有 限元分 析
李增 亮 陈 猛
山东 东 营 2 76 ; 5 0 1
(.中 国石 油 大学 ( 东 ) 机 电工 程 学 院 1 华
2 胜 利油 田胜 利勘 察 设 计研 究 院 有 限公 司 山东 东 营 27 2 ) . 50 6
摘 要 :埋地 油气 管道 经常 受到 外部 腐蚀 ,外 壁会 出现 不 同形 状 的 腐蚀 缺 陷 ,冈 此 就会 产 生 应 力 集 中 降低 管道 的承 压能力 ,必 须 对其 剩余 强度 和剩余 寿 命进 行评 估 。应用 A S S软 件 对 含外 腐蚀 缺陷 的管 道 进行 分 析 计 算 ,给 出不 同缺 NY
/ .
1 0” P a
,
泊 松 比 l= . 1 J 03 ,屈 服 强 度 o : 2 P 。 r 30M a j
龄期” 。 。腐蚀是 引起 管道破坏 的主要 因素 ,而腐
当地加固烟囱施工方案
当地加固烟囱施工方案一、工程概述与现状本次加固工程针对的烟囱,因使用年限较长及受环境影响,存在外壁开裂、腐蚀严重、避雷设施失效及爬梯损坏等问题。
为确保烟囱结构安全,延长使用寿命,现对其进行全面加固维修。
二、烟囱外壁加固方法对烟囱外壁进行全面检查,记录开裂、腐蚀程度。
使用高强度抗腐蚀材料对裂缝进行填补。
对腐蚀严重的部位进行除锈、防腐处理。
在烟囱外壁涂刷防腐涂料,增强防腐性能。
三、避雷与爬梯维护对现有避雷设施进行检测,更换损坏部件。
增设避雷针,提高避雷效果。
对爬梯进行加固,更换锈蚀严重的部件。
在爬梯及周围安装防滑设施,保障安全通行。
四、顶口维修与防腐对烟囱顶口进行检查,清理积灰。
对顶口进行密封处理,防止雨水渗漏。
在顶口涂刷防腐涂料,增强防腐性能。
五、裂缝处理与补筋对烟囱壁裂缝进行深度检测,确定裂缝类型。
使用专业裂缝修补材料对裂缝进行填补。
在关键部位增设钢筋网,提高结构强度。
六、施工前清理与准备对施工区域进行清理,确保无杂物、积水。
搭设施工平台,确保施工人员安全。
准备施工所需材料、设备,并检查其功能完好。
七、修补部位表面处理对需修补部位进行打磨、除锈处理。
使用专业清洗剂对表面进行清洁。
确保修补部位表面干燥、无油污。
八、施工顺序与工艺按照“先外壁、后顶口、再避雷与爬梯”的顺序进行施工。
外壁加固:清理表面→填补裂缝→涂刷防腐涂料。
顶口维修:清理顶口→密封处理→涂刷防腐涂料。
避雷与爬梯维护:检测避雷设施→更换损坏部件→加固爬梯→安装防滑设施。
在施工过程中,应严格遵守安全操作规程,确保施工人员安全。
同时,对施工过程进行记录,确保工程质量可追溯。
施工完成后,应对烟囱进行全面检查,确保加固效果达到预期要求。
请注意,本方案仅为示例性质,具体实施时需根据现场实际情况进行适当调整。
同时,建议在施工前委托专业机构对施工方案进行评估和审核,以确保施工质量和安全。
钢筋混凝土烟囱可靠性鉴定和加固改造
钢筋混凝土烟囱可靠性鉴定和加固改造摘要:本文以某210 m烟囱为例,通过对其现状的检测分析,对其可靠性进行鉴定,利用大型有限元计算软件ABAQUS进行计算分析,对烟囱进行加固改造。
关键词:可靠性鉴定有限元烟囱加固本文以某发电厂210 m钢筋混凝土烟囱为例,对钢筋混凝土烟囱的可靠性鉴定和加固方法进行探讨。
该烟囱位于安徽省境内,1999年建成投入使用,为钢筋混凝土结构;烟囱筒身顶点标高为210 m,出口内直径为7.0 m,采用C30混凝土。
烟囱筒身外设置有一道钢爬梯和两个环向钢平台。
烟囱筒身混凝土根部壁厚为600 mm,顶部为200 mm;烟囱内衬13.5~50 m和190~210 m两个区域内采用CL耐酸砖、CL 耐酸胶泥砌筑,50~190 m区域内采用MU10机制红砖、CL耐酸砂浆;采用桩基础。
烟囱的主要功能是排放电厂生产过程中产生的烟气,烟气的主要成分为二氧化硫、氮氧化物、氧气和水蒸气。
1 烟囱筒身检测结果(1)烟囱筒壁混凝土检测结果:经现场检查发现,烟囱外壁120~180 m表层混凝土普遍被腐蚀,腐蚀严重部位局部保护层成片起鼓、脱落、钢筋锈蚀。
现场在147 m高度被腐蚀混凝土取芯发现混凝土内部分层开裂,开裂最深为180 mm,裂缝宽度大于1 mm。
(2)钢筋检测结果:发现烟囱外壁竖钢筋直径及平均间距与竣工图纸基本相符,但竖向钢筋间距分布严重不均匀;烟囱外壁环向钢筋直径与竣工图纸基本相符。
(3)混凝土碳化深度检测结果:0~120 m烟囱外壁混凝土碳化深度在1.0 ~7.5 mm之间,小于钢筋保护层厚度(30 mm),暂不会因混凝土碳化失去对钢筋的保护作用而引起内部钢筋的锈蚀。
120 m以上烟囱外壁混凝土碳化深度大于钢筋保护层厚度(30 mm),混凝土碳化失去对钢筋的保护作用而引起内部钢筋的锈蚀。
(4)混凝土强度检测结果:现场检测发现,烟囱上部混凝土受腐蚀严重,不能采用回弹法检测,现场在147 m高度沿外壁一周钻芯时发现,筒壁混凝土内部存在分层裂缝,开裂最深达180 mm,大部分芯样在钻取过程中断裂,表明混凝土强度极低。
钢质建筑物加固的可行性研究及方案分析报告
钢质建筑物加固的可行性研究及方案分析报告1. 研究背景钢质建筑物是近年来广泛应用的一种建筑结构形式,其具备轻质、强度高、易于加工等优点。
然而,随着时间的推移,钢结构也会面临腐蚀、疲劳、地震等多种因素的影响,导致其强度和稳定性下降,从而威胁到建筑物的安全和持久性。
因此,对钢质建筑物进行加固变得十分重要。
2. 目标与方法本研究的目标是通过对现有钢质建筑物加固技术的研究和方案分析,评估和确定可行的加固方法,提供安全、经济、可持续的加固方案。
研究方法包括文献综述、实地调研、模拟试验和数值分析等。
3. 钢质建筑物加固技术综述针对钢质建筑物加固的技术,本研究综合了现有的学术文献和实践案例。
主要的加固方法包括增加剪力墙、加固钢柱、加固钢梁、提高地震阻尼等。
其中,增加剪力墙是一种较为常用的加固手段,可以提高结构整体的刚度和抗震能力。
同时,在实践中也需要根据具体情况选择加固的方法和材料,如碳纤维布、钢板、加固胶等。
4. 加固方案分析在确定加固方案时,应综合考虑以下因素:4.1 结构特点和现状评估:通过对建筑物的结构特点进行评估,包括钢梁、钢柱、连接节点等,并评估其破坏机制和受力性能。
4.2 加固材料选择:根据结构特点和加固需要,选择适当的加固材料,包括钢板、碳纤维布、加固胶等。
材料应具备良好的耐久性、抗腐蚀性和提高结构强度的能力。
4.3 加固方法选择:根据结构特点和加固目标,选择适当的加固方法,包括钢板贴加、剪力墙加固、加固胶注入等。
加固方法的选择应能提高结构的刚度和抗震能力。
4.4 经济性评估:对所提出的加固方案进行经济性评估,包括材料和施工成本,以及加固后的使用寿命和维护成本。
经济性评估有助于选择最为经济合理的加固方案。
5. 结果和讨论本研究通过对现有钢质建筑物加固技术的综述和方案分析,提出了几种可行的加固方案。
在实际应用中,应根据具体情况综合考虑结构特点、经济性和可持续性等因素选择最优的方案。
6. 结论钢质建筑物加固是确保建筑物安全和持久性的重要措施。
烟囱加固方案
烟囱加固方案在建筑物的结构中,烟囱扮演着重要的角色,负责排除烟尘和废气。
然而,由于长期的使用和外界环境的影响,烟囱可能会出现老化和损坏的情况,危及建筑物的安全。
为了确保烟囱的稳固和可靠性,我们需要采取适当的措施进行加固。
本文将介绍一种烟囱加固方案,以确保烟囱的安全运行。
状况评估在制定烟囱加固方案之前,首先需要对烟囱的状况进行评估。
通过外观检查和结构测试,我们可以确定烟囱是否存在结构性损坏、裂缝或腐蚀等问题。
同时,还需要了解烟囱的尺寸、材料和设计参数等重要信息。
这些评估数据将为我们制定合适的加固措施提供基础。
加固材料的选择根据烟囱的具体情况,我们需要选择适合的加固材料。
常用的加固材料包括钢板、钢筋混凝土和复合材料等。
钢板可用于加固烟囱的壁面,增加其整体刚度和抗风能力。
钢筋混凝土可以用于加固烟囱的底座和连接部位,提高其抗震性能。
复合材料则可用于加固烟囱的外观,增加其表面强度和耐候性。
根据具体情况,我们可以选择单一材料或者结合多种材料进行加固。
加固方案基于状况评估和加固材料的选择,我们可以制定以下烟囱加固方案。
1. 壁面加固若烟囱壁面存在损坏或者老化问题,我们可以采用钢板加固的方案。
首先,需要对损坏区域进行修复和清理,确保表面平整。
然后,将钢板焊接在烟囱壁面上,并使用螺栓固定。
这样可以增加烟囱的整体刚度和稳定性。
2. 底座加固底座是烟囱的重要支撑部分,如果底座存在结构问题,将会危及整个烟囱的稳定性。
为了加固底座,我们可以采用钢筋混凝土加固的方案。
首先,需要对底座进行加固,例如增加钢筋的数量和直径。
其次,将钢筋混凝土浇筑在底座周围,形成承重结构。
这样可以提高底座的抗震和承载能力。
3. 外观加固烟囱外观的表面强度和耐候性也是需要考虑的因素。
为了增强外观的耐用性,我们可以采用复合材料加固的方案。
复合材料具有轻质、高强度和耐腐蚀的特点,可以有效增加烟囱外观的强度和耐用性。
采用复合材料加固,可以提高烟囱的整体质量和抗外部环境侵蚀的能力。
腐蚀管道有限元分析
AbstractWith the development of industrial level, oil and gas demand is rising year by year. Now, there are hundred thousand meters of pipeline in our country, most of these pipes was built in the last century 70s,which has more than 30 years of design life. Production is one of the main causes of accident because the tube from corrosion. These corrosion include: pipeline anticorrosive coating aging, deformation, cracks, stripping, into the outer wall of pipeline corrosion medium in soil environment, and caused by pipeline medium corrosion lining pipe body corrosion. The formation of corrosion defects on the one hand to reduce the pressure capacity of pipe itself, on the other hand also can weaken the pipe fatigue resistance。
The problem is not allow to ignore. According to certain evaluation method, evaluate the corrosion of pipeline pressure ability, is in order to determine the maximum permissible operating pressure and maximum allowable defect size. So as to make the right decision, step-down, repair, replacement etc. Different methods are due to the diversity analysis method and rapid development of pipeline materials. Therefore, analyze the evaluation method of comparison, points out its advantages, limitations and scope, best help get reasonable evaluation result. Foreign researchers for the limit bearing capacity of research, mainly through numerical simulation and prototype pipe blasting experiment with the combination of means, on the basis of a series of specifications and methods are put forward since the early 1980s. To sum up the corrosion of pipeline pressure capacity for the pipeline construction and safe operation is of great significance.In this paper, the ultimate bearing capacity of the pipeline with corrosion defects is carried out by the finite element analysis of ABAQUS software.(1)The finite element model is established for pipeline with pitting corrosion, longshaped defects and spiral defect by hexahedral element and tetrahedral element.(2)The Mises V on stress criterion is proposed to determine the failure of the pipeline.The results are verified of data for 16 prototype pipe blasting experiments.(3)On this basis, the current application of NG-18 AGA, B31G ASME and DNVmethods are analyzed and evaluated, and pointed out the determination of defects in the internal pressure.(4)A formula for predicting the internal pressure of pipeline failure is improved.(5)By the example of Qin Jing and Qin Qin pipeline the influence of the defect size andload on the pressure bearing capacity of the pipeline is analyzed.(6)A method for determining the influence distance of pit defects of pipeline defects isproposed by using the contour map.(7)The results of finite element analysis of spiral pipe defects show that MOK can beused to evaluate the pressure bearing capacity of the failure internal pressure of the spiral pipe.Key words:pipeline; corrosion; bearing capacity; finite element1.2国内外的研究状况国外研究人员先后从20世纪80年代初期开始管道极限承压能力的研究,主要是通过数值模拟与原型管道爆破实验相结合的手段,在此基础上提出了一系列的规范和方法。
腐蚀管道剩余强度研究
腐蚀管道剩余强度研究一、管道材料选择对剩余强度的影响在管道腐蚀过程中,管道材料的性能和特性对剩余强度的影响至关重要。
管道材料的选择应根据实际情况进行综合考虑,包括管道所承受的压力、温度、腐蚀环境等因素。
对于高强度钢(如XX120等),由于具有较高的屈服强度和抗拉强度,因此在腐蚀环境下仍能保持较好的承载能力。
高强度钢的耐腐蚀性能相对较差,容易受到氯离子、硫酸盐等腐蚀介质的侵蚀。
在选择高强度钢作为管道材料时,需要权衡其强度和耐腐蚀性能。
对于普通碳钢(如QQ345等),由于其良好的耐腐蚀性能和较高的延性,因此在腐蚀环境下剩余强度较高。
但普通碳钢的强度较低,随着腐蚀的加深,管道的抗压、抗拉能力会逐渐降低。
在选择普通碳钢作为管道材料时,需要考虑其强度、耐腐蚀性能和使用寿命等因素。
对于其他新型复合材料,如玻璃纤维增强塑料(GFRP)和碳纤维增强塑料(CFRP),它们具有较高的抗腐蚀性能和强度,适用于恶劣的腐蚀环境。
这些材料的制造成本较高,且在实际应用中的经验有限,因此在选择时应充分考虑其应用范围、成本和技术成熟度等因素。
管道材料的选择对剩余强度具有重要影响。
在选择管道材料时,应综合考虑管道所承受的压力、温度、腐蚀环境等因素,以及材料的特点、成本和技术成熟度等因素,以确保管道在腐蚀环境下的安全可靠运行。
1. 不同材料管道的腐蚀规律和机制管道在工业生产和日常生活中扮演着重要的角色,随着工业的发展,管道腐蚀问题日益严重。
不同材料的管道在不同的环境条件下,其腐蚀规律和机制各有差异。
本文将对几种常见材料的管道腐蚀规律和机制进行探讨。
钢质管道由于其良好的力学性能、耐腐蚀性和加工工艺性,在工业生产中得到了广泛应用。
钢质管道在水和土壤中的腐蚀速度较快,特别是在含有氯离子、氧气和溶解氧等腐蚀介质的环境中,钢铁的腐蚀速度会显著加快。
钢质管道的腐蚀主要包括电化学腐蚀和机械腐蚀两种形式,其中电化学腐蚀是主要的腐蚀形式。
电化学腐蚀是指管道表面与电解质接触,通过离子导电引起金属的氧化还原反应,从而导致金属材料的损失。
基于有限元法在腐蚀管道剩余强度中的应用
B1 3 G准则 是评价 腐蚀 管 道最 原 始 和最基 本 的方法 , 它可 以用 于评 价 带有 轴 向裂 纹 或腐 蚀缺 陷 的管道 , 结果存 在 一定 的保 守性 。通过 对腐 蚀 管 但 道 进行 爆 破 试 验 表 明 : 计 算 腐 蚀 区 的金 属 损 失 在
要 , 是对 腐 蚀 管 道 剩余 强 度 的评 价 , 尤其 它是 管道 剩余 寿命 预测 的前 提和保证 。
关键词
腐蚀管道
剩余 强度
有限元 文献标志码
评价方法 A
中圈法分类号Leabharlann T 98 2 E8. ;随着石油工 业 的不 断 发展 , 油 天然 气 管道 输 石 送在 国 民经 济 中起 着 越 来 越 重 要 的 作 用 。油 气 管
以及腐蚀 缺陷螺 旋角 对 管道 的影 响 , 提 出 了不 同 又
了原准 则 的一 些不 足 之处 , 以更 加 方 便 地 、 速 可 快
此, 一些学 者对 其 进 行 了必 要 的 修 正 , 成 了改 进 形
的 B 1G准则 。考 虑 到 轴 向载 荷 、 矩 、 蚀 宽 度 3 弯 腐
20 0 8年 8月 2 8日收到 黑龙江省科技 厅攻关项目(Z 7 41 资助 JOA 0 )
地进行评 估 。但 是对 一些 特 殊 的腐 蚀情 况 , 螺旋 如
腐蚀、 焊接 腐蚀 和环 向腐 蚀等 , 得结 果却 不太 所
理想 。
12 A I 7 . P 9准 则 5
第一作 者简介 : 骆华锋 (9 6 ) 女 , 17 一 , 大庆石 油学 院机械科学与工 程学院讲 师 。研 究 方 向: 田采 油设 备。E m i:uh a@ 13 油 . a louf 6 . l
高炉渣处理烟囱腐蚀分析及应对措施探讨
高炉渣处理烟囱腐蚀分析及应对措施探讨本文以实际的炼铁厂高炉渣处理烟囱腐蚀情况为例,进行合理的分析,探索该情况的出现原因,并以此为基础,结合实际情况提出合理的改进策略,以促使我国炼铁厂整体技术水平提升。
标签:高炉渣处理;烟囱;腐蚀引言随着时代不断发展,高炉渣处理系统逐渐创新,促使整体技术水平提升,可以有效的对炉渣进行冷却与淬化,滿足当前的需求。
与此同时,灵活利用高炉渣系统可以促使水渣进行合理的运输,实现循环利用,对冲渣水进行净化,经过冷却处理后实现循环,提升资源的利用效率。
一、高炉渣处理烟囱腐蚀分析(一)烟囱冲制箱连接段腐蚀本文研究的炉渣处理冲制箱烟囱设计直径为3 m,高为60 m,进行整体焊接,在应用过程中,经过一段时间后发现烟囱与冲制箱连接段位置出现腐蚀情况,并且其穿漏情况较为严重,不仅影响运行,还可能造成严重的安全隐患,产生不良的影响。
(二)烟囱的整体腐蚀本文研究的处理烟囱在应用一段时间后,部分标高处出现严重的腐蚀,在敲击烟囱时出现较大的腐蚀孔洞,存在大量的铁锈,据相关的数据显示,该烟囱原来壁厚为14 mm,经过腐蚀后其厚度为8 mm左右,甚至存在厚度更低的情况,影响其整体质量[1]。
(三)烟囱出现偏差情况烟囱出现偏差也可能是腐蚀因素导致,由于烟囱自身腐蚀,其可能出现偏离情况,整体的壁厚逐渐减少,造成不同方向的偏差,形成安全隐患。
例如,在本文案例中烟囱锥段的壁厚逐渐减少,最大处的腐蚀量超过40%,造成明显的烟囱偏离,影响烟囱的稳定运行。
二、高炉渣处理烟囱腐蚀的合理应对措施(一)进行合理的局部改造在本文研究过程中发现,烟囱在运行过程中,经常出现局部腐蚀情况,造成整体的壁厚降低,甚至出现明显的孔洞,影响其功能的发挥。
因此,应结合实际情况针对烟囱腐蚀情况进行合理的局部改造,对腐蚀严重的部位进行挖补修复,以消除腐蚀产生的影。
以设计院土建专业的建议为基础,结合实际情况分析烟囱腐蚀的原因与现状,设计出合理的方案,采取局部的改造、挖补、加固等方式进行处理,从整体上提升其质量,保证烟囱稳定运行。
30CrNi4MoA钢预腐蚀损伤应力强度因子有限元分析
105中国设备工程Engineer ing hina C P lant中国设备工程 2016.12(下)金属在大气环境中会逐渐产生腐蚀损伤,而腐蚀损伤是金属结构常见的缺陷,也是能够发展成疲劳裂纹的原因之一。
对腐蚀损伤的结构进行准确的应力分析是保证结构安全可靠的关键。
从断裂力学角度出发,一切断裂强度的评估都离不开应力强度因子的求解,而采用有限元数值方法求解是现在普遍采用的途径。
本文基于断裂力学理论,利用ABAQUS 软件研究了30CrNi4MoA 钢预腐蚀损伤对应力强度因子的影响。
1 有限元模型的建立1.1 材料和部件30CrNi4MoA 钢具有高塑性、高韧性和高疲劳强度,经常选用作为轴类零件和对接接头零件的材料。
该材料的弹性模量为204GPa,泊松比为0.3。
在ABAQUS 软件中建立含接缝的部件模型,其中30CrNi4MoA 钢在不同腐蚀年限的平均腐蚀深度等效为接缝的长度,腐蚀坑的底部等效为接缝的前缘。
不同年限的平均腐蚀深度如表1所示。
表1 不同腐蚀年限的平均腐蚀深度腐蚀年限/a 124816平均腐蚀深度/mm0.080.100.180.340.451.2 网格划分由于接缝前缘附近存在应力集中,所以接缝前缘区域的网格要进行细化。
装配件采用六面体单元C3D20R,运用扫掠技术进行网格划分。
经过网格检查和修改,网格质量达到计算要求。
网格模型如图1所示,接缝前缘网格如图2所示。
1.3 边界条件和载荷施加该材料制成的对接接头在工作状态下主要承受拉伸载荷,在部件的一端施加平均应力为286MPa 的拉力。
施加载荷时,约束部件的另一端,即约束节点的全部自由度。
图1网格模型图2 接缝前缘网格30CrNi4MoA 钢预腐蚀损伤应力强度因子有限元分析刘涛,穆志韬,牛勇(海军航空工程学院青岛校区,山东 青岛 266041)摘要:基于断裂力学理论,针对腐蚀损伤对金属结构造成的缺陷,应用ABAQUS 软件分析了不同腐蚀年限的平均腐蚀深度对30CrNi4MoA 钢应力强度因子的影响。
烟囱加固的方法与步骤
烟囱加固的方法与步骤烟囱的加固是为了确保其结构安全可靠,防止其在使用过程中发生倒塌或损坏的情况。
下面是烟囱加固的一般步骤与常见方法:步骤1:评估烟囱的结构状况在加固烟囱之前,首先需要进行一次烟囱的结构评估。
这可以由一名专业的结构工程师来完成。
评估的目的是确定烟囱当前的结构状况,以及确定是否有需要加固的地方。
步骤2:制定加固方案根据对烟囱结构的评估结果,结构工程师将制定加固方案。
这通常包括选择适当的加固材料和方法,以及确定加固的具体部位。
步骤3:清理工作区域在进行加固前,需要确保工作区域的清理。
这包括清除烟囱周围的杂物和垃圾,并采取必要的安全措施,如设置围栏或标志牌。
步骤4:修补砖瓦裂缝在进行烟囱加固之前,可能需要先进行砖瓦的修补。
这包括填补砖瓦之间的裂缝,以确保其完整性和稳定性。
步骤5:加固烟囱外墙烟囱的外墙是经常需要加固的地方。
常见的加固方法包括:-安装垂直支撑材料:这可以是螺栓、钢杆或其他类型的金属支撑。
支撑材料将从烟囱的顶部延伸到地面,并与地面固定。
这样可以增加烟囱的稳定性和耐候性。
-加固外墙表面:使用螺栓或螺母固定金属板,以增加外墙的强度和稳定性。
步骤6:加固烟囱内部结构烟囱的内部结构也需要加固,以确保其安全性和稳定性。
常见的加固方法包括:-安装支撑杆:支撑杆可以安装在烟囱的内部,以增加其结构的稳定性。
支撑杆可以是金属或钢筋材料。
-加固砖瓦结构:填补砖瓦之间的裂缝,以确保其完整性和稳定性。
这可以使用水泥浆或其他适当的材料来实现。
步骤7:检查和测试在完成烟囱加固后,需要进行检查和测试,以确保加固效果符合要求。
这通常包括检查加固结构是否牢固,并测试其抗震和抗风性能。
步骤8:文书记录加固过程的每个步骤和结果都应该进行详细的文书记录。
这对于日后的维护和追溯非常重要。
总结:。
某发电厂烟囱腐蚀检测鉴定与加固修复
某发电厂烟囱腐蚀检测鉴定与加固修复摘要:通过对某发电厂烟囱腐蚀性缺陷的检测鉴定及结构承载能力的验算,根据腐蚀后的结构安全性鉴定分析结论,对遭受损伤的某发电厂烟囱进行了加固修复,取得了良好的效果;为同类发电厂烟囱腐蚀后的结构安全检测鉴定及加固修复提供了参考。
关键词:发电厂;烟囱;检测鉴定;加固修复1 工程概况某电厂烟囱,始建于2003年,分为内外筒,高度为105m、240m。
底部0~110m外筒壁坡度8.1%,内部设置有内筒,内筒外壁坡度0.981%,外筒110m~240m坡度0.33%。
外筒下、上部直径分别为31.172m、10.940m;内筒下、上部直径分别为13.000m、10.940m。
烟囱中部105m、170m和顶部234m标高处设置有信号平台。
1.1目的调查结果原设计未考虑烟气脱硫,2003年建设完成投入运行,2007年进行脱硫改造,脱硫投入运行后,烟囱渗漏严重,2008年进行了外筒壁的封堵清理。
但由于渗漏部位为对拉螺栓孔部位,而对拉螺栓孔数量较多,仍存在多处渗漏部位。
因此对烟囱腐蚀情况进行全面检测鉴定,为防腐施工、提供科学依据。
1.2初步调查结果烟囱运行条件:1)2台600MW机组共用,两侧钢烟道,设有隔烟墙;2)锅炉容量2x2008t/h;采用静电除尘,除尘器型号2F480-5;3)原设计烟气温度130℃,脱硫改造后不设GGH,正常情况下约40~50℃。
本工程原基础及上部烟筒结构图纸基本齐全,但地勘报告缺失。
2 结构检查与检测2.1现场检查结果1)地基基础:未发现由于地基不均匀沉降造成的上部结构明显倾斜、变形、裂缝等缺陷,建筑地基和基础无静载缺陷,地基基础基本完好。
对地基土取样分析,地基土PH值为6.9,酸碱度基本为中性,对混凝土基本无影响。
2)烟囱筒壁:①外筒壁0~110m范围内,现状基本完好;外筒壁110~240m范围内,存在多处渗漏现象。
渗漏部位为筒壁模板对拉螺栓孔位,现场对其钻开检查,发现封堵不密实,部分仅为表皮封闭,本身构成渗漏通道。
浅谈某轧钢厂钢筋混凝土烟囱可靠性鉴定及加固
载能力极限状态下水平截面验算和正常使用极限状态计算,最 终,按照地基基础、筒壁及支承结构、内衬与隔热基础可靠性等级评为B级,筒壁及支承结构的 可靠性等级评为D级,内衬与隔热层的可靠性等级评为C级,附 属设施的可靠性等级评为B级,腐蚀性等级评为B级。
(2)抽检烟囱筒壁的混凝土碳化深度测试值为 52.00~54.00mm,平均深度为53.00mm,大于烟囱筒壁钢筋的 混凝土保护层厚度平均值38.00mm,混凝土失去对钢筋的保护作 用,现场开凿发现,烟囱外层竖向钢筋表面存在轻微锈蚀[2]。
(3)抽检筒壁外表面的环向钢筋配置在竖向钢筋内侧, 不满足相关规范要求;抽检筒壁外表面竖向钢筋锈蚀后剩余直 径为16mm、环向钢筋锈蚀后剩余直径为6mm,环向钢筋直径 不满足相关规范要求;烟囱36m、23m、15m、3m 标高附近, 抽检筒壁外表面竖向钢筋的环向间距平均值依次为226mm、 234mm、231mm、217mm,环向钢筋的竖向间距平均值依次 为220mm、219mm、233mm、210mm,环向钢筋间距不满足
引言 对于轧钢厂加热炉,烟囱是其工艺中重要的组成部分。但
在长期使用的过程中,致使烟囱不同程度地出现材料老化、裂 缝等现象,不仅影响企业的生产,还影响周围建筑物的安全。 考虑到企业的使用需求,对烟囱进行可靠性鉴定,并对存在的 问题进行加固处理方案,以确保烟囱的安全可靠运行。
1 工程概况 某轧钢厂烟囱建于1980年,结构为钢筋混凝土,用于该轧
相关规范的要求;抽检筒壁外表面钢筋的混凝土保护厚度值为 16mm~56mm,平均值为38mm。
(4)烟囱筒壁抽检外表面竖向钢筋,钢筋发生锈蚀的概 率大于90%,现场开凿发现,烟囱筒壁外表面竖向钢筋表面存 在轻微锈蚀。
锈蚀钢筋压屈承载力试验研究及有限元分析
锈蚀钢筋压屈承载力试验研究及有限元分析石泉彬;周桂香【摘要】在实验室采用直流电源进行电化学加速锈蚀钢筋,从而获得不同直径、长径比和锈蚀率的锈蚀钢筋试件,然后在万能电子试验机上进行压屈试验,获得锈蚀钢筋压屈承栽力曲线。
经过统计分析,得到四种形态的锈蚀钢筋压屈承载力计算模型。
应用大型有限元分析软件ANSYS对锈蚀钢筋压屈承载力模型进行进一步验证。
%Corroded reinforcements, with various diameters, length-to-diameter ratios and corrosion rates, are obtained from the lab by using DC electrical sources to accelerate corrosion. The buckling capacity curves of corroded reinforcements are gained from electronic universal testing machine in the buckling test.The buckling capacity computational model of corroded reinforcement can be generalized in four types that are verified by the application of finite element analysis software ANASYS.【期刊名称】《泰州职业技术学院学报》【年(卷),期】2011(011)005【总页数】5页(P43-47)【关键词】锈蚀钢筋;压屈承载力;试验;有限元【作者】石泉彬;周桂香【作者单位】泰州职业技术学院建筑工程系,江苏泰州225300;泰州职业技术学院建筑工程系,江苏泰州225300【正文语种】中文【中图分类】TU311;TU375在不利乃至恶劣环境的长期作用下,桥梁、海工、水工和工业厂房等建筑物的混凝土构件存在钢筋锈蚀致使承载力降低的现象。
烟囱加固施工措施有哪些?
烟囱加固施工措施有哪些?烟囱加固施工措施我厂2号焦炉的烟囱为钢筋混凝土结构,其顶部标高为loom,基底标高为一6.6m,于1990年投人使用。
在1999年的检查中发现,该烟囱基础部位出现环状裂缝,局部出现空鼓层,直接影响焦炉生产,也威胁四周工作人员的安全。
1.原因分析通过对烟囱进行测温、化验、有害介质含量、锤击混凝土、缺陷检查以及采取取芯、回弹等报告手段的检查,并分析检查结果发现,烟囱筒身温度、保温层及主体的钢筋混凝土均无异常,但在基础部位外壁有较多环状裂缝,裂缝宽度为0.5-11mm,基础部位有约25%的区域存在空鼓层,深度达20一1 lmm,另有两处明显破损区。
其症状表现为混凝土剥落,表面有较多纤细粉末,残留的混凝土表面较光滑,沙子较少,石子与沙子粘结力较差,环向钢筋均有外露并锈蚀,锈层厚度2一4mm,另外,挖开地面以下两个区域也有类似症状的空鼓层。
对此,我们调查了当时的施工人员,复查了施工记录查明,基础部位是冬季施工,由于防冻措施不力,致使混凝土在凝固、硬化过程中表面受冻,于表面形成薄弱层,该薄弱层在冻融过程中由于混凝土收缩及长期温差的作用,使混凝土变形不协调,致使表面混凝土与未冻混凝土之间开裂,分层而形成空鼓层。
另外,在冬季施工时,存在着沙石骨料未充分清洗,含泥量高,水泥与沙石粘结不牢的可能,还有沙石、骨料未加热,表面有水膜、冰渣等,使混凝土水化反应不完全,造成各组分之间粘结不好,粉末较多。
基础施工时振捣不密实,于表面产生蜂窝及麻面,加之烟囱长期处于含有腐蚀性气体的环境中,导致混凝土表面破损,引起钢筋外露、锈蚀,进而造成混凝土保护层开裂。
由于环向钢筋在外侧,故首先产生环向裂缝。
2.加固措施及效果由于焦炉处于生产状态,烟囱不能停产,且烟囱基础部位产生的空鼓层深浅不一,造成加固区域表面高温度达6790,给加固带来了一定的难度。
首先是热态的混凝土与冷态的混凝土结合在一起,影响冷态混凝土的水化。
钢烟囱制作安装钢烟囱维修加固防腐拆除施工方案
钢烟囱制作安装维修加固防腐拆除施工方案一、引言钢烟囱在工业生产中具有重要的作用,对于保障环境安全和生产正常起到至关重要的作用。
因此,保证钢烟囱的制作、安装、维修、加固、防腐和拆除施工方案的质量十分关键。
本文将围绕这些方面展开详细介绍,以保障钢烟囱的安全运行。
二、钢烟囱制作2.1 材料选择•钢材:选用高强度、耐高温的优质钢材作为钢烟囱的主要材料。
•绝热材料:在烟囱内层需填充绝热材料,以防止烟气散热。
2.2 制作工艺•切割和弯曲:根据设计要求切割钢板后,进行弯曲成型。
•焊接:采用合适的焊接工艺进行钢板拼接,保证焊缝牢固。
三、钢烟囱安装3.1 地基准备•在安装前需对地基进行加固处理,以确保烟囱安装稳固。
3.2 安装步骤•在地基上搭设支撑架,将钢烟囱吊装至支撑架上。
•确保烟囱垂直、稳固。
四、钢烟囱维修4.1 定期检查•定期检查烟囱的外观和内部结构,发现问题及时处理。
4.2 维护•对烟囱的绝热材料进行定期更换,保障烟囱的绝热性能。
五、钢烟囱加固5.1 加固方案•通过增加支撑结构或者表面包覆加固方式,提高钢烟囱的强度和稳定性。
六、钢烟囱防腐6.1 防腐处理•对钢烟囱表面进行防腐处理,延长烟囱的使用寿命。
6.2 防腐材料•选择优质的防腐涂料进行表面涂覆,提高烟囱的耐腐蚀能力。
七、钢烟囱拆除7.1 拆除步骤•在拆除前需进行详细的计划,确保拆除过程安全。
•分段拆除烟囱,采取防护措施,避免意外发生。
结语综上所述,钢烟囱的制作、安装、维修、加固、防腐和拆除等方案是确保烟囱安全运行的关键。
通过严格遵循工艺流程和细节注意,可有效保障钢烟囱的使用寿命和安全性。
希望本文能为相关工作提供一定的参考和指导。
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安全系数 n
5 248 6 187 5 392 5 653 5 914 5 903 5 274 5 725 5 902 5 385 7 447 7 138 7 909 7 375 7 659 8 211 9 094 9 640 11 218
139 3 164 0 143 0 150 0 156 8 156 5 166 3 151 9 156 5 142 9 197 2 166 6 170 9 148 6 144 4 145 5 151 9 152 3 163 9
3 腐蚀烟囱的有限元计算 3 1 网格划分
在网格划分过 程中, 根 据板 壳在 力学 中的 基本 要求: 10 ∀ a t ∀ 100, 采用单元控制长度为 350 mm 的 9 结点空间 shell 单元, 在有 腐蚀 的部 位进 行了 二次 网 格划 分, 以减 少误 差。 烟囱总共划分了 9 529 个结点, 3 128 个空间壳单元。
3 2 计算结果 未加固的 烟囱, 在 基本 风压和 瞬时 最大 风压下, 各 方向
等效 应力最 大点都出 现在 4- 4 段 的腐蚀 处, 均 远大于 该段 的剩 余临界应力 150 MPa, 结构处于非常危险 的地步; 等效最 大 位 移 都 出 现 在 烟 囱 顶 部, 小 于 规 范 规 定 的 最 大 位 移 500 mm。分析知: 除 4- 4 段以外其 他各段应 力均小于 剩余临 界应力 150 MPa。分析知: 该烟囱 腐蚀 最不利 风向 为- X 方 向; 在风荷载作用 下, 烟 囱将 首先 从 4- 4 段发 生脆 性破 坏, 从而 引起整个烟囱倒塌, 因此该烟囱必须采取加固措施。
* 国家自然科学基金资助项目( 50278083) 和教 育部优秀青年 教师资 助计划项目。 第一作者: 谢华利 男 1982 年 9 月出生 硕士 E- mail: xiehuali2004@ 163. com 收稿日期: 2008- 02- 28
工业建筑 2008 年第 38 卷第 7 期
1 2 烟囱剩余临界应力计算 烟囱为钢外壳, 内衬耐 火保 温砖, 主要 抵抗 荷载作 用的
为钢外壳, 而耐火砖 已经严 重脱 落, 因此将 烟囱 考虑 为钢质 烟囱进行受力分析。首先将烟囱分为 19 段( 如图 1) , 根据石 油管理局技术检测中心提供的烟囱腐蚀报 告, 计 算出烟囱各 段的平均剩余厚度; 按 照 烟囱 设计规 范 ( GB 50051- 2002) 中 9 3 2 条规 定[ 2] , 计算烟囱各段的平均剩余临界应力, 计算 结果如表 2 所示。
4 腐蚀烟囱加固后的有限元计算 根据前面 的分析与 计算, 腐蚀 将降 低临 界应力, 穿 孔处
将出 现应力集中, 因 此对腐 蚀穿 孔部位 进行 加固, 延长 其使 用 寿命, 对企业 来说, 具有 重要的 现实意 义与经济 意义。腐 蚀烟 囱的加固, 可以选择两种方式:
1) 加拉索;
腐蚀钢质烟囱剩余强度有限元分析与加固措施研究 # ## 谢华利, 等
128
1 09
288
不安全
96
1 49
256
不安全
50
3 14
50
3 13
50
3 33
50
3 04
50
3 13
50
2 86
117
2) 对腐蚀部位用玻璃钢或高强度 碳纤维缠绕加固。
由于烟囱腐 蚀后 的 最大 变形 都 在规 范容 许 的范 围之 内, 因
现根据方法 1、2, 进行 了有限 元计 算, 提 出了 加固 建议。 此, 采取加固措施以后, 变形将更小, 故不再作变形分析。以
位置
1- 1 段 2- 2 段 3- 3 段 4- 4 段 5- 5 段 6- 6 段 7- 7 段 8- 8 段 9- 9 段 10- 10 段 11- 11 段 12- 12 段 13- 13 段 14- 14 段 15- 15 段 16- 16 段 17- 17 段 18- 18 段 19- 19 段
表 1 风荷载 Table 1 Wind load
高度 m 48~ 50 46~ 48 44~ 46 42~ 44 40~ 42 38~ 40 36~ 38 34~ 36 32~ 34 30~ 32 28~ 30 26~ 28 24~ 26 22~ 24 20~ 22 18~ 20 16~ 18 14~ 16 12~ 14 10~ 12
8~ 10 6~ 8 4~ 6 2~ 4 0~ 2
基本风面荷载 ( kN!m- 2) 0. 700 0 0. 679 0 0. 657 0 0. 636 2 0. 614 1 0. 592 4 0. 569 2 0. 547 5 0. 525 2 0. 502 7 0. 479 5 0. 458 0 0. 435 9 0. 412 8 0. 390 6 0. 371 1 0. 352 6 0. 333 1 0. 311 9 0. 288 2 0. 262 8 0. 236 1 0. 205 4 0. 170 6 0. 117 4
0前言 四川荣 县蜀南气矿净 化厂 制硫尾 气放 空烟 囱建于 1975
年, 1979 年投入使用, 已使用 26 年。烟囱处于 B 类场地。该 烟囱高 50 m, 顶端直径 2 116 m, 底部直 径 4 024 m。 烟囱为 钢外壳, 内衬耐火保 温砖, 在钢 板和 耐火黏 土砖 之间 有矽藻 土粉和耐酸石棉板, 整体为 独立 结构, 没有 设计 其他 稳定设 施。烟囱在 0~ 6 m、6~ 22 m、22~ 48 m、48~ 50 m 的钢板卷筒 厚度分别为 12、10、8、6 mm, 在标高为 46、42、38、34、20 m 处设 有耐热混凝土圈梁和加劲板( 图 1) 。通过对该烟囱进行全面 检验发现, 烟囱的钢结构在尾气残存的 硫和其他 腐蚀物作用 下, 已严重锈蚀, 第 2、3、4、5 筒节 的加筋 板位置 己锈蚀 致穿, 其中第四筒节周向蚀穿长度 达 4 200 mm, 裂口 宽度 120 mm, 即将锈穿 300 mm, 达到烟囱筒周 长以上, 内保 温砖及 保温涂 料受损严重 脱落, 从下部 烟道 内掏出 保温 材料粉 化物 约 2t, 该烟囱本体结构及保温层受损严重, 已 无法满足 安全生产需 要。目前采取了 在腐 蚀严重 的 4 节 筒体用 玻璃 钢加固 的方 法, 但 对加固 后的烟 囱是否 安全可靠, 仍 不确定。因 此需要
116 Industrial Construction Vol 38, No 7, 2008
对该 烟囱进行剩余强度分析, 从而判断 烟囱现阶段 是否安全 可靠 并找到烟囱的薄弱环节, 提出进一步的加固措施。
1 烟囱风荷载为高耸结构, 因此把风荷 载考虑为承 受的主要 荷载 。根据荣 县 局 气象 资 料知: 荣县 瞬 间 最大 风 速 32 m s ( 风力 11 级) , 年 平均 风速 1 4 m s, 年 最多 风向 频率 为 东风 向, 年最少风向频率 西南 风向。现 在根 据 工程 结构风 荷载 理论 和抗风计算手 册 [ 1] , 分 别计 算在 瞬时 最大 风速 32 m s 和基 本风压 作用时, 烟囱 每隔 2 m 高度 的总响 应面风荷 载。 计算 结果如表 1 所示。
腐蚀钢质烟囱剩余强度有限元分析与加固措施研究*
谢华利
张 鹏 董事尔 阮尚志 李宗新
( 四川西南广厦建筑设计有限责任公司 成都 610081)
( 西南石油大学 成都 610500)
摘 要: 蜀南气矿净化厂尾气烟囱为内砌耐火砖的钢 质烟囱, 在长期使 用过程 中, 由 于尾气 残存硫和 其 他腐蚀物 质综合作用 , 已经 严重腐蚀 和老化, 不能维持 简单再生 产和扩大再 生产的需 要, 必 须立即采取 加固 措施。针对该烟囱具体腐蚀缺陷, 进行可靠性鉴定。通过大量的 计算机模拟 和剩余强 度的有限元 计算, 找出 了烟囱的薄弱环节和对几种加固方 案进行 了比较 分析, 最终得 出可靠 的加固 方案。为企 业取得 了显著的 经 济效益和社会效益。
2 烟囱力学模型 2 1 假设条件
1) 忽略烟囱外壁加劲板 , 建 立几何 模型, 计算结 果偏安 全;
2) 不考虑热应力问题; 3) 考虑穿孔 情况, 未 穿孔 的部 位按 各段 平均 剩余 厚度 考虑。
图 1 烟囱分段示意 FIg. 1 Diagram of sect ions of chimney
最大风面荷载 ( kN!m- 2) 1. 288 0 1. 246 7 1. 206 6 1. 165 8 1. 125 6 1. 085 3 1. 042 7 1. 000 4 0. 959 6 0. 916 8 0. 875 7 0. 833 5 0. 793 0 0. 750 2 0. 709 2 0. 672 8 0. 640 3 0. 603 8 0. 563 1 0. 519 6 0. 473 9 0. 424 5 0. 370 0 0. 305 9 0. 211 6
关键词: 烟囱 腐蚀 有限元 剩余强度 加固
FE ANALYSIS OF RESIDUAL STRENGTH OF CORRODED STEEL CHIMNEY AND RESEARCH ON REINFORCEMENT MEASURES
Xie Huali ( Southwestern Sichuan Guangsha Architectural Design Co. , Ltd Chengdu 610081)
表 2 烟囱加固后各段应力和安全系数情况( 最大风压) Table 2 The stress and safety factor of each section of the reinforced chimney
腐蚀后平均 腐蚀后剩余临界 剩余壁厚 mm 应力 crt MPa
加拉索
等效应力 red MP a
Zhang Peng Dong Shier Ruan Shangzhi L i Zongx in ( Southwest Petroleum University Chengdu 610500)