鋼結(jié)構(gòu)事故分析 銹蝕事故案例

鋼結(jié)構(gòu)事故分析銹蝕事故案例（工業(yè)通廊鋼桁架腐蝕損壞）1.引言皮帶運(yùn)輸通廊在工業(yè)生產(chǎn)中的重要地位及其存在問題的嚴(yán)重性早已被人們所認(rèn)識，規(guī)程中專門為通廊的可靠性鑒定問題規(guī)定了有關(guān)條款及檢查要點(diǎn)，而且投人了相當(dāng)數(shù)量的人力、財力和物力，進(jìn)行了大量的工程檢查、鑒定和隱患整治工作。但是，近幾年通廊坍落(或坍落未遂)事故仍不斷發(fā)生。在調(diào)查過程中，亦發(fā)現(xiàn)不少類似的通廊鋼桁架桿件和節(jié)點(diǎn)嚴(yán)重腐蝕，銹爛問題嚴(yán)重地威脅著生產(chǎn)安全。因此，有必要對此類事故或事故隱患進(jìn)行認(rèn)真的研究和分析，提出可行的處理方法。實例：某運(yùn)煤通廊建于1958年，位于北方某地。該通廊桁架的主要受拉腹桿選用2L50×5。透過桿件表面上的防銹漆膜，可以看出角鋼表面十分粗糙，曾經(jīng)發(fā)生過大范圍的嚴(yán)重銹蝕。在靠近走道板處的銹蝕情況更嚴(yán)重，有的桿件局部銹爛，其承載能力嚴(yán)重削弱，桁架所處狀態(tài)十分危險，亟待進(jìn)行全面的檢查、鑒定和改造處理。類似的工程實例有許多，在所調(diào)查和看到的6個運(yùn)輸系統(tǒng)近20座類似鋼桁架式通廊中，其用途，有的用于焦化廠運(yùn)煤、運(yùn)焦，有的用于燒結(jié)廠運(yùn)精礦粉、嬈結(jié)礦等，分布于我國的東北、華北、華中、華南、華東等地；其存在的隱患問題，有的得到了及時的整治，未造成事故，也有一些因沒有得到及時的整治。而誘發(fā)了停產(chǎn)事故。在此無需一一列舉。在已經(jīng)掌握的通廊鋼桁架腐蝕損壞實例中，桁架桿件和節(jié)點(diǎn)局部嚴(yán)重腐蝕、銹爛是主要損壞形式。其中有些因桿件局部腐蝕、銹爛被拉斷。盡管某些桁架的桿件大面積腐蝕問題也很嚴(yán)重，但是，此類隱患容易被人們發(fā)現(xiàn)并引起重視，從而得到及時的整治其誘發(fā)事故的可能性遠(yuǎn)比前一種要低。2.損壞原因分析鋼材產(chǎn)生腐蝕、銹蝕損壞的過程取決于周圍的環(huán)境狀況。對于本文涉及的通廊桁架，具體地講，主要腐蝕環(huán)境可以概括為以下三種類型。(1)積料“死角”所謂“死角”，是指采取一般正常生產(chǎn)過程中的清掃、鏟除手段尢法清除積料的角落。多效通廊在桁架支座處(特別是通廊端部攴座處)形成“死角”。該部位低于通廊走道板，散落的物料等逐漸聚積于“死角”內(nèi)。由于雨水、走道板沖洗水以及物料滲出水的侵人，使“死角”內(nèi)的雜物處于潮濕狀態(tài)，形成惡劣的環(huán)境條件，對“死角”區(qū)內(nèi)的桁架桿件、節(jié)點(diǎn)等造成銹蝕或腐蝕。其腐蝕或銹蝕的速度很大程度上取決于浸水的繁程度、空氣濕度、局部通風(fēng)條件等因素。前述的實例中，均程度不同地受到積料死角”造成的腐蝕環(huán)境的作用(2)桁架桿件交叉穿過走道板面層桁架桿件交叉穿過走道板面層，其致命的隱患就在于走道板面層的含水量(或稱濕度)隨地面浸水狀況、空氣濕度等不斷變化。一含水量適宜，必然會導(dǎo)致桁架桿件局部腐蝕或銹蝕，甚至于銹爛。走道板浸水，一方面來自于走道板沖洗水，潮濕物料滲出的水，另一方面來自于漂入和漏入通廊內(nèi)的雨水。這里，漂入通廊內(nèi)的雨水可能不是很多，但是，雨滴遇桁架桿件后，順桿流淌，直接將水引入桿件間的縫隙和走道板內(nèi)使局部含水量大幅度提高，造成強(qiáng)力腐蝕或銹蝕環(huán)境。這個問題在我國南方地區(qū)尤為嚴(yán)重。對于運(yùn)輸干料、尢直接水源的通廊，漂入的雨水可能是造成腐蝕或銹蝕環(huán)境的主要原因。桁架桿件交又穿過走道板面層之后，還會在桿件與地面相交處形成積料“死角”，進(jìn)一步強(qiáng)化腐蝕或銹蝕環(huán)境。桁架桿件交叉穿過走道板面層會在近樓面處造成桿件局部腐蝕或銹蝕。正如前面所述，其極具隱蔽性，不易被使用者所發(fā)現(xiàn)。特別是主要受拉控制桿件，其局部斷面削弱使整個結(jié)構(gòu)的可靠性大幅度降低。前面所指出的例子均為主要受拉控制桿被拉斷后導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)失效的事例，必須引起高度重視。(3)通廊內(nèi)的“小氣候”在我國北方地區(qū)，影響通廊內(nèi)“小氣候”的主要因素是運(yùn)輸物料的特性。特別是運(yùn)輸濕熱物料的通廊，如焦化廠的運(yùn)焦通廊，燒結(jié)廠的返礦通廊、配料通廊等，其“小氣候”環(huán)境極為惡劣。在冬季，通廊內(nèi)經(jīng)常濕氣彌漫，桁架桿上常常出現(xiàn)凝結(jié)水珠。在我國南方地區(qū)大都釆用開敞式通廊。通廊內(nèi)“小氣候”與大氣環(huán)境無明顯界限大氣中所含煙、霧、塵埃的成分和大氣濕度等基本上決定了腐蝕或銹蝕環(huán)境的狀況除了前面所述的原因之外，主觀上使用管理和維護(hù)不當(dāng)也是造成或強(qiáng)化腐蝕環(huán)境的重要因素。主要表現(xiàn)為：(1)生產(chǎn)管理要求與建筑使用維護(hù)要求不協(xié)調(diào)。為了實現(xiàn)文明生產(chǎn)，一般都針對通廊內(nèi)的面貌和生產(chǎn)環(huán)境而制訂具體的要求和標(biāo)準(zhǔn)。如及時鏟除散落的物料，保持通廊內(nèi)清潔等。這樣做，既可以做到文明生產(chǎn)，又很好地完成了建筑物的日常維護(hù)。但是，實執(zhí)行情況差別很大。對集中散落的物料，一般能及時鏟除；而對于零星散料和灰塵則期得不到清理。結(jié)構(gòu)物“死角”處的積料、桁架桿件上附著的粉塵等更是長年無人觸甚至有的通廊內(nèi)，除了一條狹窄的人行道之外，其他地方無法落腳。結(jié)果，牛產(chǎn)管理要求的低標(biāo)準(zhǔn)，造成或強(qiáng)化了腐蝕作用的環(huán)境。(2)額外增加淋水或沖水裝置。正常情況下，凡是設(shè)有淋水或沖水裝置的通廊均有相應(yīng)的防水、排水設(shè)施。而多數(shù)情況下，額外增加的淋水或沖水裝置則缺乏配套的防水、排水設(shè)施，水在走道板面上自由地流淌、滲漏，造成腐蝕作用的環(huán)境。(3)亂沖水。沖水一般是為了清理散落的物料、灰塵等。操作不當(dāng)會帶來副作用目前，亂沖水問題已基本得到控制，但有些地方(或某些人)仍違章沖水。(4)通廊改造過程中形成新的“死角”。有的部門或單位為了防止散落的物料通過廊底面的縫隙墜落，對其進(jìn)行了嵌填改造。這種構(gòu)造形式的危青性如前所述。(5)缺少正常維護(hù)。①不能適時地進(jìn)行防銹處理，特別是對于“小氣候”比較惡劣的環(huán)境，問題相對要嚴(yán)重得多；②漏水、漏雨不能及時地治理，特別是輕質(zhì)圍護(hù)墻體屋面等節(jié)點(diǎn)部位，問題更嚴(yán)重；③已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的隱患得不到根治和排除。綜合上述分析，造成通廊鋼桁架結(jié)構(gòu)魔蝕環(huán)境的原因可概括為三個方面：第一，生產(chǎn)過程中使用管理和維護(hù)不當(dāng)；第二，通廊本身存在結(jié)構(gòu)構(gòu)造缺陷；第三，生產(chǎn)環(huán)境(通廊內(nèi)“小氣候”)惡劣。建筑物的使用管理和維護(hù)體系會隨著時間的推移，人們對問題性質(zhì)的理解而逐步菩。毫無疑問，加強(qiáng)使用管理和維護(hù)可以有效地延緩腐蝕或銹蝕的發(fā)生。但是，就本文引證的工程實例而言，僅僅靠完善使用管理和維護(hù)體系難以從根本上解決通廊鋼桁架桿件和節(jié)點(diǎn)局部腐蝕或銹蝕問題。要徹底消除隱患則應(yīng)當(dāng)對造成局部腐蝕環(huán)境的結(jié)構(gòu)構(gòu)造現(xiàn)狀進(jìn)行改造。目前，靠改善生產(chǎn)環(huán)境條件來阻止建筑物腐蝕損壞尚有不少困難。在此情況能靠加強(qiáng)使用維護(hù)來阻止金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕。事實上許多企業(yè)已經(jīng)這么做了。?3.研究分析小結(jié)和處理對策根據(jù)前面的研究和分析結(jié)果可明確地指出：(1)文中所指的鋼桁架式皮帶運(yùn)輸通廊，如果沒有可靠的措施(或設(shè)施)來保證不發(fā)生潮濕環(huán)境作用，則通廊鋼桁架很可能已經(jīng)發(fā)生或正在發(fā)生腐蝕或銹爛，具有很大的效風(fēng)險。(2)桁架的主要受拉桿件和節(jié)點(diǎn)局部嚴(yán)重腐蝕、銹爛是目前亟待消除的安全隱患。(3)造成桁架桿件和節(jié)點(diǎn)局部嚴(yán)重腐蝕、銹爛的客觀原因是通廊結(jié)構(gòu)構(gòu)造存在嚴(yán)重缺陷，主觀原因是使用管理和維護(hù)不當(dāng)。應(yīng)引起通廊使用、管理部門的高度重視。為了有效地抑制此類結(jié)構(gòu)進(jìn)一步嚴(yán)重腐蝕、銹爛，消除事故隱患，杜絕事故發(fā)生提出如下建議，供生產(chǎn)管理人員和專業(yè)技術(shù)人員決策時參考：(1)對該類通廊全面進(jìn)行隱患檢食，將文中指出的支座節(jié)點(diǎn)、桁架桿件近走道板地面處及其他經(jīng)常積料部位、粘附灰塵部位作為重點(diǎn)檢査的對象。必要時，組成鑒定組對其進(jìn)行檢查鑒定，按照有關(guān)規(guī)定對其可靠性進(jìn)行鑒定評級，進(jìn)一步增加檢查鑒定和維護(hù)改造的投人。(2)有針對性地對本文所指出的構(gòu)造缺陷問題進(jìn)行改造。對于支座節(jié)點(diǎn)處可能聚積雜昒的“死角”進(jìn)行封閉處理、使散落的物料不會再落人“死角”內(nèi)，消除雜物聚積現(xiàn)象。對于桁架桿件交叉穿過走道聞層的問題，視情況應(yīng)將走道板邊緣部分拆除，使桁架(包括下弦桿)不再與走道板直接接觸，并且采取措施不使雜物再聚積在桿件周圍。對于密封、保溫要求較高，不宜將走道邊緣拆除的情況，應(yīng)對桁架與走道板地面相交范圍的桿段釆取永久性保護(hù)措施，如做樹脂涂層等，其涂層必須完整，無漏涂區(qū)域。3)當(dāng)維修改造工程量太大無法承受時，應(yīng)組織專家進(jìn)行調(diào)查研究，對危險隱忠進(jìn)行排除。要保證，消除D級桿件和節(jié)點(diǎn)連接；制止C級桿件和節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)一步惡化；暫緩處理B級桿件和節(jié)點(diǎn)連接，以實現(xiàn)在維持、不出現(xiàn)事故的條件下逐步分批處埋。(4)加強(qiáng)使用管理和維護(hù)：①要求生產(chǎn)操作人員必須及時清理散落的物料粉塵等。2無防水、排水系統(tǒng)的通廊里，嚴(yán)禁沖水和隨便灑水。③凡是進(jìn)行與通廊結(jié)構(gòu)有關(guān)的改造活動時，如增、拆通風(fēng)設(shè)施，給、排水改造，嵌填或開鑿某些結(jié)構(gòu)縫隙、孔洞等，必須通過專業(yè)技術(shù)人員審核。4定期進(jìn)行檢查、維修和維護(hù)。目錄：鋼結(jié)構(gòu)建筑事故分析（A）材料事故案例（某車間吊車梁