Обследование сооружения водонапорной цистерны

Обследование сооружения водонапорной цистерны
Обследование сооружения водонапорной цистерны

Содержание

  1. Введение
  2. Характеристика объекта
  3. Результаты инструментальных исследований
  4. Выводы
  5. Заключение
  6. Результаты поверочного расчёта

Введение

1.

Основание для проведения обследования.

Договор №... от 06 мая 2022г.

2.

Заказчик обследования.

...

3.

Исполнители обследования.

ООО «ИнРегионГрупп»

4.

Время проведения обследования.

Работы по инженерно-техническому обследованию водонапорной цистерны произведены в мае 2022г.

5.

Объект обследования.

Водонапорная цистерна.

6.

Элементы, подлежащие обследованию.

Согласно техническому заданию, выполнялось визуальное и детальное (инструментальное) обследование. Объектами технического обследования являлись:

  • Металлические конструкции водонапорной цистерны

7.

Цель обследования.

Визуально-инструментальное обследование сооружения водонапорной цистерны, на предмет технического состояния и возможности дальнейшей эксплуатации.

Целями обследования являются:

  • Выявление дефектов и повреждений.
  • Оценка технического состояния конструкций водонапорной башни.
  • Разработка технического заключения с выводами.

8.

Выполненный комплекс работ.

По результатам обследования составлено заключение о техническом состоянии несущих конструкций покрытия здания, включающее в себя:

  • Техническую характеристику объекта обследования;
  • Результаты обследования;
  • Выводы и рекомендации по результатам обследования;
  • Материалы фотофиксации;
  • Произведена классификация дефектов, оценка технического состояния и возможность эксплуатации водонапорной цистерны.

9.

Инструментальное обеспечение обследования, методика проведения испытаний.

Съёмка параметров и характеристик конструкций выполнена приборами:

  • 5-ти метровой рулеткой измерительной металлической.
  • Ультразвуковой прибор для определения толщины металла.
  • Трещиномер – шаблон.
  • Линейка измерительная.
  • Отвес строительный.
  • Штангенциркуль.

10.

Использованная при обследовании проектная, исполнительная, эксплуатационная и другая документация.

Все работы выполнены в соответствии с ГОСТ Р 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния» и СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений».

Классификация технического состояния конструкций приведена в соответствии с ГОСТ Р 31937-2011 , для оценки технического состояния предусмотрено четыре категории, характеризующие состояние конструкций здания:

Нормативное техническое состояние: Категория технического состояния, при котором количественные и качественные значения параметров всех критериев оценки технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений, включая состояние грунтов основания, соответствуют установленным в проектной документации значениям, с учетом пределов их изменения.

Работоспособное техническое состояние: Категория технического состояния, при которой некоторые из числа оцениваемых контролируемых параметров не отвечают требованиям проекта или норм, но имеющиеся нарушения требований в конкретных условиях эксплуатации не приводят к нарушению работоспособности, и необходимая несущая способность конструкций и грунтов основания, с учетом влияния имеющихся дефектов и повреждений, обеспечивается.

Ограниченно-работоспособное техническое состояние: Категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, включая состояние грунтов основания, при которой имеются крены, дефекты и повреждения, приведшие к снижению несущей способности, но отсутствует опасность внезапного разрушения, потери устойчивости или опрокидывания, и функционирование конструкций и эксплуатация здания или сооружения возможны либо при контроле (мониторинге) технического состояния, либо при проведении необходимых мероприятий по восстановлению или усилению конструкций и (или) грунтов основания и последующем мониторинге технического состояния (при необходимости).

Аварийное состояние: Категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, включая состояние грунтов основания, характеризующаяся повреждениями и деформациями, свидетельствующими об исчерпании несущей способности и опасности обрушения и (или) характеризующаяся кренами, которые могут вызвать потерю устойчивости объекта.

Коррозия на стенке резервуара с протечками воды и утратой 100% сечения в очаге коррозии (свищи)
Коррозия на стенке резервуара с протечками воды и утратой 100% сечения в очаге коррозии (свищи)

Характеристика объекта

1. Назначение существующего сооружения.

Сооружение – водонапорная цистерна.

2. Год постройки.

1965.

3. Пространственная жёсткость.

Обеспечивается за счет совместной работы стенки резервуара, днища, крыши и представляет единую конструкцию. По назначению – резервуар для хранения нефтепродуктов.

4. Тип водопроводной башни.

Стальной резервуар заводского изготовления. Ёмкость 270м3 Высота 7.78м. Диаметр 6,630м.

5. Условия эксплуатации.

Резервуар эксплуатируется под воздействием жидкости внутри резервуара.

Согласно СП 20.13330.2011 расположено в III снеговом районе, с весом снегового покрова на 1м2 горизонтальной поверхности земли равным 1,8кПа.

Нормативная среднемесячная температура января -10°С.

Нормативное значение ветрового давления для I района составляет 0,23 кПа.

Нормативная глубина промерзания грунта, согласно Пособию к СНиП 2.02.01-83*, принимается h0=1,4 м.

Нормативное отклонение от средней температуры воздуха наиболее холодных суток от средней месячной температуры в январе 20°С.

Коррозия на стволе башни с протечками воды и утратой 100% сечения в очаге коррозии
Коррозия на стволе башни с протечками воды и утратой 100% сечения в очаге коррозии

Результаты инструментальных исследований

Результат обследования водонапорной цистерны

1. Конструкция водонапорной башни по результатам обследования.

Конструкция резервуара

Конструктивно, резервуар состоит из стенки, днища и крыши из листового металла. В стенке резервуара предусмотрен слив, в крыше предусмотрен ревизионный люк. Резервуар оборудован приставной лестницей.

Высота стенки 7780мм (семь поясов стенки.). Резервуар установлен днищем на песчаное основание без фундамента. Пояса стенки резервуара соединены при помощи горизонтальных и вертикальных швов сварных соединений на заводе-изготовителе.

Толщина сечения листового металла переменная, вследствие коррозии. Зафиксированная при помощи ультразвукового толщиномера минимальная толщина металла равна 4мм.

Максимальная 7,7мм.

Для определения фактической толщины металла были произведены исследования в наиболее нагруженной нижней части ствола башни, также имеющие дефекты в виде свищей, следствие сплошного коррозионного повреждения металла.

По результатам ультразвукового контроля, толщина металла на различных участках ствола башни составляет 4-5.1мм в основании ствола и 7.1мм на высоте 2м.

Утрата рабочего сечения обечайки в основании башни составляет 56%.

2. Описание материалов:

Метал марки, согласно типовой серии, Вст3пс

3. Антикоррозионная защита.

Покраска. Антикоррозионная защита отслоилась.

4. Дефекты, выявленные при обследовании.

Коррозия с утратой сечения с 8мм до 5.6мм у основания башни, и 4.3мм в месте расположения врезки трубопровода.

5. Техническое состояние.

В соответствии с ГОСТ Р 31937-2011 техническое состояние ствола резервуара оценивается как аварийное.

Язвенная коррозия с внутренней поверхности
Язвенная коррозия с внутренней поверхности

Классификация выявленных дефектов

Металлические конструкции эксплуатируются при повышенной влажности, состояние антикорозионной защиты башни аварийное, вследствие отслоения покрытия, что приводит к ускоренной коррозии. Антикоррозионная защита отслоилась.

В соответствии с СП28.13330.2017 по степени воздействия на металлические конструкции среда эксплуатации относится к сильноагрессивной С5.

В соответствии со справочными данными по СП 28.13330.2017 таблица Ц1 для углеродистой стали скорость распространения коррозии при сильноагрессивной среде составляет 500мкм в год. Также следует учесть факт, что в период эксплуатации цистерны и ее заполнения для нужд хозяйственного водопровода СНТ в основании конструкции находятся под наибольшим давлением жидкости, и коррозия развивается быстрее.

При обследовании выявлены локальные места со сплошной коррозией и образованием свищей, по результатам, замеренным ультрзвуковым толщиномером на 6-ти участках в различных местах стенки в основании резервуара, минимальная толщина металла составила:

  • 4мм в зонесплошной коррозии;
  • 1-5.9мм участки в нижнем сечении вне зон свищей (максимальное значение 7,1мм);
  • на высоте 2.5м толщина металла равна 4,9-5.1мм.

По таблице II-3 АО «ЦНИИПРОМЗДАНИЙ» Пособие по обследованию строительных конструкций зданий. Москва – 1997:

Cтальная конструкция, имеющая утрату сечения более 25% от сечения считается аварийной.

Таблица II-3
Оценка технического состояния стальных конструкций по внешним признакам

Признаки состояния конструкций

Категория состояния конструкций

1

2

I - нормальное

Отсутствуют признаки, характеризующие износ конструкций и повреждения защитных покрытий

II - удовлетворительное

Местами разрушено антикоррозионное покрытие. На отдельных участках коррозия отдельными пятнами с поражением до 5 % сечения, местные погнутости от ударов транспортных средств и другие повреждения, приводящие к ослаблению сечения до 5 %

III - неудовлетворительное

Прогибы изгибаемых элементов превышают 1/150 пролета. Пластинчатая ржавчина с уменьшением площади сечения несущих элементов до 15 %. Местные погнутости от ударов транспортных средств и Другие механические повреждения, приводящие к ослаблению сечения до 15 %. Погнутость узловых фасонок ферм

IV - предаварийное или аварийное

Прогибы изгибаемых элементов более 1/75 пролета. Потеря местной устойчивости конструкций (выпучивание стенок и поясов балок и колонн). Срез отдельных болтов или заклепок в многоболтовых соединениях. Коррозия с уменьшением расчетного сечения несущих элементов до 25 % и более Трещины в сварных швах или в околошовной зоне. Механические повреждения, приводящие к ослаблению сечения до 25 %. Отклонения ферм от вертикальной плоскости более 15 мм. Расстройство узловых соединений от проворачивания болтов или заклепок; разрывы отдельных растянутых элементов; наличие трещин в основном материале элементов; расстройство стыков и взаимных смещений опор. Требуются срочные мероприятия по исключению аварии и обрушения конструкций

Примечания: 1. Для отнесения конструкции к перечисленным в таблице категориям состояния достаточно наличие одного признака, характеризующего эту категорию.

2. Отнесение обследуемой конструкции к той или иной категории состояния, при наличии признаков, не отмеченных в таблице, в сложных и ответственных случаях должно производиться на основе анализа напряженно-деформированного состояния конструкций, выполняемых специализированными организациями.

Таблица 2.1

Общая оценка технического состояния конструкций при предварительном обследовании зданий

Категория состояния конструкции

Общие признаки, характеризующие состояние конструкции

I - нормальное

Отсутствуют видимые повреждения и трещины, свидетельствующие о снижении несущей способности конструкций. Выполняются условия эксплуатации согласно требованиям норм и проектной документации. Необходимость в ремонтно-восстановительных работах отсутствует

II - удовлетворительное

Незначительные повреждения, на отдельных участках имеются отдельные раковины, выбоины, волосяные трещины. Антикоррозионная защита имеет частичные повреждения. Обеспечиваются нормальные условия эксплуатации. Требуется текущий ремонт, с устранением локальных повреждений без усиления конструкций

III - неудовлетворительное

Имеются повреждения, дефекты и трещины, свидетельствующие об ограничении работоспособности и снижении несущей способности конструкций. Нарушены требования действующих норм, но отсутствует опасность обрушения и угроза безопасности работающих. Требуется усиление и восстановление несущей способности конструкций

IV - предаварийное или аварийное

Существующие повреждения свидетельствуют о непригодности конструкции к эксплуатации и об опасности ее обрушения, об опасности пребывания людей в зоне обследуемых конструкций. Требуются неотложные мероприятия по предотвращению аварий (устройство временной крепи, разгрузка конструкций и т.п.). Требуется капитальный ремонт с усилением или заменой поврежденных конструкций в целом или отдельных элементов.

Измерение толщины металла стенки
Измерение толщины металла стенки

Выводы

В результате проведённого детального визуально – инструментального обследования технического состояния несущих конструкций стального резервуара, используемого в качестве водонапорной башни расположенного по адресу: Московская область, г. Сергиев Посад, можно сделать следующие выводы:

  1. Конструктивно, резервуар состоит из стенки, днища и крыши из листового металла. В стенке резервуара предусмотрен слив, в крыше предусмотрен ревизионный люк. Резервуар оборудован приставной лестницей. Высота стенки 7780мм (семь поясов поясов стенки.). Резервуар установлен днищем на песчаное основание без фундамента.
  2. При обследовании выявлены локальные места со сплошной коррозией и образованием свищей, по результатам, замеренным ультразвуковым толщиномером на 6-ти участках в различных местах стенки в основании резервуара, минимальная толщина металла составила 4мм (зона сплошной коррозии), 5.1-6.5мм на участках в нижнем сечении, 7,1мм вне зон свищей (максимальное значение). На высоте 2.5м толщина металла равна 4,9-5.1мм.
  3. В соответствии с ГОСТ Р 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния» и СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений», «Пособие по обследованию строительных конструкций зданий»:

Техническое состояние ствола цистерны, оценивается как аварийное, вследствие коррозии, превышающей более 25% толщины сечения стенки.

Аварийное состояние: Категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, включая состояние грунтов основания, характеризующаяся повреждениями и деформациями, свидетельствующими об исчерпании несущей способности и опасности обрушения и (или) характеризующаяся кренами, которые могут вызвать потерю устойчивости объекта.

  1. По результатам поверочного расчета стенки резервуара, с учётом коррозионного повреждения и остаточной толщины, стенки металла в 4мм, коэффициент использования несущей способности стенки по прочности от действия гидростатического давления жидкости на стенки в основании и собственного веса стенки равняется 52,3% (100% соответствует предельному состоянию и разрушению металла), по обеспечению местной устойчивости стенки резервуара коэффициент использования превышает предельное значение и равен 143%.

При дальнейшей эксплуатации, с учётом развития коррозии, возможно появление местных деформаций стенки резервуара и искривления геометрии, что может привести к разрушению стенки на отдельных участках. Эксплуатация резервуара под действием эксплутационной нагрузки, а также при действии снеговой нагрузки без жидкости является небезопасной.

Днище резервуара. Резервуар установлен на песчаное основание.
Днище резервуара. Резервуар установлен на песчаное основание.

Заключение

  1. Техническое состояние конструкции резервуара, вследствие частичной утраты сечения обечаек из-за коррозии можно считать аварийным. Конструкция ствола водонапорной башни имеет значительное снижение несущей способности. На основании данных о скорости развития коррозии в стальных элементах 500мкм в год, предельное состояние конструкции ствола башни может наступить в течении 1,5-2года.

Существующие повреждения свидетельствуют о непригодности конструкции к эксплуатации и об опасности ее обрушения, об опасности пребывания людей в зоне обследуемых конструкций.

  1. Мероприятия по усилению стенки резервуара являются экономически нецелесообразными, вследствие значительной коррозии стенки. Необходимо вывести резервуар из эксплуатации, произвести демонтаж, произвести замену резервуара на современные системы хранения жидкости.
  2. Вследствие длительной эксплуатации и значительных периодов в регламентных работах по обслуживанию и ремонту резервуаров, в соответствии с ГОСТ 31385-2008, можно считать, что срок службы исчерпан, вследствие того, что период с момента ввода в эксплуатацию до полного технического диагностирования при котором производилось последнее техническое обслуживание резервуара превышает 10 лет. Ремонт, вследствие значительной коррозии и частичной потери несущей способности стенки нецелесообразен по экономическим причинам.

Извлечение из ГОСТ 31385-2008

Обеспечение безопасной эксплуатации резервуаров

  1. Срок службы резервуаров назначается заказчиком или определяется при проектировании по технико-экономическим показателям, согласованным с заказчиком. Срок службы резервуара включает в себя регламентные работы по обслуживанию и ремонту резервуаров. В конце срока службы резервуара его ремонт невозможен либо нецелесообразен по экономическим причинам.
  2. Общий срок службы резервуара должен обеспечиваться проведением регулярного двухуровневого диагностирования с оценкой технического состояния и проведением ремонтов (при необходимости).

Двухуровневое диагностирование резервуаров включает в себя:

  • частичное диагностирование (без выведения из эксплуатации);
  • полное диагностирование (с выводом из эксплуатации, очисткой и дегазацией).
  1. Периодичность частичного или полного диагностирования зависит от особенностей конструкции и конкретных условий эксплуатации резервуара.

Первое частичное диагностирование должно проводиться:

  • через три года после ввода в эксплуатацию - для резервуаров I и II классов опасности;
  • через четыре года - для резервуаров III класса опасности;
  • через пять лет - для резервуаров IV класса опасности.
  1. Полное техническое диагностирование должно проводиться с интервалом не более 10 лет.

Результаты поверочного расчёта

Напряжения в стене резервуара по Nx
Напряжения в стене резервуара по Nx