Обработка результатов обследования

6.4.1. Обработку материалов производят по мере их накопления, обработанные результаты обследования представляют при отсутствии или незначительном количестве несоответствий с проектом - обычным текстом, при большом количестве несоответствий - в виде таблиц. При этом производится оценка фактической нагрузки на сооружение и сопоставление ее с проектной, а также расчетная оценка напряженного и деформированного состояния отдельных конструкций в расчетных сечениях (средние панели поясов, опорные и приопорные раскосы, а также элементы с сечениями, меньшими проектных).

6.4.2. Особое внимание при обработке данных обследования уделяется опасности хрупкого разрушения. При этом существенное значение имеют следующие показатели:

- химический состав стали (в готовом прокате): предельно высокое содержание углерода - 0,22%, серы - 0,05%, фосфора - 0,04% и азота - 0,008%;

- наличие ККТФНХ: число этих форм и количество узлов, в которых они имеют место (отдельно для форм I и II типов);

- состояние сварных швов; качество сварки, количество трещин и степень их опасности (определяется по их ориентированию относительно направления силового потока в элементах);

- ударная вязкость: при температуре минус 20°С и после механического старения - не менее 0,3 МДж/м² (3 кгсм/см²);

- относительное удлинение - не менее 26%;

- свариваемость - по углеродному эквиваленту; для стали определяется по формуле

С_э = С + Mn/6 + Cr/5 + V/5+ Mo/4 + Ni/15 + Cu/13 + Р/2, (1)

где C, Mn, Cr, V, Mo, Ni, Cu и Р - соответственно процентное содержание углерода, марганца, хрома, ванадия, молибдена, никеля, меди и фосфора. Стали хорошо свариваются при С_э  0,45%.

Углеродистая сталь хорошо сваривается при содержании углерода  0,22%, серы  0,055, фосфора  0,05, кремния  0,22%.

Кроме того, дополнительно рекомендуется на основании результатов обследования по методике, изложенной в приложении 2, производить приближенную оценку первых критических температур, обнаруженных ККТФНХ и прочность их характерных элементов при низких температурах, соответствующих условиям эксплуатации. При этом необходимо иметь в виду, что конструкции, выполненные из кипящей стали, и эксплуатирующиеся в условиях низких (минус 30°С и ниже) температур оказываются в ненадежной области работы стали, где надежность конструкций не обеспечена. В связи с этим достаточно достоверная расчетная оценка прочности таких конструкций при низких температурах чрезвычайно затруднительна, причем основная трудность состоит в оценке фактических свойств самой стали при низких температурах и фактического состояния обнаруженных ККТФ. Поэтому, в соответствии с настоящими Рекомендациями, расчетную оценку предлагается выполнять в крайних точках диапазона возможного разброса первой критической температуры.

При этом нижняя граница этого диапазона принимается в соответствии с указаниями приложения 2. Для некоторых КТФНХ такие указания отсутствуют. В последнем случае нижняя граница температурного диапазона приближенно принимается на 30°С выше первой критической температуры для КТФНХ конструкций из спокойной стали, установленной по данным приложения 2.

За верхнюю границу указанного диапазона принимается температура на 10°С выше первой критической температуры для спокойной стали, определенной в соответствии с приложением 2.

6.4.3. При оценке степени коррозионных повреждений конструкции определяется фактическая толщина стенок и полок профилей, эквивалентная их толщина с учетом равномерной язвенной коррозии, а также фиксируется наличие щелевой коррозии в "карманах" (во внутренних полостях, образованных соприкасающимися плоскостями соединяемых элементов).

6.4.4. При оценке сооружения по результатам обследования учитывается:

- общее состояние конструкций с учетом имеющихся эксплуатационных повреждений и дальнейшего возможного их развития;

- напряженное и деформированное состояние конструкций с учетом фактических постоянных, а также возможных временных нагрузок и действительного состояния конструкций;

- опасность хрупкого разрушения.

6.4.5. В заключении о техническом состоянии обследуемой конструкции кроме оценки сооружения на момент обследования необходимо указывать гарантированный срок нормальной эксплуатации после обследования и дать рекомендации о времени проведения следующего обследования.

6.4.6. Факт обследования с основными его результатами по оценке состояния конструкций и выполненными рекомендациями, в том числе по отбору проб металла и результатам его испытания, заносятся персоналом электростанции в паспорт сооружения. Содержание записи в паспорт определяется лицом, составляющим заключение по результатам обследования. Запись в паспорт должна быть лаконичной и содержать ссылку на материалы обследования.

7.1.1. По результатам обследования могут быть приняты следующие решения:

7.1.1.1. Нормальная эксплуатация конструкций (при выполнении очередных осмотров и мероприятий по ремонту и эксплуатации) - в случае удовлетворения всех действующих нормативных технических требований.

7.1.1.2. Нормальная эксплуатация конструкций при регулярном или периодическом контроле их состояния - в случае частичного неудовлетворения действующих нормативных технических требований.

7.1.1.3. Выполнение ремонта - в случае неудовлетворения нормативных технических требований как современных, так и соответствующих времени изготовления металлоконструкций, если путем ремонта конструкция может быть приведена в нормальное состояние.

7.1.1.4. Подстраховка или усиление (в том числе изменение расчетной схемы) - в случае значительных несоответствий технического состояния конструкций действующим нормативным требованиям, которые не могут быть устранены путем ремонта.

7.1.1.5. Замена конструкций - в случае значительного объема повреждений, исключающих приведение их в нормальное состояние путем ремонта, усиления и пр.

7.1.1.6. Временная эксплуатация конструкций до выполнения ремонта, усиления или замены.

7.1.1.7. Выключение конструкций из работы - в случае, когда эксплуатация сооружений под нагрузкой грозит отказом в работе.

7.1.1.8. Демонтаж выключенных из работы сооружений, техническое состояние которых грозит их обрушением даже в неработающем состоянии (при выключенных конвейерах).

7.2.1. Эксплуатация металлоконструкций эстакад с трещинами хрупкого происхождения в основном металле, грозящими при своем дальнейшем развитии обрушением несущих конструкций, не допускается.

После обнаружения таких трещин при летнем обследовании ремонтные работы должны быть выполнены незамедлительно. До выполнения ремонта и в процессе его производства необходимо организовать регулярное наблюдение за состоянием трещин. При их активном развитии ремонтные работы должны производиться при условии надежной подстраховки конструкций и обеспечения безопасной работы ремонтного персонала.

При обнаружении опасных трещин в процессе зимнего обследования или осмотра конструкции должны быть подстрахованы с выполнением ремонтных работ с наступлением положительных температур.

При необходимости срочного проведения ремонтных работ (в зимнее время) необходимо пользоваться указаниями п. 1.9 [25].

7.2.2. При наличии большого количества (в каждом узле) трещин по сварным швам, не вызванных щелевой коррозией в "карманах", конструкция подлежит замене.

При разрушении сварных швов из-за щелевой коррозии конструкция подлежит ремонту для восстановления нарушенных сварных соединений.

7.2.3. При наличии трещин в отдельных узлах и их расположении в характерных местах (ККТФНХ) устанавливается основная причина их появления и возможность ремонта конструкций.

Если конструкция не поддается ремонту и усилению, она должна быть заменена. Если конструкция поддается ремонту или усилению, то делается технико-экономическая оценка двух вариантов (ремонт усилением и замена).

7.2.4. При наличии отдельных трещин в сварных швах, причины возникновения которых не связаны с хрупкими разрушениями при низких температурах, а сами трещины не представляют опасности для работоспособности эстакады, конструкции подлежат ремонту (засверливание концов трещин, а если необходимо - разделка трещин на всю толщину листа с последующей заваркой).

7.3.1. К дальнейшей эксплуатации без проведения дополнительных мероприятий допускаются конструкции, удовлетворяющие следующим требованиям:

- соответствуют проекту и действующим СНиП;

- в обследованных конструкциях отсутствуют ККТФНХ;

- качество стали соответствует нормам действующих стандартов и СНиП;

- фактические нагрузки на конструкции, режим и условия их эксплуатации соответствуют требованиям проекта и действующих СНиП;

- техническое состояние конструкций с учетом качества изготовления и монтажа, а также имеющихся эксплуатационных повреждений и возможности их развития при дальнейшей эксплуатации - удовлетворительное;

- результаты поверочного расчета при фактических нагрузках - удовлетворительные.

7.3.2. Конструкции, удовлетворяющие требованиям п. 7.3.1 (за исключением требования об отсутствии в них ККТФНХ) допускаются к дальнейшей эксплуатации без каких-либо ограничений при отсутствии трещин в характерных местах обнаруженных ККТФНХ и если на основании обследований и расчетов имеется уверенность, что при дальнейшей эксплуатации этих конструкций трещины не возникнут. Если такой уверенности нет, то конструкции допускаются к дальнейшей эксплуатации при условии усиления ненадежных узлов, а если таковых не обнаружено, то при условии регулярного или периодического контроля состояния конструкций.

7.3.3. Конструкции из кипящей стали, удовлетворяющей требованиям действующего СНиП [2] по ударной вязкости, регламентированным для конструкций данного типа, и требованиям ГОСТ 380-71* по химическому составу для стали Ст3кп, при отсутствии ККТФНХ могут быть допущены к эксплуатации, в том числе при отрицательных температурах до минус 40°C, без усиления при условии положительных результатов длительной предшествующей эксплуатации в условиях действия расчетной низкой температуры и удовлетворительного технического состояния конструкций.

7.3.4. Конструкции из кипящей стали, удовлетворяющей по химическому составу требованиям ГОСТ 380-71* для стали Ст3кп, но ударная вязкость которой ниже норм, регламентированных СНиП для данной конструкции, могут быть допущены к дальнейшей эксплуатации без усиления и каких-либо ограничений только при положительных температурах. Для возможности эксплуатации при отрицательных температурах такие конструкции должны быть усилены в местах расположения обнаруженных ККТФНХ, причем объем этих усилений в части охвата форм низкой хладостойкости должен определяться исходя из расчетной низкой температуры.

При отсутствии в обследованных конструкциях ККТФНХ эксплуатация при отрицательных температурах может быть допущена при соответствующем обосновании, выполненном на основании результатов обследований.

7.3.5. Конструкции, изготовленные из кипящей стали, содержащей углерод, серу и фосфор выше норм, предусмотренных ГОСТ 380-71* для стали Ст3кп, как правило, должны быть заменены. Однако при длительном (20 лет и более) сроке их эксплуатации и удовлетворительном состоянии дальнейшая их эксплуатация без усиления может быть допущена как временная при условии обеспечения их регулярных осмотров и при обязательном дальнейшем их усилении или демонтаже. Допустимость усиления этих конструкций определяется значением превышения содержания указанных компонентов над их нормативными значениями, техническим состоянием конструкций, наличием и опасным характером обнаруженных ККТФНХ, коррозионным износом узлов и элементов, а также коррозионным поражением отдельных участков ККТФНХ, опасных с точки зрения появления хрупких разрушений и пр.

7.3.6. Обоснование возможности эксплуатации обследованных конструкций из кипящей стали при низких температурах выполняется с учетом технического состояния конструкций, наличия и степени опасности ККТФНХ, коррозионного, поражения характерных мест ККТФНХ, фактических температурных условий эксплуатации за весь предшествующий период, времени года ввода сооружения в эксплуатацию (нагружение основными нагрузками), а также с учетом результатов поверочных расчетов на хрупкую прочность (см. приложение 2).

8.1.1. При разработке конкретных способов устранения дефектов, усиления и мероприятий по предупреждению хрупких разрушений и обрушения эстакад следует иметь в виду, что основные и наиболее опасные дефекты, могущие привести к возникновение хрупких разрушений, связаны со свойствами стали, ее химическим составом, структурой и теми местными технологическими нарушениями, которые произошли в стали в процессе изготовления, транспортировки, хранения, монтажа и эксплуатации конструкций и которые являются, как правило неустраняемыми. Не устранимы также дефекты сварки при их значительном объеме.

Появление трещины в основном снимает конструктивно-технологический концентратор напряжений, заменяя его новым концентратором в виде трещины. Однако конструктивно-технологические мероприятия против развития трещин известны и довольно хорошо апробированы - это засверловка концов трещин. Поэтому своевременное обнаружение трещины в эксплуатируемых конструкциях при их регулярных осмотрах и периодически проводимых обследованиях позволяет своевременно приостановить дальнейшее развитие трещин и обеспечить нормальную эксплуатацию конструкций.

Все мероприятия по предупреждению хрупких разрушений должны быть обоснованы данными физических способов контроля качества сварки стыковых швов (за исключением явно дефектных мест, оцениваемых визуально).

8.1.2. Все работы по устранению дефектов и ремонту конструкций путем их усиления против хрупких разрушений должны выполняться при условии их максимальной разгрузки (отсутствие снега, остановленные конвейеры и пр.), в основном при положительных температурах (см. п. 7.2.1), а также с учетом требований [25]. В некоторых случаях целесообразно применение дополнительных временных опор.

8.1.3. Устранению на действующей конструкции поддаются следующие дефекты, могущие вызвать хрупкие разрушения:

- некоторые концентраторы напряжений путем механической зачистки мест их проявления (рис. 9, а) для создания плавности перехода галтелей (например, на кромках полок в стыковых соединениях нижних поясов ферм и балок - при выполнении этих соединений без выводных планок, а следовательно, со значительными дефектами); при температуре эксплуатации конструкций до минус 40°C допустимо выполнение галтелей ручной газовой резкой;

- технологические дефекты, образовавшиеся при резке листовой стали на гильотине без последующей обработки (обрезки) фрезой, газовой горелкой и другими способами, устраняющими дефекты гильотинной резки кромок листовых деталей. Способ устранения такого дефекта с помощью ручной газовой резки при достаточной ширине выступов для обрезки приведен на рис. 9, б;

- дефекты, связанные с применением поперечных фасонок и других элементов, приваренных к нижним поясам и опорным растянутым раскосам, с помощью ручной газовой резки их под основание с последующей зачисткой наплавленного металла сварных швов механическим способом до полного устранения всех дефектов и, желательно, следов сварки;

- дефекты в виде конструктивной трещины типа стыков нижних поясов выполненных на накладках с касанием или близким расположением торцов стыкуемых деталей, путем выборки наплавленного металла на участке длиной 100 мм (по 50 мм с каждой стороны стыка) механическим способом (рис. 9, в).

8.1.4. Частичному устранению поддаются следующие дефекты, могущие привести к хрупкому разрушению:

- пересечение сварных швов в стыковых соединениях растянутых элементов (нижних поясов, опорных раскосов и пр.), усиленных с помощью накладок, с фланговыми швами путем выборки наплавленного металла флангового шва на участке пересечения его со стыковым швом (по 50 мм с каждой стороны стыка), как показано на рис. 9, в, что не исключает возможности хрупкого разрушения стыкового шва, но предохраняет от одновременного хрупкого разрушения накладки;

- примыкание приопорного ребра жесткости к опорной плите опорного узла балки при больших размерах приопорного ребра путем ручной газовой резки приопорного ребра под размер опорной плиты с последующей механической зачисткой до устранения дефектов сварки в месте изменения формы ребра;

- примыкание укороченных ребер жесткости к стенке балки, выполненное без скосов и со сваркой до конца ребер, путем создания с помощью ручной газовой резки скосов в нижних торцах ребер; эффективно и другое мероприятие: просверливание отверстия у места окончания сварного шва крепления укороченного ребра.

а - устранение непровара в конце стыкового шва, выполненного без выводных планок;

б - устранение повреждений, образовавшихся при гильотинной резке кромок; в - устранение трещиноподобного дефекта в заводском стыке, выполненном с помощью накладки;

1 - вид дефекта до его устранения; 2 - устранение дефекта механической обработкой;

3 - гильотинная резка кромок; 4 - ручная газовая резка на готовой конструкции; 5 - дефект в заводском стыке; 6 - устранение дефекта путем выборки наплавленного металла
8.2. Усиление конструкций

8.2.1. Усиление (ремонт) узловых сопряжений при появлении трещин и других повреждений в узловых фасонках рекомендуется выполнять с помощью двух дополнительных фасонок меньшей толщины (рис. 10). При этом в фасонках заранее по шаблону механическим путем выполняются прорези под свободные полки раскосов. На монтаже каждая фасонка заводится в свое проектное положение сбоку (одевается своими прорезями на свободные полки) и приваривается к поясу и раскосам снаружи.

Частичное усиление узловых фасонок может быть выполнено в соответствии с рис. 11 при расположении усиливающих уголков на одном раскосе или на обоих, но с разных сторон фасонки.

8.2.2. Надежное усиление стыков растянутых поясов и раскосов, выполненных с помощью накладок, может быть достигнуто путем установки дополнительных накладок, целиком перекрывающих дефектные стыки, как показано на рис. 12.

С целью снижения напряжений в существующей конструкции элемент усиления рекомендуется до усиления нагреть до 80-100°С.

8.2.3. При большом количестве разнообразных дефектов по длине нижнего пояса, опасных с точки зрения хрупкого разрушения, рекомендуется комбинированный способ усиления всего нижнего пояса в сочетании с вышеуказанными способами устранения отдельных дефектов (см. пп. 8.1.3 и 8.2.2): параллельно существующему поясу из двух уголков внутри последних располагают дополнительные уголки с присоединением их к существующим с соблюдением действующих норм [2], как показано на рис. 13.

1 - пояс; 2 - раскос; 3 - существующая узловая фасонка; 4 - дополнительные узловые фасонки; 5 - прорези в дополнительной фасонке

1 - пояс; 2-3 - раскосы; 4 - узловая фасонка; 5 - деталь усиления

а - стык до усиления; б - стык после усиления;

1 - пояс; 2 - существующая накладка; 3 - стыковой шов или трещиноподобный дефект;

4 - дополнительная накладка увеличенной длины; 5 - выравнивающая прокладка

а - до усиления; б - после усиления;

1 - уголок усиления; 2 - невидимый сварной стыковой шов

Рис. 14. Изменения расчетной схемы опирания пролетных конструкций в приопорной зоне:

а - путем создания дополнительных подкосов; б - путем создания капителей;

1 - элемент усиления
8.3. Мероприятия по предотвращению опасности хрупких разрушений и предупреждению аварий

8.3.1. Плановые обследования осуществляются с целью оценки действительного технического состояния конструкций и возможности возникновения хрупких разрушений с выполнением рекомендаций по устранению отдельных дефектов, могущих привести к хрупкому разрушению.

8.3.2. Изменение расчетной схемы пролетных конструкций путем создания неразрезности пролетных строений (рис. 14) или дополнительных опор выполняется с таким расчетом, чтобы при хрупком разрушении узлов с низкой хладостойкостью, установленных в процессе обследования, произошло нужное перераспределение усилий в элементах конструкции.

Перераспределение усилий возможно и целесообразно обеспечить также в процессе изменения расчетной схемы. В этом случае можно снизить напряженное состояние в узлах с пониженной хладостойкостью и соответственно уменьшить вероятность хрупкого разрушения.

Общее усиление пролетных строений можно выполнять с помощью преднапряженной шпренгельной системы.

8.3.3. Регулярный контроль за состоянием конструкций путем плановых и внеочередных (в зимнее время) осмотров осуществляется с целью своевременного обнаружения опасных с точки зрения обрушения конструкций хрупких трещин и принятия эффективных мер по предотвращению их аварийного развития.

9.2. Работы по обследованию металлоконструкций эстакад топливоподач выполняются, как правило, не менее чем двумя специалистами, прошедшими специальное медицинское освидетельствование и имеющими допуск к работам на высоте (при верховых обследованиях).

9.3. Обследование выполняется с земли, прилегающих конструкций при условии безопасного подъема (наличие лестниц, перил, ограждений) и автовышки.

9.4. При работах на высоте более 1,5 м обязательно применение монтажных поясов с соблюдением правил их эксплуатации и испытаний.

9.5. Работы по обследованию металлоконструкций разрешается выполнять во всех случаях только в защитных касках.

9.6. Инструменты, приборы и приспособления при выполнении обследований должны размещаться в сумке, перекинутой через плечо.

9.7. Выполнять верховые обследования при температуре минус 20°С и ниже, атмосферных осадках, грозе и скорости ветра более 6 м/с не разрешается.

Приложение 1

Справочное