福建金顺工程检测有限公司
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蚌埠市发电厂烟囱主体结构检测鉴定中心
一、烟囱基本信息


位置与基本参数

地理位置:详细记录烟囱所在发电厂的位置,包括地址、所在区域以及与其他主要建筑物的相对位置关系。

高度与直径:准确测量烟囱的高度(从基础顶面到烟囱顶部)和底部、顶部的直径,烟囱高度可能会因设计变更或后期改造而与原始设计有所差异,这些参数对于评估烟囱的稳定性和承载能力至关重要。

建造时间与用途:明确烟囱的建造日期,了解其使用过程中的变化情况,例如是否有过功能转换、排放物质的变化等。同时,记录烟囱的设计用途,主要是排放燃烧后的废气,不同的排放物质对烟囱内部结构的腐蚀程度可能不同。


二、检测目的


安全性评估

确保烟囱主体结构在正常运行和可能的极端工况(如地震、大风、暴雨、高温等)下的安全性,防止因结构损坏导致烟囱倒塌等重大安全事故,保障发电厂及周边区域的人员生命和财产安全。

质量状况评估

检查烟囱主体结构的质量是否符合设计要求和相关建筑规范,发现潜在的质量问题,如材料缺陷、施工工艺不当等,为后续的维护、维修或加固提供依据。

耐久性评估

考虑烟囱长期受到废气排放、气象条件等因素的影响,评估烟囱主体结构的耐久性,预测其剩余使用寿命,为合理安排维护和更新计划提供参考。


三、检测依据


国家及行业标准

《高耸结构设计规范》(GB 50135 - 2017)

《建筑结构检测技术标准》(GB/T 50344 - 2019)

《工业建筑可靠性鉴定标准》(GB 50144 - 2019)

《建筑抗震设计规范》(GB 50011 - 2010)(2016 年版)

《混凝土结构设计规范》(GB 50010 - 2010)(2015 年版)(如果是混凝土烟囱)

《钢结构设计标准》(GB 50017 - 2017)(如果是钢结构烟囱)

《烟囱设计规范》(GB 50051 - 2013)

《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB 50300 - 2013)

设计文件及其他资料

烟囱的原始设计图纸,包括建筑图、结构图、配筋图(如果是混凝土烟囱)、钢材型号及连接方式图(如果是钢结构烟囱)等,以及设计说明书,其中包含设计荷载取值、抗震设防要求等重要信息。

施工记录,如材料检验报告、混凝土浇筑记录(如果是混凝土烟囱)、焊接记录(如果是钢结构烟囱)、隐蔽工程验收记录等,这些记录有助于了解烟囱的施工质量。

烟囱的使用记录,包括排放物质的成分和温度变化记录、维修记录、曾经发生的事故或异常情况记录等。


四、检测内容与方法


(一)外观检查


整体外观检查

内容:在烟囱周围不同位置进行远距离观察和近距离检查,查看烟囱整体是否有倾斜、扭曲、裂缝等明显的外观缺陷。检查烟囱外表面的防护层(如防腐涂层、隔热层等)是否有脱落、空鼓、损坏等情况。

方法:远距离观察可采用全站仪或经纬仪初步判断烟囱是否有倾斜现象;近距离检查采用目视检查和简单工具(如小锤敲击)检查防护层的完整性。对于烟囱的倾斜情况,在烟囱底部和顶部周边均匀设置观测点,使用全站仪jingque测量各点的空间坐标,计算倾斜率。

顶部及开口部位检查

内容:检查烟囱顶部的避雷装置是否完好,检查烟囱顶部开口处的结构是否有损坏,如混凝土剥落、钢结构变形等情况。对于有内衬的烟囱,检查内衬在顶部的连接情况以及是否有损坏迹象。

方法:采用目视检查和手动检查相结合的方式。对于避雷装置,检查接闪器、引下线等部件的连接是否牢固,使用接地电阻测试仪检测接地电阻是否符合要求。对于开口部位和内衬,通过近距离观察和简单工具检查其结构完整性。


(二)结构体系检查


结构形式与构件布置检查

内容:查阅设计图纸并结合现场勘查,核实烟囱的实际结构形式(如单筒式、双筒式、套筒式等)和构件布置(如混凝土烟囱的筒壁厚度变化、配筋情况;钢结构烟囱的钢筒、钢支架等构件的布置)是否与设计一致。

方法:采用钢尺、卡尺等工具测量筒壁厚度、钢构件尺寸等关键参数,利用钢筋探测仪(如果是混凝土烟囱)检查配筋情况,并与设计文件进行对比。

结构合理性评估

内容:根据烟囱的结构形式和力学原理,评估结构体系的合理性。分析烟囱在风荷载、自重、温度应力等作用下的受力特点,检查传力路径是否明确、连续,是否存在结构薄弱环节,如截面突变处、连接节点等。

方法:结合烟囱的实际几何形状、尺寸和使用条件进行理论分析。对于复杂结构,利用有限元分析软件(如 ANSYS、SAP2000 等)建立烟囱模型,模拟在不同荷载工况下的受力情况,评估结构的整体稳定性。


(三)材料性能检测


混凝土性能检测(如果是混凝土烟囱)

内容:检测混凝土的强度、碳化深度和耐久性相关指标(如氯离子含量等)。

方法:采用回弹法在烟囱筒壁不同高度和方位划分测区,测量混凝土回弹值,结合碳化深度测量(通过酚酞试剂测试)推算混凝土强度。对于碳化深度较大或对强度准确性要求较高的区域,采用钻芯法,钻取混凝土芯样进行抗压强度试验。氯离子含量可通过化学分析方法从混凝土芯样中提取测定。

钢材性能检测(如果是钢结构烟囱)

内容:检测钢材的屈服强度、抗拉强度、伸长率、冲击韧性等力学性能指标,以及钢材的化学成分是否符合设计要求。

方法:从烟囱钢结构的非关键部位抽取钢材样本,按照相关标准在实验室进行拉伸试验、冲击试验等力学性能测试,同时采用光谱分析等化学分析方法检测钢材的化学成分。

内衬材料性能检测(如果有内衬)

内容:检查内衬材料(如耐火砖、耐酸砖、陶瓷纤维等)的强度、耐腐蚀性等性能是否满足要求。

方法:对于耐火砖、耐酸砖等块材,可通过现场取样进行抗压强度试验;对于陶瓷纤维等材料,检查其厚度、密度等物理性能,并结合使用环境评估其耐腐蚀性。


(四)连接节点检查


混凝土烟囱连接节点检查(如果有)

内容:检查烟囱与基础、烟道等连接部位的混凝土质量,查看是否有裂缝、疏松等情况。检查钢筋在连接节点处的锚固长度、连接方式是否符合设计要求。

方法:采用目视检查和超声探伤仪(检查混凝土内部质量)相结合的方式。对于钢筋的锚固长度和连接方式,通过查阅施工记录和局部破拆检查(在不影响结构安全的前提下)。

钢结构烟囱连接节点检查(如果是钢结构烟囱)

内容:检查焊接节点的焊缝质量,查看是否有气孔、夹渣、未焊透、裂纹等缺陷,评估焊缝的有效截面尺寸是否满足承载要求。检查螺栓连接节点的螺栓紧固情况,包括螺栓是否松动、缺失,螺母是否拧紧,垫圈是否完好等,同时评估螺栓的承载能力是否满足要求。

方法:焊接节点采用目视检查结合超声波探伤仪、磁粉探伤仪或 X 射线探伤检测。螺栓连接节点使用扭矩扳手检查螺栓紧固扭矩,并进行目视检查。对于重要连接节点,可通过理论计算或模拟试验评估其承载能力。


(五)基础检查


内容:观察烟囱基础周围地面是否有沉降、开裂等现象,检查基础的类型(如独立基础、筏板基础等)、尺寸(长度、宽度、深度)是否符合设计要求。评估基础的承载能力是否满足烟囱在各种荷载作用下的要求。

方法:采用水准仪对基础的沉降情况进行测量,通过挖掘探坑(在不影响基础安全的前提下)或利用地质雷达等手段检查基础的尺寸和类型。对于基础的承载能力评估,可查阅地质勘察报告(若有)或进行现场原位测试(如静载荷试验)。


(六)荷载与承载能力评估


荷载调查

内容:调查烟囱的实际荷载情况,包括恒载(烟囱自重、内衬重量等)和活载(风荷载、地震荷载、温度应力等)。

方法:烟囱自重根据设计图纸和实际测量的尺寸、材料密度计算;内衬重量通过现场勘查和材料重量计算。风荷载根据当地气象资料和《建筑结构荷载规范》计算,考虑烟囱的高度、体型系数等因素。地震荷载按照《建筑抗震设计规范》计算,温度应力根据烟囱内外温差和材料的热膨胀系数计算。

承载能力评估

内容:根据烟囱的结构形式、材料性能、连接方式等建立力学模型。进行结构内力分析,计算烟囱在各种荷载组合下的弯矩、剪力、轴力等内力。根据材料的强度设计值和构件的截面特性,判断构件是否满足承载能力极限状态要求。同时计算烟囱的变形,评估是否满足正常使用极限状态要求。

方法:利用有限元分析软件建立模型,输入结构几何尺寸、材料强度、荷载等参数。按照规范要求进行荷载组合,进行自动计算。对于关键构件,可通过手算进行验证。将计算得到的内力和变形值与规范允许值进行比较。


五、检测结果


(一)外观检查


烟囱整体外观基本正常,未发现明显倾斜,但外表面防护层有局部脱落和空鼓现象,脱落面积约为 [X] 平方米,主要集中在烟囱中部高度范围。

烟囱顶部避雷装置完好,接地电阻测试值为 [X]Ω,符合要求。顶部开口处结构有轻微混凝土剥落,内衬连接良好,但局部有磨损迹象。


(二)结构体系


烟囱的结构形式和构件布置与设计文件基本一致,结构体系合理,传力路径明确。

未发现明显的结构薄弱环节,但在筒壁厚度变化处存在较小的应力集中现象,对整体结构稳定性影响较小。


(三)材料性能


混凝土性能(如果是混凝土烟囱):回弹法检测混凝土强度推定值为 [X] MPa,钻芯法(部分区域)检测的混凝土强度平均值为 [X] MPa,碳化深度实测平均值为 [X] 毫米,氯离子含量在允许范围内。

钢材性能(如果是钢结构烟囱):钢材样本拉伸试验结果显示,屈服强度为 [X] MPa,抗拉强度为 [X] MPa,伸长率为 [X] MPa,冲击韧性符合要求,钢材化学成分也在标准范围内。

内衬材料性能(如果有内衬):内衬材料(如耐火砖)抗压强度检测符合要求,耐腐蚀性通过现场观察和使用记录评估基本满足要求。


(四)连接节点


混凝土烟囱连接节点(如果有):连接部位混凝土质量良好,未发现裂缝和疏松情况。钢筋锚固长度和连接方式符合设计要求。

钢结构烟囱连接节点(如果是钢结构烟囱):部分焊接节点存在少量气孔和夹渣现象,但焊缝的有效截面尺寸满足承载要求。螺栓连接节点检查发现,有少量螺栓的紧固扭矩略低于设计值,但未发现螺栓松动或缺失情况。


(五)基础


基础周围地面未发现明显沉降和开裂现象,基础的类型和尺寸符合设计要求。

通过静载荷试验(或参考地质勘察报告)评估基础的承载能力满足烟囱在各种荷载作用下的要求。


(六)荷载与承载能力评估


恒载:烟囱自重计算准确,内衬重量与设计基本一致。

活载:风荷载、地震荷载和温度应力根据实际情况和规范计算合理。

通过结构分析,烟囱在现有荷载作用下,结构构件的大内力(弯矩、剪力、轴力)均小于构件的承载能力设计值,大变形计算值为 [X] 毫米,小于规范允许的变形限值。


六、结论与建议


(一)结论


综合本次检测结果,发电厂烟囱主体结构的质量和安全性总体良好,但存在一些局部问题需要处理。

在现有荷载和正常使用条件下,烟囱能够满足安全要求,但需要对发现的问题及时整改,以确保长期安全使用。


(二)建议


外观方面

对烟囱外表面防护层脱落和空鼓区域进行修复,重新涂刷防腐涂层和隔热层,确保防护效果。

对烟囱顶部开口处的混凝土剥落部位进行修补,对磨损的内衬进行更换或修复。

结构方面

对于筒壁厚度变化处的应力集中问题,可进行局部加强处理,如增加配筋(如果是混凝土烟囱)或加厚钢板(如果是钢结构烟囱)。

对焊接节点的气孔和夹渣问题,应进行补焊处理;对紧固扭矩不足的螺栓进行重新紧固,并定期检查连接节点的状态。

材料方面

根据实际情况,考虑对烟囱的混凝土(如果是混凝土烟囱)或钢材(如果是钢结构烟囱)适时进行防腐处理。

定期检查内衬材料的性能,根据排放物质的变化及时更换不满足要求的内衬材料。

基础方面

加强对基础的监测,如发现基础有沉降迹象,应及时采取加固措施。

荷载与使用方面

严格控制烟囱的使用荷载,特别是在极端气象条件下,要确保烟囱的安全。同时,建立健全烟囱安全管理制度,包括定期检查、维护记录、应急处理预案等。


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