Эксплуатация зданий на основе металлоконструкций в условиях агрессивной среды

23.03.2022

 

Строительство на основе металлоконструкций допустимо в различных эксплуатационных условиях, даже при воздействии агрессивной среды, при грамотных планировочных решениях и надежной защите металлических элементов каркаса. Компания Эвриал возводит складские сооружения для эксплуатации в азотистых и агрессивных средах, которые востребованы в сфере сельского хозяйства в качестве складов азотных, фосфорных и калийных удобрений.

 

Понятие агрессивной среды, разновидности и воздействие

В процессе эксплуатации любого здания на него действуют различные нагрузки – силовые или физические (непосредственно эксплуатация) и воздействие агрессивных сред. Все это негативно сказывается на состоянии строительных материалов, в том числе и металла в каркасе, снижает прочность конструкции и долговечность сооружения.

Агрессивная среда – это совокупность факторов, оказывающих негативное и разрушающее действие на здание в целом и его составляющие – пол, стены, кровлю, фундамент, металлокаркас и так далее.

 

Стойкость к воздействию агрессивных сред на материалы, используемых при строительстве, зависит от их свойств и вида агрессивных условий эксплуатации, которые бывают:

1. Газовые (углекислый, сернистый газ, сероуглерод и другие) – на силу разрушения влияют разновидность и концентрация газов, их температура и влажность, а также способность растворяться в воде.

2. Твердые (грунт, пыль, удобрения и прочие) – интенсивность негативного воздействия определяется размером частиц, их способностью впитывать в себя воду (окружающее пространство) и растворяться в ней (грунтовые, сточные воды).

3. Жидкие (соленые, щелочные и кислотные растворы, всевозможные масла, растворители, нефть и так далее) – важными показателями являются концентрация, температура, скорость движения агентов и сила воздействия (напор).

На металлоконструкции значительно влияют атмосферные (газовые) среды, степень агрессивного воздействия которых зависит от таких факторов, как вид коррозии, свойства используемого металла, особенности окружающей среды.

 

Коррозия как следствие воздействия агрессивной среды

Коррозию металлических конструкций можно разделить на три основных вида:

1. Сплошная равномерная – распространяется одинаково интенсивно и сразу по всему каркасу, если он состоит из металлов без окисной и с рыхлой пленкой для защиты.

2. Сплошная неравномерная – распространяется по всему каркасу, но с разной степенью интенсивности, актуально для многофазных сплавов металлов, имеющих на своей поверхности дефекты.

3. Местная – проявляется на тех элементах, где нарушена защитная пленка, проникает вглубь материала, разрушая некоторые его составляющие.

На скорость распространения коррозии и на ее интенсивность также особо влияет температура металла:

1. Нагрев до 250 градусов способствует возникновению окисной пленки на поверхности стали.

2. Нагрев до 600 градусов вызывает разрушение поверхностной защиты стали.

3. Охлаждение до -40 градусов прекращает развитие коррозии на стали.

Коррозия в зависимости от метода распространения может быть химической и электрохимической, а ее продукт – ржавчина по объему вырастает до больших размеров, чем сам металл.

Наивысшей антикоррозийной стойкостью обладают металлоконструкции (без учета дополнительной защиты), имеющие круглое сечение, средней – квадратное сечение, а самой низкой – уголки.

Для повышения этого параметра в процесс строительства должны быть включены работы по защите металлоконструкций от негативного влияния агрессивных сред.

 

Защита конструкций от агрессивной среды

Примерно две третьих всех металлоконструкций предназначаются для эксплуатации в агрессивных средах, поэтому важно еще на этапе планирования строительства задуматься о методах защиты от их воздействия. Важно предпринять все возможные меры, направленные на повышение качественного срока службы металлических конструкций, такие как:

1. Снижение степени агрессивности самой среды.

2. Выбор наиболее износостойких материалов, форм, соединительных элементов, устойчивых к воздействиям агрессивных сред.

3. Подбор оптимальных защитных покрытий и четкое планирование сроков их нанесения.

4. Выполнение работ, направленных на снижение нагрузок и рисков возникновения коррозии из-за неверной эксплуатации.

Коррозийная устойчивость — это возможность сооружения, точнее, отдельных его элементов, сопротивляться воздействию агрессивной среды, долгое время сохранять оптимальное техническое состояние и выполнять свои функции в полном объеме. Для достижения высокого уровня устойчивости конструкций проводятся мероприятия по их защите.

 

Рекомендации по антикоррозионной защите несущих металлоконструкций в зависимости от степени агрессивности сред:

1. Слабая – цинкование горячим (60 – 100 мкм) и газотермическим (120-180 мкм) способом, лакокрасочное покрытие.

2. Средняя – горячее цинкование с такой же толщиной слоя до 100 мкм, газотермическое напыление не только цинка, но и аммония слоем до 300 мкм, изоляционный слой и электрохимическая защита, облицовка неметаллами.

3. Сильная – нанесение цинкового слоя термодиффузионным (100 мкм) способом и газотермическое нанесение цинка или аммония (200-250 мкм) с дальнейшим покрытием лакокрасочными материалами, облицовка неметаллами и электрохимическая защита металлоконструкций.

 

Требования к конструкциям, предназначенным для эксплуатации в агрессивной среде

Для зданий (особенно промышленного назначения), построенных на основе металлоконструкций, предусмотрен перечень требований к их проектированию, строительству и защите, направленных на повышение качества эксплуатации и долговечности службы в условиях воздействия агрессивных сред:

1. Необходимо создавать комплексную защиту металлоконструкций, совмещающую в себе оптимальное проектирование, профилактические противокоррозионные меры и лакокрасочное покрытие.

2. В зданиях промышленного назначения металлоконструкции страдают в большей степени от коррозий, вызванных электрохимическими процессами, поэтому следует снижать концентрацию газов внутри помещений, уменьшать степень загрязнения воздуха, обеспечивать устойчивый температурный режим и поддерживать допустимую влажность.

 3. Для возведения металлических каркасов лучше выбирать легированную сталь, так как она более устойчива к коррозии.

4. При проектировании конструкций следует минимизировать или полностью исключить количество недоступных мест, в которых может скапливаться влага, провоцирующая появление очагов местной коррозии.

5. Все элементы конструкций должны быть изготовлены на совесть – иметь ровную поверхность без дефектов (вмятин, сколов, заусениц), закругленные острые края, очищенные и обработанные кромки срезов, качественные сварные швы, соединения без перекосов, зазоров и так далее.

6. В конструкциях должны присутствовать вспомогательные элементы (мостики и галереи), предназначенные для осмотра состояния металла и восстановления защитных покрытий.

Специалисты ГК «Эвриал» в процессе разработки индивидуального решения для возведения ангаров и складов в «сложных» условиях эксплуатации, предусматривают все нюансы и требования в соответствии со строительными нормами.

У нас есть опыт строительства складов для хранения удобрений, которые оказывают значительное влияние и создают агрессивную среду, в том числе и азотистую, для металлоконструкций.

ГК «Эвриал» предлагает эффективные и экономически выгодные решения для нефтегазовых, угольных, сырьевых и химических компаний и готова построить:

- склады минеральных удобрений,

- станции разгрузки вагонов,

- конвейерные галереи,

- навальные склады хранения готовой продукции с технологическим оборудованием,

- пересыпные станции,

- продуктопроводы

 

С вопросами и за коммерческим предложением обращайтесь к нашим специалистам по указанному телефону +7 (495) 374-59-10