Материалы

Скачать Стандарт


Некоммерческое Партнерство Объединение проектных строительных организаций «ЭнергоТеплоМеталлургПроект»
Саморегулируемая организация

 


 

Промышленные дымовые и вентиляционные трубы
Правила проектирования
Стандарт организации

 

Сведения о стандарте:

1 РАЗРАБОТАН СРО НП «ЭнергоТеплоМеталлургПроект»

2 ПРЕДСТАВЛЕН НА УТВЕРЖДЕНИЕ Дирекцией НП «ЭнергоТеплоМеталлургПроект»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Решением Совета НП «ЭнергоТеплоМеталлургПроект» протокол от 05.09.2012 г. № 41 4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

 

Содержание

Введение

1 Область применения стандарта

2 Нормативные документы, устанавливающие требования к проектированию

3 Термины и определения 

4 Общие требования к проектированию труб

5 Инженерные изыскания

6 Нагрузки и воздействия 

7 Особенности проектирования фундаментов труб

Монолитные железобетонные трубы

9 Сборные железобетонные трубы

10 Кирпичные трубы

11 Стальные трубы 

12 Трубы из полимерных композиционных материалов

13 Футеровочные системы для защиты несущих и газотводящих стволов труб

14 Светоограждение, ходовые лестницы и молниезащита

Приложение А (рекомендуемое) Принципиальные схемы устройства металлических труб

Приложение Б (справочное) Типовые проекты сборных железобетонных труб

Библиография

 

   Введение

     Настоящий стандарт содержит правила проектирования промышленных дымовых и вентиляционных труб, их оснований и фундаментов, а также требования к материалам, используемым для строительства труб.

     Документ разработан в соответствии с Программой стандартизации Национального объединения проектировщиков и направлен на реализацию «Градостроительного кодекса Российской Федерации», Федерального закона от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», Федерального закона от 30 декабря 2009 г. №384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», приказа Министерства регионального развития Российской Федерации от 30 декабря 2009 г. № 624 «Об утверждении Перечня видов работ по инженерным изысканиям, по подготовке проектной документации по строительству, реконструкции, капитальному ремонту объектов капитального строительства, которые оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства».

       Данный стандарт соответствует требованиям действующих на территории РФ нормативных документов. При его разработке принимались во внимание: установившаяся практика строительства дымовых труб, зарубежные стандарты, нормы проектирования международного комитета по промышленным дымовым трубам «CICIND», Швейцария.

       Текст стандарта разработан по заказу НП «ЭнергоТеплоМеталлургПроект» Ассоциацией пече-трубостроителей России «РосТеплоСтройМонтаж» и ООО «Инженерный Центр АС Теплострой».

       Авторский коллектив: В.А.Сырых, Т.В.Цепилов, Д.В.Кривцов (ООО «Инженерный Центр АС Теплострой»), А.А.Ходько (ЗАО «Теплопроект»), Г.М.Мартыненко (ЗАО Союзтеплострой), А.З. Корсунский (ООО «ПСФ Энерго»), С.Б.Шматков (ООО «Спецвысотстройпроект»).

 

     1. Область применения стандарта

     1.1 Настоящий стандарт распространяется на проектирование дымовых и вентиляционных труб с несущими стволами из кирпича, железобетона, стали и композиционных материалов.

     1.2 В настоящем стандарте установлены требования к проектированию промышленных дымовых и вентиляционных труб, высотой более 15 метров, а также для стальных труб высотой менее 15 метров, с соотношением высоты к наружному диаметру более 16.

     1.3 Стандарт не распространяется на проектирование вытяжных башен.

     2. Нормативные документы, устанавливающие требования к проектированию

     В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты и своды правил:

ГОСТ 530-2007 Кирпич и камень керамический. Общие технические требования.

ГОСТ 390-96 Изделия огнеупорные шамотные и полукислые общего назначения и массового производства. Технические условия.

СТБ 1322-2002 Блоки теплоизоляционные из пеностекла. Технические условия.

ГОСТ 4543-71 Прокат из легированной конструкционной стали.

ГОСТ 5040-96 Изделия огнеупорные и высокоогнеупорные легковесные теплоизоляционные. Технические условия.

ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия.

ГОСТ 8736-93 Песок для строительных работ. Технические условия.

ГОСТ 9573-96 Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем теплоизоляционные.

ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия.

ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные.

ГОСТ 12071-2000 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение.

ГОСТ 19281-89 Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия.

ГОСТ Р 21.1101-2009 Система проектной документации для строительства. Основные требования к проектной и рабочей документации.

ГОСТ 22266-94 Цементы сульфатостойкие. Технические условия.

ГОСТ 23732-79 Вода для бетонов и растворов. Технические условия.

ГОСТ 24211-2003 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия.

ГОСТ 24619-79 Материалы и изделия огнеупорные теплоизоляционные муллитокремнезёмистые стекловолокнистые.

ГОСТ Р МЭК 62305-2010 Менеджмент риска. Защита от молнии.

ГОСТ Р 54257-2010 Надёжность строительных конструкций и оснований.

СТО НОСТРОЙ 2.31.11.2011 «Промышленные дымовые и вентиляционные трубы. Строительство, реконструкция, ремонт».

СТО НОСТРОЙ 2.31.5-2011 «Промышленные печи и тепловые агрегаты. Строительство, реконструкция, ремонт».

СП 11-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства. Правила производства геофизических исследований. Часть 1 – 6».

СП 16 13330.2011 «СНиП 11-23-81 Стальные конструкции».

СП 20.13330.2011 «СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия».

СП 22.13330.2011 «СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений».

СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

СП 27.13330.2011 «СНиП 2.03.04-84 Бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур».

СП 28.13330.2012 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии».

СП 43.13330.2010 «СНиП 2.09.03-85 Сооружение промышленных предприятий».

СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов.

СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры.

 

       3. Термины и определения

       В настоящем стандарте применены термины и определения в соответствии с Гражданским кодексом, Градостроительным кодексом, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 Барьер антикоррозионный: Непрерывный слой на внутренней поверхности структурного ламината  из  связующего, армированного стекломатериалом, используемый для защиты от химического воздействия агрессивной среды.

3.2 Башня вытяжная: Высотное сооружение, состоящее из несущей стальной конструкции с одним или несколькими газоотводящими стволами. Несущей конструкцией, как правило, является решетчатая башня, а газоотводящие стволы - элементы технологических коммуникаций, которые не участвуют в работе несущей башни и не имеют жесткого защемления в фундаменте.

3.3 Болт анкерный:Болт, вмонтированный в фундамент или несущий каркас для крепления основания трубы.

3.4 Вуаль:  Ультратонкий мат, состоящий из стеклянных волокон и используемый преимущественно в антикоррозионных барьерах.

 3.5 Гаситель колебаний (демпфер):Устройство поглощения колебаний, прикреплённое к несущей конструкции трубы.

 3.6 Диффузор: Верхняя часть трубы, выполненная в форме усечённого конуса для увеличения разрежения в газоотводящем стволе.

3.7 Защита антикоррозионная:Слой материала (несколько слоёв), защищающий несущие конструкции трубы от атмосферных воздействий и отводимых газов.

3.8 Интерцепторы:спиралевидные ребра, прикрепленные к металлической оболочке трубы в её верхней части для предотвращения резонанса путём изменения вихреобразования.

3.9 Каркас поддерживающий: Пространственная решётчатая конструкция, предназначенная для ограничения перемещений и частичного восприятия горизонтальных нагрузок от одного или нескольких стволов трубы.

3.10 Конденсат в дымовой или вентиляционной трубе: Образование водного раствора примесей отводимых газов на внутренней поверхности трубы при температуре ниже «точки росы».

П р и м е ч а н и е – точка росы – температура при охлаждении до которой отводимого газа, содержащийся в нём водяной пар становится насыщенным. При этом парциальное давление в парогазовой смеси соответствует давлению насыщенного пара и на поверхности, с которой соприкасается парогазовая смесь, начинается конденсация пара.

3.11 Конструкция опорная газоотводящего ствола:Конструкция, устанавливаемая на необходимой высоте над опорой несущего ствола трубы и выдерживающая вес одного или нескольких внутренних газоотводящих стволов.

3.12 Конфузор:Верхняя часть трубы, выполненной в форме усечённого конуса для увеличения скорости движения газов.

3.13 Ламинат:Композиционный полимерный материал конструкционного назначения, армирующие элементы которого обеспечивают необходимые механические характеристики материала (прочность, жесткость и т.д.), а связующее (матрица) обеспечивает совместную работу армирующих элементов и защиту их от механических повреждений и агрессивной химической среды.

3.14 Ламинат структурный:  Часть ламината, предназначенная для восприятия внешних и внутренних нагрузок которая может включать в себя дополнительные армирующие элементы и теплоизоляционные изделия.

3.15 Люк для очистки: Люк в стволе, обычно в нижней части трубы, предназначенный для очистки от отложений выбросов.

3.16 Материал композиционный полимерный: Искусственно созданный многокомпонентный материал, состоящий из пластичной основы (связующего), армированной наполнителями.

3.17 Молниезащита:Комплекс устройств для защиты трубы от прямого удара молнии.

3.18 Намотка: Процесс изготовления элементов конструкций в форме тел вращения, при  котором непрерывное волокно (арматура), пропитанная связующим наносится на вращающийся съемный каркас.

3.19 Оболочка конструкции:Основной наружный элемент кольцевого сечения за исключением ребер жёсткости или фланцев.

3.20 Образец-свидетель:Закреплённая или съёмная пластина, контактирующая с отходящими газами и установленная в ключевых местах с максимальным агрессивным воздействием.

3.21 Оголовок трубы:Верхняя часть трубы, находящаяся в зоне окутывания отходящими газами.

3.22 Опора горизонтальная:Горизонтальный элемент, расположенный на соответствующем уровне, обеспечивающий передачу горизонтальных нагрузок от газоотводящего ствола на несущую оболочку или поддерживающую конструкцию и не препятствующий его температурному росту.

3.23 Отверждение: Изменение свойств связующего в результате химической реакции под воздействием температуры и/или катализатора, под давлением или без него.

3.24 Площадка светофорная: Площадка, предназначенная для размещения и обслуживания заградительных огней светоограждения трубы.

3.25 Постотверждение: Дополнительное отверждение при повышенной температуре, обычно без давления, для улучшения конечных свойств и/или завершения отверждения.

3.26 Ровинг: Пучок непрерывных волокон в виде некрученых прядей  или  крученых нитей.

3.27 Система футеровочная: Защитная система, включающая все или некоторые из следующих элементов: футеровка (в том числе в виде ВГС), тепловая изоляция, опорные конструкции, воздушный зазор.                  

3.28 Связующее:Смола с добавками, в которой размещен наполнитель (арматура).

3.29 Ствол внутреннийгазоотводящий (ВГС): Замкнутая оболочка, имеющая функциональное назначение футеровки и устанавливаемая внутри несущего ствола трубы.  

3.30 Стекло  класса «Е»:Боросиликатное стекло по стандарту ASTM D578-98. Разновидность, наиболее часто используемая в армирующем материале стеклопластиков.  

3.31 Стекло класса «ECR»:Боросиликатное стекло по стандарту ASTM D578-98. Менее плотное, но более коррозионностойкое по сравнению со стеклом класса  «Е».

3.32 Стенка разделительная:Конструкция в нижней части трубы, разделяющая потоки газов при двух и более вводах газоходов.

3.33 Труба промышленная (труба):Высотное сооружение для создания тяги и отвода газообразных технологических выбросов в атмосферу.

П р и м е ч а н и е – Промышленные трубы, служащие для эвакуации газообразных продуктов сгорания называются дымовыми, а промышленные трубы, служащие для отвода воздуха или газовоздушных смесей, в том числе с содержанием вредных примесей, называют вентиляционными.

3.34 Труба самонесущая: Труба, в которой все внешние нагрузки воспринимаются несущим стволом.

3.35 Труба на оттяжках:Труба, в которой изгибающий момент от ветровой нагрузки воспринимается оттяжками.

3.36Труба с поддерживающим каркасом: Труба, в которой дополнительный металлический каркас участвует в работе сооружения одновременно с несущим стволом. 

3.37 Шов осадочный:Вертикальный деформационный шов, допускающий относительное смещение сопряжённых конструкций при осадке основания.

3.38 Формование ручное: Процесс изготовления элементов конструкций, при котором отдельные слои армирующего материала, пропитанные связующим, последовательно наносятся вручную на предварительно подготовленную форму.

3.39 Футеровка:Одно- или многослойная защита несущего ствола трубы от агрессивного химического или температурного воздействия отводимых газов, выполняемая из различных материалов.

 

4 Общие требования

4.1 Разработка проектной и рабочей документации всех видов труб должна быть выполнена с учётом требований ГОСТ Р 21.1101.

4.2 Трубы могут быть железобетонными (монолитными и сборными), кирпичными, стальными и из композиционных материалов.

4.3 Для сопряжения подводящих газоходов с трубами проектируют подземный, наземный, надземный и нижний (опирание трубы на тепловой агрегат) ввод.

4.4 Проектирование труб должно выполняться в соответствии с техническим заданием, утверждённым заказчиком и согласованным исполнителем.

4.5  Трубы, как правило, следует проектировать самонесущими.

Стальные трубы и трубы из композиционных материалов могут иметь поддерживающий каркас или оттяжки.

4.6 В качестве расчетной схемы трубы следует принимать защемленный в основании консольный стержень постоянного или переменного по высоте кольцевого сечения.

Примечание - Для стальных труб с оттяжками или с поддерживающим каркасом расчетная схема принимается в виде консольного стержня, защемленного в основании, с упругими опорами в местах крепления оттяжек или шарнирно-подвижных опор в местах передачи нагрузок на каркас соответственно.

4.7 Для защиты несущего ствола дымовой трубы от температурного и агрессивного воздействия отводимых газов, как правило, следует предусматривать антикоррозионную защиту, футеровку и тепловую изоляцию. В проектах труб с керамической, бетонной и стеклопластиковой футеровкой, должен быть указан температурный график вывода трубы на рабочий режим.

4.8 Выбор типа трубы должен производиться исходя из технико-экономического обоснования, условий обеспечения требуемой надежности и долговечности сооружения, агрессивности и температуры отводимых газов, максимального снижения трудоемкости, а также с учетом ремонтопригодности труб. Выбор геометрических параметров, архитектурно-композиционных и конструктивных решений, материалов и изделий следует осуществлять с учетом режима эксплуатации, наличия инженерного оборудования, а также специального оборудования для возведения.

4.9 При выборе места положения трубы необходимо учитывать влияние соседних высотных сооружений.

Конструкция трубы, располагаемой с подветренной стороны от высотного сооружения с формой, близкой к цилиндрической (труба, силос и т.д.) на расстоянии менее 10 средних наружных диаметров сооружения с наветренной стороны, должна быть восприимчивой к возможным колебаниям вследствие эффекта интерференции и, как правило, характеризоваться значением числа Скрутона более 25. Аэродинамические коэффициенты для определения ветровой нагрузки допускается принимать по СП 20.13330, EN1994-1-4 [24].

Для труб, характеризующихся значением числа Скрутона менее 25, аэродинамические коэффициенты необходимо принимать на основе результатов продувок моделей сооружений в аэродинамических трубах или по рекомендациям, разработанным специализированными организациями.

При выборе мероприятий по предупреждению колебаний, вызываемых интерференцией, следует учитывать, что установка интерцепторов является неэффективной.

П р и м е ч а н и я

1  Расстояние между объектами принимается от центра до центра;

2 Число Скрутона принимается в соответствии с ЕN1994-1-4 [24].

4.10 Высоту сборных железобетонных труб следует принимать, как правило, не более 60 м, самонесущих труб из композиционных материалов не более 70 м, кирпичных и армокирпичных труб не более 100 м. При большей высоте применяются монолитные железобетонные и стальные самонесущие трубы, в том числе с поддерживающим каркасом, и трубы из композиционных материалов также с поддерживающим каркасом.

4.11 Диаметры выходных отверстий и высоту труб следует определять на основании аэродинамических, теплотехнических, санитарно-гигиенических расчетов, с учетом требований межрегионального территориального управления воздушного транспорта.

4.12 Трубы, как правило, следует проектировать цилиндрической, конической  или комбинированной формы.

4.13 При выборе диаметра выходного отверстия трубы следует исходить из условия обеспечения минимальной скорости дымовых газов на выходе из устья, равной 7 м/с, для исключения эффекта «окутывания» ее верха. При кратковременных колебаниях нагрузки допускается работа трубы с минимальной скоростью дымовых газов на выходе 4 м/с, при этом должны быть предусмотрены мероприятия по защите оголовка трубы.

Максимальные скорости дымовых газов определяются из условия отсутствия избыточного статического давления в дымовом канале по всей высоте трубы (кроме металлических газоототводящих стволов).

4.14 В местах соединения газоходов с трубой, как правило, надлежит предусматривать температурные, осадочные швы или компенсаторы.

4.15 В случае ввода в дымовую трубу в одном горизонтальном сечении двух газоходов их следует, как правило, располагать с противоположных сторон на одной оси, при вводе трех газоходов – под углом 1200 один к другому, при этом суммарная площадь ослабления в одном горизонтальном сечении не должна превышать 40% общей площади сечения  железобетонного ствола или стакана фундамента, 30% ствола кирпичной трубы и 20% несущего ствола металлической трубы (допускается более 20% при соответствующем дополнительном усилении).

При вводах в дымовую трубу нескольких газоходов и одновременной их работе необходимо предусматривать в нижней части трубы или в стакане фундамента разделительные стенки или направляющие патрубки, исключающие взаимное влияние потоков газов, а также уменьшающие аэродинамическое сопротивление узла ввода газоходов.

Примечание– Разделительные стенки не должны выполняться в распор с конструкциями трубы, кроме того, допускается предусматривать «продухи» через разделительную стенку.

 При надземном вводе газоходов рекомендуется предусматривать перекрытие трубы ниже отметки ввода.

4.16 В нижней части дымовой трубы, фундаменте или подводящих газоходах следует предусматривать проемы для осмотра трубы, а в необходимых случаях – устройства, обеспечивающие отвод конденсата.     

4.17 В проектах труб должны быть предусмотрены маркировочная окраска и светоограждение в соответствии с Руководством [4], а также молниезащита, ходовые скобы или лестницы с ограждением.

4.18 Для труб с малым уклоном (до 1,2%) и цилиндрических, удовлетворяющих условию h/d>10 необходимо выполнить их проверочный расчёт на резонансное вихревое возбуждение в соответствии с СП 20.13330; здесь h-высота трубы, d-характерный поперечный размер в направлении, перпендикулярном ветровому потоку.

Для предотвращения резонансного вихревого возбуждения могут быть использованы различные конструктивные мероприятия: установка вертикальных или спиралевидных ребер (интерцепторов), перфорированных ограждений или настроенных соответствующим образом динамических гасителей колебаний.

 

5. Инженерные изыскания

5.1 В состав инженерных изысканий входят следующие основные их виды: инженерно-геодезические, инженерно-геологические, инженерно-гидрометеорологические, инженерно-экологические изыскания.

Необходимость выполнения отдельных видов инженерных изысканий определяется в зависимости от уровня ответственности сооружения, гидрологических, климатических, экологических условий района (площадки) строительства и степени их изученности.

5.2 Инженерно-геодезические изыскания должны обеспечивать получение топографо-геодезических материалов и данных о ситуации и рельефе местности, существующих зданиях и сооружениях, элементах планировки, необходимых для комплексной оценки природных и техногенных условий территории строительства.

5.3 Инженерно-геологические изыскания должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий района (площадки, участка) проектируемого строительства, включая рельеф, геологическое строение, геоморфологические и гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы, изменение условий освоенных (застроенных) территорий, составление прогноза возможных изменений инженерно-геологических условий в сфере взаимодействия проектируемых объектов с геологической средой с целью получения необходимых и достаточных материалов для проектирования, строительства и эксплуатации объектов.

5.4 Инженерно-геологические изыскания должны выполняться в объеме, требуемом СП 11-105-97 и оформляться в виде отчета, включающего, в том числе, ниже приведенные сведения:

- местоположение территории предполагаемого строительства трубы;

- сведения о климатологических и сейсмических условиях;        

- данные об инженерно-геологических выработках (план расположения с указанием координатной сетки и привязкой центра трубы, колонки грунтовых выработок, инженерно-геологические разрезы и все места отбора проб).

5.5 Необходимо использование выработок наряду с выявлением общей инженерно-геологической картины для отбора проб с определением физико-механических характеристик грунтов. Максимально допускаемое расстояние в плане между выработками в зависимости от сложности инженерно-геологических условий следует принимать по таблице 1.

 Таблица 1

Инженерно-геологические условия

Максимальное расстояние между выработками, м

Простые

Средней сложности

Сложные

40

30

20

Выработки должны размещаться внутри контура проектируемого фундамента: одна в центре,   остальные – равномерно по длине окружности радиусом ~ 5, 10, 15, 20, 25, 30 м для труб высотой 50, 100, 200, 300, 400, 500 м соответственно. Для промежуточных высот труб значения радиусов принимать по интерполяции.

Количество выработок для труб любой высоты должно быть не менее 4.

5.6 Сложность инженерно-геологических условий площадки строительства трубы определяется следующими признаками:

а) простые – однородное строение толщи грунта в геоморфологическом и геологическом отношениях (на 10 м глубины выработок не более 3-х слоев грунта различных по номенклатурным видам, возрасту и генезису с горизонтальным или пологим их залеганием);

б) средней сложности – неоднородное строение толщи грунта в геоморфологическом и геологическом отношениях (на 10 м глубины выработок более 3-х слоев, залегающих наклонно или выклинивающихся). В слоях грунта одного и того же номенклатурного вида возможны включения прослоев и линз грунтов иных видов;

в) сложные – те же, что и средней сложности, но с проявлением неоднородности грунтов как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях и наличием набухающих, просадочных, засоленных и сильно сжимаемых Е  49105 Па (50 кгс/см2) грунтов.

5.7 Минимальную глубину проходки следует принимать по таблице 2. Минимальная глубина проходки для свайных фундаментов увеличивается на величину предполагаемого заглубления концов свай.

5.8 При наличии просадочных, набухающих, сильно сжимаемых грунтов (илов, торфов, глинистых текучей консистенции и т.д.) глубина проходки должна определяться необходимостью их изучения на всю величину залегания и установления глубины залегания подстилающих более прочных грунтов, но быть не менее указанной в таблице 2.

         Таблица 2

 

Высота трубы, м

Глубина, м

Н£100

100 <Н £200

200 <Н £300

300 <Н£400

400 <Н £500

20

25

35

45

60

 

При наличии в пределах указанных глубин скальных грунтов, глубина проходки должна назначаться из условия прохождения всей мощности выветривавшегося слоя с заглублением в скальную породу на глубину не менее 1м.

5.9 Необходимо выявить гидрогеологические условия с указанием высотных отметок, появившихся и установившихся уровней грунтовых вод, амплитуды их колебаний. Наличие гидравлических связей горизонтов вод между собой и ближайшими открытыми водоемами. Агрессивность вод в отношении материалов конструкций с учетом возможности ее повышения в процессе эксплуатации.

5.10 Описание грунтов строительной площадки в стратиграфической последовательности с детальным описанием литологических особенностей, условий залегания грунтов и указанием следующих характеристик грунтов:

- удельная и объемная массы, природная влажность для всех видов грунтов;

- коэффициент пористости для нескальных грунтов;

- гранулометрический состав слоя крупнообломочных и песчаных грунтов;

- число пластичности, показатель консистенции и удельное сопротивление пенетрации для глинистых грунтов;

- модуля деформации (E), расчетных величин угла внутреннего трения (j) и удельного сцепления (с) для всех видов нескальных грунтов;

- временное сопротивление при одноосном сжатии, коэффициент размягчаемости и степень выветрелости для скальных грунтов;

- степень растворимости (для скальных грунтов, способных к растворению) не только грунтовыми, но и промышленными агрессивными водами, появление которых возможно в процессе эксплуатации трубы;

- коэффициент выветрелости для крупнообломочных грунтов;

- относительная просадочность и величина начального просадочного давления;

- относительное набухание и усадка, величины давления набухания и влажности набухания для набухающих грунтов;

- количественный и качественный состав засоления для засолочных грунтов, степень коррозионной активности грунтов;

- процентное содержание растительных остатков для нескальных грунтов и степень разложения органического вещества для насыпных заторфованных грунтов и торфа.

Вышеуказанные характеристики грунтов следует определять на основании проведения комплексных (лабораторных, полевых, геофизических) исследований показателей свойств грунтов.

5.11 Монолиты грунтов для лабораторных исследований следует отбирать в соответствии с ГОСТ 12071 из инженерно-геологических выработок для каждого номенклатурного вида грунта не реже, чем через 1 м по глубине. Для однородного слоя количество монолитов может быть уменьшено до 3-х, отбираемых с кровли, середины и подошвы слоя.

5.12 Определение модуля деформации, неоднородности состава и состояния грунтов полевыми методами следует производить согласно действующим государственным стандартам, с помощью:

- штампов 5000 см2 (в шурфах), начиная с глубины 5 м от принятой нулевой отметки, 600 см2 (в скважинах). Проходку шурфов производить с учетом Рекомендаций по проходке;

- прессиометров;

- динамического и статического зондирования.

5.13 Геофизические методы исследований следует применять для определения плотности и влажности грунтов.

5.14 Инженерно-гидрометеорологические изыскания должны обеспечивать комплексное изучение гидрометеорологических условий территории строительства и прогноз возможных изменений этих условий в результате взаимодействия с проектируемым объектом с целью получения необходимых и достаточных материалов и данных для принятия обоснованных проектных решений.

5.15 При инженерно-гидрометеорологических изысканиях для строительства труб следует выполнять специальные исследования, обеспечивающие изучение микроклиматических условий и условий рассеивания вредных веществ и загрязнения атмосферного воздуха.

5.16 Инженерно-экологические изыскания выполняются для экологического обоснования строительства с целью предотвращения, снижения или ликвидации неблагоприятных экологических и связанных с ними социальных, экономических и других последствий и сохранения оптимальных условий жизни населения.

 

        6 Нагрузки и воздействия

6.1 Определение нагрузок, воздействий и их сочетаний при выполнении расчетов труб осуществляется в соответствии с СП 20.13330, СП 14.13330. При этом к постоянным нагрузкам следует относить вес всех элементов несущих конструкций, футеровки, газоотводящих стволов, тепловой изоляции. К длительным нагрузкам относят вес стационарного оборудования, избыточное давление отводимых газов, технологические температурные воздействия, вес отложений (пыль, сажа, гарнисаж) и обледенения, воздействия, обусловленные деформациями основания, не сопровождающимися коренным изменением структуры грунта, а также оттаиванием вечномерзлых грунтов. К кратковременным нагрузкам относят климатические нагрузки, вес людей и ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования. К особым нагрузкам следует относить сейсмические и взрывные воздействия, нагрузки, обусловленные пожаром, воздействия, обусловленные деформациями основания, сопровождающимися коренным изменением структуры грунта.

В необходимых случаях, при проектировании труб следует учитывать агрессивное химическое воздействие отводимых газов (химическая нагрузка).

    6.2 Для труб, работающих в условиях влажных дымовых газов, рекомендуется принимать значение нагрузки от отложений равное 0,003 т/м2. Для подвешенных внутренних газоотводящих стволов рекомендуется принимать значение нагрузки от отложений и накопления жидкости на горизонтальных поверхностях и коленах на опорную площадку этой части ствола равное 0,5 т/м2.

6.3 Для стальных труб при отсутствии внутренней футеровки или внешней теплоизоляции, допускается принимать, что температура ее несущей оболочки равна среднему значению между температурой окружающего воздуха и температурой отходящих газов при скорости газов в трубе от 5 м/с до 15 м/с. Если скорость газов превышает 15 м/с, либо несущая оболочка имеет футеровку или внешнюю теплоизоляцию, температура оболочки принимается по результатам расчёта теплопередачи. Расчёт производится при условии неподвижности воздуха и максимальной температуры окружающего воздуха.

Необходимо учитывать, что итоговая разность температур металла вызывает температурное напряжение.

6.4 В случае наличия в конструкции стальной трубы ограничительных элементов, сдерживающих деформации при относительном температурном расширении, а также в случае проектирования самонесущей свободно стоящей трубы без футеровки, отводящей дымовые газы от двух и более источников при температурах, значительно отличающихся друг от друга, или от одного источника с боковым вводом газохода при высоких температурах, следует учитывать изгибающие напряжения, возникающие в оболочке.

6.5 Для стальных газоотводящих стволов и труб необходимо учитывать оксидирование, которое возникает, когда температура используемого металла близка к допустимой.

При проектирования дымовой трубы, отводящей продукты сгорания с избыточным воздухом (например, труба газовой турбины) следует учитывать интенсивный износ оболочки. В этом случае должно предусматриваться устройство одного из видов футеровки. Не допускается в качестве защитной меры принимать припуск на коррозию для стенки несущего ствола.

6.6 В случае возможности взрыва вследствие возгорания сажи или горючих газов необходимо учитывать избыточное давление, возникающее внутри трубы.

6.7 В случае возможности возникновения пожара в трубе, который может быть вызван возгоранием несгоревшего топлива, несгоревшего углеводорода, сажи, серы или других отложений, следует предусмотреть установку внутренней футеровки из огнеупорных материалов.

6.8 При проектировании труб уровень химической нагрузки следует принимать по таблице 3, при условии, что отходящие дымовые газы не содержат галогенов в высокой концентрации (см. примечания 4, 5 к таблице 3).

Таблица 3

Уровень химической нагрузки

Часы эксплуатации в год, когда температура поверхности, соприкасающейся с отходящими газами, ниже вычисленной кислотной точки росы +10 0C

Низкий

< 25

Средний

25 – 100

Высокий

>100

Примечания:

1        Часы эксплуатации в Таблице 3 действительны при содержании SO3, равном 15%. При

разном содержании SO3, часы эксплуатации обратно пропорциональны содержанию SO3. Когда содержание SO3 неизвестно, допускается принимать его минимальное содержание, достигающее 2% от содержания SO2 в отходящих газах.

      2 При расчёте часов эксплуатации, в течение которых труба испытывает химическую нагрузку, следует учитывать время начала и окончания работы, когда температура отходящих газов ниже кислотной точки росы.

3        Необходимо учитывать, что небольшие участки могут подвергнуться местному

охлаждению и, таким образом, оказаться под влиянием локализованной кислотной коррозии. Местное охлаждение может возникнуть вследствие:

- подсосов воздуха;

      - охлаждения ребра фланца, интерцепторов и другой арматуры;

      - охлаждения через опорные точки;

      - обратной тяги у вершины трубы.

4        Следует учитывать, что присутствие хлоридов и фторидов в конденсате отработанного

газа может значительно усилить коррозию. Допускается принимать уровень химической нагрузки низким при условии, что концентрация HCl< 30 мг/м3 или HF< 5 мг/м3, а время работы при температуре ниже кислотной точки росы не превышает 25 часов в год.

5        Независимо от температуры, химическая нагрузка считается высокой, если

концентрация галогенов выше, чем:

      - для фторида водорода: 0,025% по массе (300 мг/м3 при 20 0C и давлении в 0,1 МПа (1 бар));

      - для элементарного хлора: 0,1% по массе (1300 мг/м3 при 20 0C и давлении в 0,1 МПа

(1 бар));

      - для хлорида водорода: 0,1% по массе (1300 мг/м3 при 20 0C и давлении в 0,1 МПа (1 бар)).

6        Следует считать, что условия насыщенных или конденсирующихся дымовых газов

системы десульфуризации всегда создают высокую химическую нагрузку.

 

6.9 Необходимо учитывать высокую химическую нагрузку воздействия кислот, образующихся за счет конденсации в отходящих газах оксида серы (при температуре газов или поверхности, с которой они контактируют, ниже 65ºС) либо хлоридов (при температуре газов или поверхности, с которой они контактируют, ниже 60 ºС). В этом случае следует проектировать, как правило, трубы или футеровочные системы из композиционных полимерных материалов.

6.10 В случае наличия в дымовых газах хлороводорода, фтороводорода и свободного хлора в паровой фазе использование нержавеющей стали допускается при температуре не более 320 ºС, а в случае наличия паров фтора - при температуре не выше 250 ºС.[21]

6.11 В зоне окутывания трубы дымовыми газами не допускается применение оцинкованного металла.  

 

        7 Особенности проектирования фундаментов труб

7.1 Проектирование фундаментов дымовых труб следует выполнять в соответствии с   заданием, в котором должны быть обозначены все нагрузки и воздействия от конструкции трубы.

7.2 Фундаменты под трубы следует проектировать, как правило, железобетонными с круглой, многогранной или кольцевой фундаментной плитой, на свайном или естественном основании по данным инженерно-геологических изысканий площадки строительства трубы с учетом примыкающих сооружений.

7.3       Проектирование фундамента на естественном основании должно выполняться из условия отсутствия отрыва его подошвы от грунта. Рекомендуется назначать размеры фундамента такими, чтобы эпюра давлений под его подошвой была трапециевидной с отношением краевых давлений                Pmin / Pmax ≥ 0,25.

7.4                 Фундаменты на естественном основании квадратного или прямоугольного очертания в плане допускается применять только в случаях стесненной площадки строительства для труб высотой не более 150 м.

7.5                 Кольцевые фундаментные плиты следует проектировать при скальных грунтах или грунтах, обладающих высокими деформационными и прочностными свойствами.

Фундамент без стакана в виде сплошной или кольцевой плиты целесообразно применять при высоком уровне грунтовых вод и залегания сверху грунтов с высокими деформационными и прочностными характеристиками, подстилаемыми более слабыми грунтами.

7.6 Расчет естественных и свайных оснований фундаментов труб выполняется в соответствии с указаниями СП 22.13330 и СП 24.13330.

Расчеты железобетонных конструкций фундаментов труб выполняются в соответствии с СП 63.13330по обеим группам предельных состояний – по несущей способности и по раскрытию трещин.

7.7 При проектировании фундаментов и оснований труб необходимо пользоваться данными о возможном содержании в грунтах растворов кислот или щелочей в период эксплуатации трубы, а также данными о положении грунтовых вод и их химическом составе.

7.8 Проектирование анкерных болтов для крепления стальных труб к фундаментам следует выполнять в соответствии с СП 43.13330.

7.9 При наличии теплового воздействия на фундамент отводимых газов, следует учитывать температурные усилия при его расчетах. Для защиты фундамента допускается предусматривать установку защитной или отражающей тепловой изоляции.

          7.10 Предельную величину раскрытия трещин по ширине следует учитывать при проектировании фундаментов в зависимости от агрессивности среды по СП 28.13330.    

          7.11 Для наблюдения за осадками и креном фундамента трубы в процессе строительства и в период эксплуатации необходимо в проекте фундамента  предусматривать  не менее 4-х осадочных марок.

    7.12 Для фундаментной плиты принимаются нелинейные физические

уравнения, связывающие изгибающие моменты и кривизну (осесимметричную деформацию). Их аналитические выражения определяются уравнениями изгиба железобетона в соответствии с СП 63.13330.

      Стакан фундамента допускается моделировать кольцевым брусом или усеченной конической оболочкой. Ствол дымовой трубы – бесконечно длинной цилиндрической или слабоконической оболочкой. Стакан фундамента и ствол трубы допускается рассматривать как линейно-упругие тела. Усилия взаимодействия между фундаментной плитой и стаканом фундамента, стаканом фундамента и стволом трубы следует определять по правилам строительной механики из условий совместности деформаций.

         7.16 Расчетную модель основания допускается принимать в виде линейно- упругого слоя постоянной толщины, параметры которого принимаются из расчета основания по деформациям в соответствии с указаниями п. 7.15 При этом допускается не учитывать заглубление фундамента, а также силы трения и сцепления между подошвой фундаментной плиты и основанием.

Расчет фундаментных плит дымовых труб высотой 150 м и более рекомендуется проводить с использованием двух моделей основания. В качестве дополнительной к линейно-упругому слою следует использовать модель с постоянным в плане коэффициентом постели (модель Винклера). Значение коэффициента постели kнеобходимо определять из условия k=s/p, где sи pпринимаются из расчета основания по деформациям.

 

 

       8 Монолитные железобетонные трубы

 

 

8.1 В данном разделе представлены аспекты проектирования труб кольцевого сечения из железобетона, изготовленного в ходе возведения сооружения.

8.2 Проектирование и расчёт железобетонных стволов труб следует выполнять, руководствуясь Типовым кодексом [15], Комментариями к Типовому кодексу [16], Указаниями по расчёту [6], с учетом положений настоящего раздела.

8.3 Трубы по очертанию ствола разделяются на цилиндрические, конические, и трубы с переменным уклоном по высоте.

8.4 Бетон для стволов монолитных железобетонных труб следует принимать согласно требованиям СП 43.13330.

Основные требования к бетону и материалам, применяемым для его изготовления (марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости, класс по прочности на сжатие, водоцементное отношение, подвижность бетонной смеси, вид цемента, заполнителей и добавок к бетону) необходимо указывать в пояснительной записке к проекту.

8.5 Заполнители для бетонов должны удовлетворять требованиям ГОСТ 8267 (крупный заполнитель) и ГОСТ 8736 (мелкий заполнитель).

В качестве крупного заполнителя следует применять фракционированный щебень из плотных и прочных невыветрившихся изверженных пород (гранит, сиенит, диорит и др.)

В качестве мелкого заполнителя следует применять природный песок и песок из отсевов дробления горных пород со средней плотностью зерен от 2000 до

2800 г/см и их смеси, с модулем крупности не менее 2,2.

Примечание- При соответствующем технико-экономическом обосновании, подтвержденном данными опытных подборов составов бетона, может быть допущено применение песка с модулем крупности не менее 1,5.

Мелкий и крупный заполнители бетона, предназначенные для возведения труб, не должны содержать аморфных видоизменений кремнезема (опал), кремнистых сланцев, пирита и других минералов, способных вступать в реакции с щелочами цемента.

8.6 Для получения проектных технологических свойств бетонных смесей и эксплуатационных свойств бетонов следует применять модификаторы или химические добавки в соответствии с требованиями ГОСТ 24211.

Для ускорения процессов твердения бетона рекомендуется вводить электролиты (сульфат натрия, нитрат натрия, нитрат кальция, нитрит-нитрат кальция) в комплексе с пластифицирующими добавками.

8.7 Для армирования железобетонных дымовых труб следует применять арматуру в соответствии с требованиями  СП 63.13330 следующих видов и классов:

-горячекатаная гладкая класса А240 (А-I) и периодического профиля А300 (А-II), А400 (А-III, А400С), А500 (А500С) с постоянной и переменной высотой выступов – поперечных ребер (соответственно кольцевой А-II, А-IIIи серповидный А400С, А500С профиль) диаметром 6÷40 мм;

-холоднодеформируемая периодического профиля диаметром 3÷12 мм класса В500 (Вр-I, В500С).

8.8 К расчету железобетонного ствола, определению оптимальных величин толщины стенок и объема армирования приступают после определения основных геометрических параметров – высоты и выходного диаметра.

8.9 Расчет трубы следует проводить по деформированной схеме на воздействие нагрузок от собственного веса, ветра, температуры отводимых газов, солнечной радиации, сейсмических и других особых воздействий, указанных в задании на проектирование.

                Расчет ствола монолитных железобетонных дымовых труб на прочность включает:

- расчет горизонтальных сечений для определения толщины стенки ствола трубы и количества продольной вертикальной арматуры;

- расчет вертикальных сечений стенки ствола трубы для определения необходимого количества горизонтальной кольцевой арматуры;

- расчет прогибов трубы для определения и учета дополнительных изгибающих моментов от собственного веса, а также проверки динамической устойчивости трубы.

8.10 Железобетонный ствол должен удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (предельное состояние первой группы) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельное состояние второй группы).

Расчет по предельным состояниям первой группы должен обеспечивать конструкцию от разрушения под совместным воздействием силовых факторов (собственный вес, вес футеровки, тепловой изоляции, внутренних газоотводящих стволов, ветровая нагрузка, сейсмика) и неблагоприятных воздействий окружающей среды (температура, влажность, агрессия дымовых газов).

За первое предельное состояние вертикальных и горизонтальных сечений с наветренной стороны трубы принимают образование пластического шарнира. Расчет по предельным состояниям второй группы должен обеспечивать конструкцию: от чрезмерного раскрытия трещин при воздействии силовых факторов с учетом напряжений, возникающих от температурно-влажностных воздействий; от чрезмерных прогибов ствола трубы.

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин в железобетонном стволе от температурного воздействия без учета пространственной работы ствола на ветровую нагрузку aдл.составляет 0,1 мм для верхней трети трубы, для остальной части – 0,2 мм. Предельно допустимая ширина раскрытия трещин от совместного воздействия температуры и пространственной работы ствола на ветровую нагрузку aкр.составляет для верхней трети трубы 0,2 мм, для остальной части 0,3 мм.

8.11 Определение перепадов температур по толщине стенки ствола трубы выполняется на основании теплоаэродинамических расчетов для постоянного потока тепла.

В нормальных рабочих условиях перепад температур по толщине стенки не должен превышать 60 0С [15]. В этом случае температурные напряжения в стенке допускается не учитывать. В противном случае необходим обязательный учёт термического воздействия. 

8.12 Принимаемые для расчета геометрические размеры железобетонного ствола должны удовлетворять следующим условиям:

а) соотношение высоты всего ствола или отдельного его участка к своему нижнему наружному диаметру должно быть не более 20-ти;

б) толщину стенок железобетонного ствола следует принимать не менее

200  мм; при диаметре ствола свыше 9,0 м до 12,0 м – не менее 250 мм; при диаметре ствола свыше 12,0 м – не менее 300 мм.

Примечание- При наличии проемов толщина стенки должна быть не менее 0,04 [15] от высоты проема, при условии отсутствия контрфорсов или других элементов повышения жесткости. В этом случае следует не учитывать данные элементы при расчете момента сопротивления горизонтального сечения.

8.13 Расчетные сечения ствола выбирают через каждые 20-30 м по высоте ствола. Содержание кольцевой и продольной арматуры, а также напряжения в них определяют путем последовательных приближений.

8.14 Процент армирования горизонтальных сечений железобетонного ствола должен быть не менее 0,4, вертикальных сечений – не менее 0,2.

Армирование горизонтальных сечений необходимо выполнять со стороны как наружной, так и внутренней поверхности стенки, при этом не менее половины арматуры в сечениях должно быть выполнено со стороны наружной поверхности. Диаметр вертикальной арматуры должен быть не менее 12 мм, а расстояние между стержнями не должно превышать 300 мм.[15] Стыки следует располагать в шахматном порядке, чтобы любым сечением разрезалось не более половины состыкованных стержней.

На участке до 0,2 диаметра или 2,5 м от верха трубы (в зависимости от того, какая величина больше) процент армирования горизонтальных сечений должен быть увеличен на 50%.

Армирование вертикальных сечений выполняют со стороны наружной и внутренней поверхности стенки трубы, при этом рекомендуется применение одинаковых стержней горизонтальной арматуры. Диаметр стержня должен составлять не менее 8 мм. Стыки следует располагать в шахматном порядке, чтобы в любых трех соседних уровнях идущие внахлест стержни были не менее, чем на 150 мм друг от друга. Максимальное расстояние между стержнями не должно превышать меньшее из трех значений: толщина стенки, 300 мм или (в сейсмических районах) 10 диаметров вертикальной арматуры. Если верх ствола трубы не усилен бетонной кровельной плитой, то процент минимального армирования вертикальных сечений необходимо удвоить на участке до 0,2 диаметра или 2,5 м от верха оболочки (в зависимости от того, какая величина больше). Для предупреждения трещинообразования процент минимального армирования также необходимо удвоить на участке высотой 2 м от основания трубы.

8.15 Минимальный коэффициент вертикального армирования вокруг проемов должен составлять 0,0075 на расстоянии половины ширины проема с его каждой стороны. Как горизонтальное, так и вертикальное дополнительное армирование у проемов должно выходить за края проема как минимум на половину ширины проема плюс длина анкеровки стержней.

8.16 Номинальный защитный слой бетона на арматуре должен быть не менее 40 мм с допусками +20 мм и минус  10 мм.

8.17 Предельное значение горизонтального перемещения верха железобетонного ствола трубы следует, как правило, принимать в зависимости от типа и конструкции футеровки, исходя из условия ее целостности.

8.18 Следует учитывать перемещение верха трубы в результате воздействия солнечной радиации. Эти перемещения могут повлиять на геометрические параметры ствола трубы в процессе его строительства.

 8.19 Для антикоррозионной защиты конструкций железобетонных труб следует применять:

- для наружной поверхности железобетонной оболочки трубы окрасочные покрытия на силикатной, органосиликатной и акриловой основе или другие аналогичные паропроницаемые покрытия;

- для внутренней поверхности железобетонной оболочки и металлических конструкций материалы, соответствующие требованиям действующих нормативных документов в области защиты от коррозии.

 

9 Сборные железобетонные трубы

 

9.1 Трубы из жаростойкого бетона следует проектировать, как правило, для обслуживания котельных. Такие сооружения применяются для эвакуации слабоагрессивных дымовых газов с температурой 120–250 0С и работы под разрежением.

9.2 При проектировании трубы, отводящей дымовые газы с температурой выше 250 0С, либо средне- и сильноагрессивные газы следует предусматривать один из видов футеровочной системы (см. раздел 13). 

9.3  Сборные железобетонные дымовые трубы рекомендуется использовать на территориях с ветровым напором до IIIрайона включительно, для районов с большей ветровой нагрузкой использование таких дымовых труб возможно, но не рационально. В сейсмоопасных зонах с сейсмичностью более 6 баллов по шкале MSK-64 сборные железобетонные трубы не должны использоваться (Приложение Б).

9.4 При проектировании сборных железобетонных труб необходимо выполнять следующие расчеты:

- на прочность по методике, подобной для монолитных труб (см.раздел 8).

- на возможное раскрытие швов между царгами.

- расчет по предельным состояниям для всех стадий (изготовления, транспортирования и монтажа).

9.5 Расчёты и конструирование сборных железобетонных труб рекомендуется выполнять в соответствии с ВСН [6], использовать соответствующий раздел «Дымовые трубы» [13] и соответствующий раздел Инструкции [17].

         9.6 При проектировании сборных железобетонных труб необходимо учитывать нагрузки на отдельные сборные элементы – царги, возникающие при их доставке, погрузке-разгрузке и монтаже.

9.7 Для изготовления царг сборных железобетонных труб, как правило, следует применять жаростойкий бетон, в основном на базе шамотных составляющих и портландцемента.

9.8 Для дымовых труб, эксплуатируемых при агрессивном воздействии сернистых и углекислых соединений, следует применять жаростойкий бетон на основе литого шлакового щебня из металлургических шлаков, шлаковой пемзы, портландцемента и тонкомолотой добавки, в качестве которой используют андезитовую муку, молотую шлаковую пемзу или алюмосодержащий компонент, являющийся отходом производства синтетического каучука.

9.9 Для взаимного  крепления царг труб высотой 30 м. необходимо предусматривать не менее десяти шпилек из стали марки 40ХН ГОСТ4543, для труб большей высоты – не менее шестнадцати.

9.10 Следует учитывать, что в районе ниш установки соединительных шпилек толщина стенки значительно уменьшается, для чего надлежит предусматривать дополнительную  арматуру.

 

         10 Кирпичные трубы

          10.1 Кирпичные трубы допускается применять во всех отраслях промышленности для отвода газов в широком диапазоне температур, в том числе высоких.

10.2 Кирпичные трубы строятся в местностях, отнесенных к I-IVрайонах по ветровой нагрузке, а армокирпичные трубы - к V-VIIрайонах.

Проектирование кирпичных и армокирпичных труб для районов с сейсмичностью 7 баллов и более не допускается.

10.3 Проектирование кирпичных труб следует выполнять в 2 этапа:

- выполнение необходимых математических расчетов;

- конструктивное воплощение с учетом ряда апробированных проектных решений.

10.4 Расчет ствола дымовой трубы на нагрузки от собственной массы и ветра с целью обеспечения устойчивости конструкции дымовой трубы от разрушения под совместным воздействием силовых факторов или по предельным состояниям I группы. При этом выполняется расчет горизонтальных сечений ствола на внецентренное сжатие в соответствии с действующим сводом правил на каменные и армокаменные конструкции. Расчетная схема ствола трубы приведена на рисунке 1.

Для всех горизонтальных сечений ствола точки приложения продольной силы должны находиться в пределах ядра сечения, т.е. E0 ≤ (D2 + d2) / 8D, где D и d – соответственно наружный и внутренний диаметры сечения ствола. Расчетное сопротивление кладки сжатию принимается с коэффициентом условий работы 0,9.

После определения общей высоты и внутреннего выходного диаметра трубы задается уклон  (от 1,5% до 4%), высота поясов (от 12 до 24 м.) и толщина их кладки (с учетом, что толщина верхнего пояса должна быть не менее 1,5 кирпичей), после чего выполняется статический расчет с определением устойчивости конструкции и краевых напряжений от воздействия массы кладки вместе с футеровкой, если таковая требуется, и действия ветра.

10.5 Кроме расчета на скоростной напор ветра необходимо выполнять расчет на резонанс для дымовых труб со слабой конусностью (не более 1,2 %).

10.6 Расчет вертикальных сечений ствола на температурные усилия, вызванные перепадом температуры по толщине стенки ствола, следует производить, принимая эпюру в сжатой зоне прямоугольной. Для восприятия усилий, возникающих при температурном расширении ствола (с целью предотвращения образования вертикальных трещин) надлежит предусматривать стяжные кольца. Коэффициент условий работы при определении расчетного сопротивления стали стяжных колец следует принимать равным 0,7.

Проверку прочности растянутой зоны вертикального сечения, высотой, равной толщине стенки и шириной, равной шагу колец, при прямоугольной эпюре напряжений в сжатой зоне следует выполнять, задаваясь площадью сечения одного кольца и шагом их установки по высоте трубы.

Для стяжных колец следует принимать:

- сечение кольца от 60х6 мм до 100х10 мм;

- шаг установки колец по высоте от 700 до 1500 мм.

10.7 Эксцентриситет продольной силы, являющейся результирующей приложения всех воздействий на ствол, в горизонтальном сечении не должен выходить за пределы ядра сечения трубы. Если это условие невозможно соблюсти или оно является неэкономичным следует применять армокирпичные дымовые трубы, в которых металлическая арматура, заложенная внутрь кладки ствола воспринимает возникающие в нем растягивающие напряжения.

10.8 Расчет армокирпичных труб надлежит выполнять в следующей последовательности:

- задаться сечением вертикальной арматуры и толщиной ствола;

- определить напряжения в арматуре и в кладке от собственного веса и изгибающего момента;

- проверить прочность горизонтального сечения с наветренной и подветренной сторон на совместные действия внешней и температурной нагрузок.

Все вышеприведенные расчеты производятся по специальной методике.

10.9 В проектах фундаментов с подземными вводами боровов следует предусматривать противоосадочный шов на границе внешней поверхности стакана фундамента и глубину зольника не менее 300 мм от уровня подины борова.

10.10 Усиление ослабленного сечения следует производить за счет устройства пилястр и армирования кладки. Площадь сечения горизонтальной арматуры в этом случае должна быть не менее площади сечения стяжных колец на 1 м высоты трубы.

10.11 Ствол трубы следует разбивать по высоте на звенья (пояса) толщина которых изменяется уступами, равными половине кирпича.

В местах сопряжения поясов уступы в 0,5 кирпича надлежит использовать для опирания футеровки. При высоте звена более 12 м в его средней части предусматривают промежуточную консоль для опирания футеровки. В зависимости от толщины футеровки вынос уступов увеличивают за счет кладки кольцевой ступенчатой консоли.

10.12 Для кладки стволов кирпичных дымовых труб следует применять керамический кирпич пластического прессования по ГОСТ 530 марки не ниже 125 и водопоглощением не более 15%. Допускается применение пустотелого керамического кирпича с количеством пустот не более 5%. Марку кирпича по морозостойкости следует принимать в зависимости от режима работы трубы, но не ниже 35. Для кладки ствола необходимо использовать сложные растворы марок не ниже 50 по СТО НОСТРОЙ 2.31.11.

 

   11 Стальные трубы

 

11.1 Указания данного раздела распространяются на проектирование конструкций стальных  труб с кольцевым сечением, с футеровкой или без, и разработаны с учётом положений CICIND[20] и [21], EN1991-1-4 [24], EN1991-1-5[25], EN1991-3-2 [26], EN13084-1[27] EN13084-6 [28],EN13084-7 [29].

          11.2При выборе схемы устройства и геометрической формы стволов труб следует учитывать количество и уровни подводящих газоходов, наличие шумоглушителя, дождевой заслонки, шиберных заслонок, дивертора, устройств для сбора, выгрузки пылевых отложений и других технологических устройств.

Принципиальные схемы стальных труб приведены в приложении А.

11.3 Соединение элементов несущего ствола трубы следует выполнять фланцевыми на болтах или на сварке.

Для фланцевых соединений следует применять высокопрочные болты с их предварительным натяжением. Межцентровое расстояние между болтами должно составлять от 4db до 10db, где db – диаметр болта. Наиболее приемлемым является расстояние, равное 5db, поскольку при бóльших расстояниях фланцы становятся чрезмерно толстыми. Минимальный диаметр болта должен составлять 16 мм. Расчёт напряжения в болтах следует выполнять с учётом эксцентриситета нагрузки, передаваемой оболочкой.

11.4 Расчёты стальных труб следует выполнять по первой и второй группам предельных состояний. При этом значения частных коэффициентов надёжности  следует устанавливать на основании ГОСТ Р 54257, СП 20. 13330, СП 16. 13330 с учётом п.11.6.

11.5 Расчёты конструкций выполняют в соответствии с СП 16.13330 из условия упругой работы материала. Рекомендуется выполнять расчёты методом конечных элементов с применением моделей, описывающих реальные геометрические параметры конструкций.  

11.6 Коэффициенты надежности для стальных дымовых труб при расчете по предельным состояниям 1-й группы следует принимать по таблице 4, в зависимости от уровня ответственности сооружения, устанавливаемого в соответствии с Федеральным законом РФ [3].

 

 

 

 

 

 Таблица 4

Повышенный уровень ответственности

Нормальный уровень ответственности

Коэффициент надежности по материалу gmдля стали

1,1

Коэффициент надежности по материалу gmдля стали

1,1

Коэффициент надежности по нагрузке gf для веса металлических конструкций

1,1

Коэффициент надежности по нагрузке gf для веса металлических конструкций

1,1

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке gf

1,5

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке gf

1,4

 

 

11.7 При проектировании стальных дымовых труб предельную величину горизонтального перемещения ее верха от нормативной ветровой нагрузки следует принимать для каждого конкретного сооружения исходя из следующих требований:

а) технологических (обеспечение условий нормальной эксплуатации подъемно-транспортного оборудования, контрольно-измерительных приборов и т.д.);

б) конструктивных (обеспечение целостности футеровки, тепловой изоляции, примыкающих друг к другу элементов конструкций и их стыков);

в) эстетико-психологических (обеспечение благоприятных впечатлений от внешнего вида сооружения, предотвращения ощущения опасности).

Поскольку предельная величина горизонтального перемещения по эстетико-психологическому требованию является субъективной, рекомендуется согласовывать ее значение с заказчиком и указывать в задании на проектирование.

Может быть рекомендована следующая величина предельной двойной амплитуды перемещений:

- для труб повышенного уровня ответственности – 0,1d;

- для труб нормального уровня ответственности – 0,25d.

где d- характерный наружный диаметр дымовой трубы в верхней части.

11.8 При проектировании стальной дымовой трубы, для ее несущей оболочки должны быть выполнены проверки:

 - по несущей способности;

 - по деформациям;

 - по усталости (за исключением труб с эффективным динамическим управлением).

Проверку по несущей способности следует выполнять с целью подтверждения отсутствия потери устойчивости оболочки, в результате действия расчетных нагрузок. Необходимо выполнять проверку оболочки на прочность, а также на общую и местную устойчивость.

Проверку по деформациям следует выполнять с целью определения величины горизонтального перемещения верха дымовой трубы от действия нагрузок. Допускается считать, что амплитуда горизонтального перемещения верха трубы не ограничена до тех пор, пока обеспечивается несущая способность оболочки и обеспечиваются конструктивные и технологические требования к эксплуатации дымовой трубы. Ключевым требованием по ограничению амплитуды перемещения в данном случае может быть эстетико-психологическое требование по исключению возникновения чувства опасности и тревоги у окружающих (см. 11.7).

Проверку на усталость необходимо выполнять в случае возможности возникновения резонансного вихревого возбуждения, для соответствующих критических скоростей ветра, с целью установления, что резонансные колебания не приведут к накоплению усталостных повреждений, возникновению и постепенному росту трещин в материале оболочки (в особенности, около сварных швов) и, в итоге, к  обрушению ослабленных участков. При этом, следует учитывать, что усталость материала в значительной степени зависит от количества циклов нагрузки в течение расчётного срока службы трубы, амплитуды напряжений и конструктивного исполнения элементов конструкций.

11.9 Для самонесущих труб, запроектированных в соответствии с положениями данного стандарта, сейсмическую нагрузку следует учитывать для районов с сейсмичностью выше 7 баллов по шкале Рихтера. Если в верхней части трубы располагается тяжёлый объект (например, динамический гаситель колебаний или массивная футеровка), либо применяются трубы с оттяжками, сейсмическую нагрузку необходимо учитывать в любом случае. [20]

11.10 Следует предусматривать меры для исключения овализации ствола трубы и эффекта овализационной вибрации. При этом могут устанавливаться кольцевые ребра жесткости, использоваться армированный бетон с внутренней стороны оболочки или выполняться другие мероприятия.

11.11 Проемы в несущей оболочке должны быть усилены во избежание локального ухудшения следующих свойств:

- прочности;

- усталостной долговечности;

- устойчивости к резким колебаниям.

Допускается считать, что прочность поперечного сечения участка с проемами равна прочности поперечного сечения сплошного участка, при условии, что моменты сопротивления сечения равны.

11.12 Как правило, следует предусматривать установку на несущий ствол трубы вертикальных подкрепляющих ребер жесткости с обеих сторон проема с целью компенсации отсутствующего материала в проеме. Во избежание образования вертикальной деформации поперечного сечения с проемом, в силу уменьшения жесткости ослабленного сечения из-за возможного изгиба материала внутрь или наружу, по краям проема необходимо установить подкрепляющие ребра жесткости перпендикулярно к оболочке.

11.13 Необходимо учитывать, что внезапное разрушение ребер жесткости сверху и снизу может спровоцировать концентрацию напряжения, в результате чего нагрузка на определенном участке может увеличиться втрое, что спровоцирует усталостные явления и появление трещин.

Если ширина проема превышает 40 % от диаметра трубы, чтобы избежать вышеописанных последствий, необходимо установить вертикальные ребра жесткости с каждого края, тогда как горизонтальное ребро жесткости необходимо установить по всей окружности .

Если ширина проема составляет менее 40 % от диаметра трубы, допускается только укрепление участка по ширине проема  

Длина участков вертикальных ребер сверху и снизу от проема должна быть равна расстоянию до точки, в которой дополнительное напряжение незначительно. Достаточной можно считать длину участков ребер сверху и снизу от проема, которые составляют ½ ширины проема.

В случае если высота проема более чем вдвое превышает его ширину, необходимо выполнение дополнительной проверки на устойчивость.

Если условия эксплуатации трубы требуют наличия проема для отвода дымовых газов, ширина которого превышает две трети диаметра несущей оболочки, допускается установка большого числа меньших проемов, которые в совокупности составят необходимую площадь. В этом случае следует выполнить усиление участков между отверстиями, а также усиление всей группы отверстий.

Проемы в трубах, не усиленных дополнительными элементами жёсткости, должны быть закруглены по радиусу с минимальным значением 10 t, где t – толщина оболочки.

11.14 Необходимо учитывать, что наличие проемов, в том числе усиленных дополнительными элементами, может привести к локальному уменьшению жесткости трубы, что повлияет на собственную частоту ее колебаний и динамические характеристики.

11.15 Варианты конструктивного исполнения опорной части стальных дымовых труб, как правило, следует принимать в соответствии с рисунками 2 – 4.

 

Рисунок 2. Опорная плита

 

 

 

Рисунок 3. Опорная плита с подкрепляющими ребрами

 

 

 

Рисунок 4. Опорная плита с подкрепляющими ребрами и верхней горизонтальной плитой (траверса)

          11.16 Материалы для стальных конструкций труб и их защиты от коррозии следует принимать согласно СП 16.13330 и СП 28.13330 с учётом положений данного раздела.

         При температуре поверхности оболочки до 400 0С следует использовать углеродистые и низколегированные стали. В случае температуры поверхности более 400 0С необходимо использовать коррозионностойкие и жаростойкие стали.

 11.17 Не рекомендуется использовать нержавеющую сталь мартенситного и ферритного классов (в том числе и с высоким содержанием молибдена) в трубах, отводящих дымовые газы от оборудования, работающего на серосодержащем топливе в условиях средней или высокой химической нагрузки (см. таблицу 3).

 11.18 При температуре металла ниже 65 0C и концентрации конденсируемой серной кислоты 5% рекомендуется использование нержавеющей стали с высоким содержанием молибдена. Следует учитывать, что подобные условия, как правило, наблюдаются у вершины (на высоте, равной трём диаметрам) любой трубы, которая отводит серосодержащие дымовые газы.

 

 

Примечания -Наличие газоочистки или присутствие хлоридов в конденсате значительно увеличивают скорость коррозии, из-за чего использование подобной нержавеющей стали нецелесообразно.

11.19 Не допускается использовать нержавеющую сталь мартенситного и ферритного классов при контакте с отходящими газами, содержащими щёлочи.

11.20 В случаях, когда не удаётся избежать высокой химической нагрузки на внутреннюю поверхность несущего ствола трубы (см. таблицу 3), необходимо использовать специальное защитное покрытие. В качестве альтернативы допускается использовать металлическую футеровку из титана или стали с высоким содержанием никеля.

11.21 Не допускается использование низколегированной стали с содержанием меди для атмосферных условий эксплуатации в прибрежной морской зоне, а также любой другой хлоридсодержащей среды.

Следует учитывать, что при контакте с отходящими газами при переменной конденсации SO2/SO3(но не HCL) эта сталь более устойчива к коррозии, нежели углеродистая (например, если дымовая труба эксплуатируется в режиме с частыми остановками, во время перерыва в работе температура её металла, как правило, выше кислотной точки росы). В случае, когда температура металла длительное время находится ниже кислотной точки росы при контакте с отходящими газами, эксплуатационные качества низколегированной стали с содержанием меди во многом схожи с характеристиками углеродистой стали.

11.22 Стыки элементов из нержавеющей стали с элементами из углеродистой стали следует выполнять на болтах. Во избежание ускоренной коррозии вследствие гальванической реакции, в таких соединениях необходимо предусматривать изолирующие прокладки. Допускается выполнение сварных соединений при условии, что выбор технологии сварки, электрода и пр. обеспечит прочность сварного шва от воздействия нагрузок. Особое внимание необходимо уделить выбору подходящего коэффициента расширения в соответствии с маркой и температурой используемой стали.

11.23 Минимальная толщина несущей оболочки трубы из углеродистой стали должна составлять 5 мм, включая припуск на коррозию.

11.24 Припуск на коррозию следует принимать как сумму внешних и внутренних припусков, определяемых по таблицам 5 и 6. Общий припуск необходимо прибавить к толщине оболочки, соответствующей нормативным пределам напряжения и деформаций. Припуск на коррозию на всех открытых поверхностях должны иметь как внутренние, так и внешние фланцы. Припуски, данные в таблицах 5 и 6, рассчитаны на 20 лет срока службы трубы. Для более долгих сроков службы припуски на коррозию следует пропорционально увеличить. Для временных труб сроком службы до 1 года допускается значения внешних и внутренних припусков принять равными нулю, за исключением условий с высокой химической нагрузкой, когда внутренний припуск следует принять равным 3 мм.

Для отдельно стоящих труб со стальным ВГС только внутренняя сторона ВГС  должна иметь внутренний припуск на коррозию. Внутренняя сторона несущего ствола не требует припуска на коррозию, при условии, что воздушный зазор (или зазоры) между ВГС и несущим стволом имеют влагонепроницаемую защиту.

 

Таблица 5.  Внешний припуск на коррозию

Наименование

Припуск

Окрашенная углеродистая сталь

0 мм

Окрашенная углеродистая сталь под изоляцией

1 мм

Углеродистая сталь без покрытия

3 мм

Сталь «кортен» или аналогичная без покрытия

1 мм

Нержавеющая сталь без покрытия

0 мм

 

Примечание- Внешний припуск на коррозию, приведённый в таблице 5, указан для неагрессивной и слабоагрессивной окружающей среды. Когда труба находится в агрессивной среде, созданной промышленным загрязнением, соседними трубами или непосредственной близостью к морю, следует  увеличить припуск на коррозию.

 

Таблица 6. Внутренний припуск на коррозию (только для углеродистой стали)

Температура металла при контакте с отработанным газом, °С

Химическая нагрузка

Внутренний припуск на коррозию

< 65

Низкая

неприменима

(химическая нагрузка всегда «высокая») 1)

Средняя

неприменима

(химическая нагрузка всегда «высокая») 1)

Высокая

припуск на коррозию недопустим, следует использовать другой материал1)

65- 345

Низкая

2 мм2)

Средняя

4 мм3)

Высокая

припуск на коррозию недопустим, следует использовать другой материал3)

> 345

Низкая

1 мм

Средняя

2 мм

Высокая

припуск на коррозию недопустим, следует использовать другой материал

Примечания:

1 При условии, что концентрация кислоты в конденсате ниже 5%, а концентрация хлорида не превышает 30 мг/м3, в пределах данного температурного диапазона целесообразно использовать коррозионностойкую сталь с высоким содержанием молибдена с припуском на коррозию 3 мм на срок службы 20 лет. В такой среде особое внимание следует уделить защите поверхности трубы или футеровки, соприкасающейся с потоком газа, например, посредством плакирования соответствующим сплавом с высоким содержанием никеля, титаном  или используя подходящее органическое покрытие.

2 При низкой химической нагрузке, сталь «Кортен»(аналог стали 10ХНДП по ГОСТ 19281) несколько превосходит углеродистую сталь в плане устойчивости к коррозии, в особенности, при периодическом или кратковременном (например, при регулярных остановках в работе) контакте с конденсирующей SO2/SO3.

3        В подобной среде нержавеющая сталь мартенситного и ферритного классов (в том числе, и коррозионностойкая сталь с высоким содержанием молибдена) незначительно превосходит углеродистую в плане устойчивости к коррозии, поэтому использование её не целесообразно. Для углеродистой стали, используемой в трубах в условиях высокой химической нагрузки, необходимо предусматривать соответствующее защитное покрытие. 

 

12 Трубы из композиционных полимерных материалов

 

12.1 В данном разделе рассматриваются конструкции из композиционных полимерных материалов дымовых и вентиляционных труб: свободно стоящих, с дополнительными опорными конструкциями, а также футеровочные системы в железобетонных, кирпичных и металлических несущих стволах.

12.2 Положениями данного раздела учитывается ресурс сооружения, составляющий не менее 25 лет [10], ГОСТ-54257.

12.3 Материал для элементов конструкций должен выбираться из условия устойчивости ко всем предполагаемым механическим, термическим и химическим  воздействиям  в  течение  запланированного  срока  службы.

12.4 При изготовлении конструкций следует применять связующие, основанные на полиэфирных, фенолформальдегидных, эпоксидных смолах, их модификациях и компаундах.

12.5  Полиэфирные бисфенол-А-фумаровые смолы допускается применять в агрессивной  кислотной  и  щелочной  среде. Применение их в агрессивной окислительной среде или среде с использованием растворителя не допускается.

12.6 Полиэфирные хлорэндиковые смолы допускается применять в агрессивной  окислительной среде, а также среде концентрированных кислот и некоторых растворителей. Применение их в щелочной среде не допускается.

Для придания связующему свойств «самозатухания» допускается применение полиэфирных смол модифицированных антипиренами. 

12.7 Фенолформальдегидные смолы допускается применять в кислотной среде. Использование таких смол в щелочной среде не рекомендуется.

Фенолформальдегидные смолы могут применяться для конструкций с высокой огнестойкостью и характеризуются  малым  выделением  дыма с низкой  токсичностью.

12.8 Эпоксивинилэфирные смолы на основе бисфенола-А и новолака допускается применять в среде кислот, щелочей, гипохлоритов и многих растворителей.

Для повышения огнестойкости конструкций следует применять связующие на основе бромированных эпоксивинилэфирных смол.

12.9 В качестве армирующего материала в конструкциях следует использовать стекловуаль, стекловолокно, стеклоровинг, в том числе рубленый, стеклоткань, стеклорогожу, стекломаты, арамидные, керамические, углеродные волокна, металлические сетки, сотопласты, а также базальтовые волокна, ровинг и ткань.

Стекломатериалы должны быть изготовлены из стекла типа «Е» или «ECR». Другие виды стекла допускается использовать для конструкций в случае проведения соответствующих испытаний, подтверждающих возможность такого использования.

12.10 Для условий высокой химической агрессии допускается применение фаолита и листовых термопластов: поливинилхлоридного пластиката, винипласта, полиэтилена, полипропилена, пентопласта, фторопласта.

12.11 С целью снижения образования конденсата и потерь тепла по высоте трубы, как правило, следует использовать теплоизоляционные материалы на основе минеральных и полиэфирных волокон, пенопласты, экструдированный полистирол  и другие.

12.12 Выбор материалов при проектировании допускается осуществлять на основании характеристик, приведенных в справочном издании [8]. Характеристики выбранных материалов должны быть указаны в проекте.

12.13 Изготовление конструкций следует выполнять из нескольких слоев (ламинат) методом намотки или ручным формованием.

12.14 Ламинат должен состоять из коррозионностойкого барьера и несущего слоя (структурного ламината).

12.15 Коррозионностойкий барьер включает внутреннее покрытие и внутренний слой. Внутреннее покрытие толщиной 0,25-0,50 мм выполняется из тонкой вуали из стекла класса «С» или «ECR», пропитанной смолой на 85-90% по массе. Внутренний слой толщиной 1,25-2,5 мм состоит из  прерывистого  армирующего  слоя  (стекломаты  из  рубленых  волокон), пропитанного смолой на 70-75% по массе. Рекомендуется добавлять в смолу до 20% графита в случае температуры эксплуатации выше 145 0С.  

   В зависимости от требований к химической стойкости, допускается использование углеродных тканей в качестве наполнителя в коррозионностойком барьере.

   Допускается использование листовых термопластов в качестве коррозионностойкого барьера. Бипластмассовые конструкции следует проектировать с учётом требований Руководства [11]

12.16 Структурный ламинат необходимо проектировать исходя из требуемых механических и теплотехнических свойств.

   Для конструкций, работающих в условиях сильноагрессивных химических сред, рекомендуется применять связующее структурного ламината на основе смол, используемых для коррозионостойкого барьера. Для других конструкций допускается применение связующего на основе менее химстойких смол.

   В случае изготовления структурного ламината методом ручного формования следует использовать армирующий мат с рублеными волокнами и тканый ровинг с весом на единицу поверхности не более 600 г/м2.

   При изготовлении структурного ламината методом намотки должны применяться ровинги с погонным весом 1200-2400 г/км и весом на единицу поверхности не более 1200 г/м2.

12.17 Толщина структурного ламината должна быть не менее 3 мм или D/1000, где D- внутренний диаметр цилиндрической оболочки.

   Необходимо избегать резких изменений толщины ламината. Сужение между участками различной толщины не должно быть более 1/6.

12.18 В состав структурного ламината допускается включать дополнительные армирующие элементы и теплоизоляционные изделия. В случае включения теплоизоляции в состав структурного ламината, его наружный слой, защищённый от воздействия температуры и химической агрессии, допускаетсмя применять с применением низкотемпературных смол. 

   Снаружи структурного ламината следует выполнять финишное покрытие толщиной не менее 0,6 мм с целью защиты от внешних воздействий и придания эстетичного внешнего вида.

12.19 В процессе проектирования следует выполнять проверку пригодности выбранных материалов для заданных условий эксплуатации. Проверка должна быть основана на результатах лабораторных испытаний. Рекомендуется проведение испытаний в реальных условиях эксплуатации либо использование результатов испытаний по существующей документации.

   Механические свойства ламината, используемые для расчетов конструкций, должны быть подтверждены результатами лабораторных испытаний образцов в соответствии с действующими стандартами РФ либо Cтандартами  

[22, 23].

12.20  В проектах труб должна быть приведена информация об условиях постотверждения для изготавливаемых конструкций. Она должна содержать, в том числе, меры, обеспечивающие сохранность линейных размеров конструкции при возможной тепловой деформации, а также предупреждающие термоудар и вызванные им внутренние напряжения.

12.21 При выполнении статических расчетов элементов конструкций следует руководствоваться Типовым кодексом [9] и Руководством по проектированию [10].

          12.22  При проектировании конструкций из стеклопластика должны учитываться следующие механизмы коррозии:

 -физическое разрушение (впитывание, проникновение, действие растворителей и т.д.);

 -окисление (разрушение химических связей);

 -гидролиз (разрушение соединений эфира);

 -термальный распад, включая деполимеризацию;

 -диффузия солей;

 -комбинация вышеперечисленных механизмов.

Конструкции труб из стеклопластика рекомендуется применять во влажных химически  агрессивных средах, при этом температура эксплуатации должна быть, как правило, не более 100 °С. Для ряда агрессивных влажных сред допускается температура эксплуатации до 120 °С

Допускается кратковременное повышение температуры до 150 °С, но при этом следует учитывать, что срок службы конструкции  уменьшится.

 Конструкции трубы из стеклопластика, изготовленные  со связующим  на основе эпоксивинилэфирных, фенолформальдегидных и эпоксифенольных  смол допускается применять при его температуре, как правило не более 180°С в условиях сухих дымовых газов с кратковременным повышением до 200°С, но при этом следует учитывать, что срок службы конструкции уменьшится.

 Подбор смолы и конструкции ламината следует выполнять в каждом конкретном случае с учётом температурных условий эксплуатации и концентрации агрессивных химических веществ.

        12.23 Элементы газоотводящих стволов из стеклопластика в футеровочных системах следует проектировать опирающимися внизу, с промежуточными горизонтальными опорами, либо подвесными в верхней части. Подвесные элементы рекомендуется применять при температуре не более 150 0С.

12.24 Необходимо учитывать, что в процессе эксплуатации конструкции из стеклопластика могут дать объемную усадку и температурный рост.

Объемная усадка может составлять 0,05-0,1%. Величину температурного роста следует определять по температуре эксплуатации.

 12.25 Во избежание резонанса при совпадении частоты турбулентности дымовых газов с собственной частотой колебаний стеклопластиковой оболочки следует принимать в качестве критерия овализации минимальную частоту 2 Гц в соответствии с Руководством по проектированию [11].

12.26 Работа стеклопластиковых газоотводящих стволов в условиях избыточного статического давления не допускается.

В некоторых случаях для ликвидации избыточного статического давления может быть рекомендовано использование диффузора на оголовке ствола.

12.27 Дымовые трубы, работающие в условиях влажных химически агрессивных газов, должны быть оснащены системой дренажа. Рекомендуется устанавливать сливные желоба в районе верхней и боковых стенок в месте врезки подводящего газохода. Выше точки врезки подводящего газохода желоб устраивается по всей окружности ствола. В случае высокой скорости отводимых газов используется желоб по всей окружности у верха газоотводящего ствола с организацией отвода конденсата в систему дренажа к основанию.  

С целью предотвращения значительного выброса конденсата, скорость газа в стволе следует принимать не более 18 м/с.

12.28 Допускается применение стеклопластиковых конструкций снаружи верхней части несущего ствола трубы для защиты от омывания дымовыми газами.

12.29 Для исключения потери устойчивости цилиндрической оболочки, в том числе с проемами, при эксплуатации, а также в процессе транспортирования и монтажа, могут предусматриваться горизонтальные кольцевые и вертикальные ребра жесткости из стеклопластика.

Ребра могут быть цельными, полыми, а также заполненными различными материалами (пенопласт, полиуретан и др.).

Допускается применение стальных кольцевых ребер в случае обеспечения достаточной антикоррозионной защиты, а также температуры эксплуатации не более 60 0 С.

 Все ребра жесткости должны быть полностью прикреплены к оболочке.

Рекомендуется ширину проема в цилиндрической оболочке принимать не более 0,8R, где R- внутренний радиус оболочки.

12.30 Заводские соединения царг предусматривать в двух исполнениях: встык с наружным и внутренним бандажами ламината и встык с наружным бандажом ламината.

12.31 Монтажные соединения цилиндрических оболочек следует предусматривать, как правило, раструбными или фланцевыми. 

12.32 Проектирование опор или опорных элементов необходимо выполнять из условий отсутствия недопустимых напряжений в точках сопряжения элементов конструкций и допустимых деформаций.

12.33 Элементы конструкций стеклопластиковых труб рекомендуется проектировать в соответствии с решениями, изложенными в   EN13121[16] и в Типовом кодексе [10].

 

 

 

   13 Футеровочные системы для защиты несущих и         газоотводящих стволов  труб

 

  13.1 Общие требования

 

13.1.1 В  зависимости от температуры и агрессивности отводимых газов, наличия абразивных частиц футеровку следует выполнять из кирпича, специального бетона, керамических блоков, металлов, а также композиционных полимерных материалов.

13.1.2 Могут использоваться следующие типы футеровочных систем:

- с непосредственным нанесением на внутреннюю поверхность несущего ствола;

- с заполняемым теплоизоляционным материалом зазором между футеровкой и наружным стволом;

- с воздушным зазором между футеровкой и наружным стволом.

Футеровочные системы с воздушным зазором могут выполняться в форме внутреннего газоотводящего ствола (ВГС) с обслуживаемым и необслуживаемым межтрубным пространством, с опиранием на фундамент трубы или на наружный несущий ствол.

 

   13.2 Футеровочные системы монолитных железобетонных   труб

 

13.2.1 Проектирование футеровок в монолитных железобетонных трубах следует выполнять на основании  Инструкции [17], Типового кодекса [18], Типового кодекса [19] с учетом положений настоящего раздела.  

13.2.2 Для кирпичной футеровки труб надлежит использовать:

-кладку из глиняного обыкновенного или лекального кирпича на цементно-глиняном растворе;

-кладку из глиняного обыкновенного или лекального кирпича на кислотоупорном растворе (замазке) с устройством слезниковых поясов в местах сопряжений;

-кладку из кислотоупорного кирпича на кислотоупорном растворе (замазке) с устройством слезниковых поясов в местах сопряжений. Для футеровки из кислотоупорного кирпича на консолях допустимый температурный перепад принимается равным 80 0С.

-кладку из шамотного кирпича на цементно-шамотно-глиняном растворе.

При этом следует применять:

- кирпич глиняный обыкновенный (ГОСТ 530) марки не менее 100, водопоглощением не более 12%;

- кирпич кислотоупорный (ГОСТ 474) марки не менее 300, водопоглощением не более 10%, кислотостойкостью не менее 97%;

- шамотный кирпич (ГОСТ 390), прочностью на сжатие не менее 150 кг/см2.

Для кладки футеровки следует использовать растворы:

-цементно-глиняный или цементный раствор на портландцементе марки на сжатие не менее 100;

-кислотостойкий раствор (замазку) на калиевом жидком стекле прочностью на сжатие не менее 150 кг/см2, кислотостойкостью не менее 85 %;

-цементно-шамотно-глиняный раствор для шамотной кладки марки на сжатие не менее 50.

Кирпичную футеровку с зазором от наружной железобетонной оболочки и с опиранием на консольные выступы следует предусматривать звеньями. Высота звеньев должна быть не более 25 м при толщине в один  кирпич и не более 12,5 м при толщине  в ½ кирпича. В зоне проемов для газоходов толщину футеровки следует увеличивать до 1½- 2 кирпичей. При применении специальной фасонной шпунтовой керамики толщина футеровки может быть уменьшена. В зазоре между футеровкой и несущей оболочкой следует предусматривать тепловую изоляцию, а по внутренней поверхности железобетонного ствола - антикоррозионную защиту.

13.2.3 Для монолитных футеровок надлежит использовать полимерцементный керамзитобетон класса не ниже В12,5 для слабоагрессивной среды и полимерсиликатный керамзитобетон класса В10 для среднеагрессивной среды.

Полимерцементный керамзитобетон необходимо применять низкой проницаемости, марок: по морозостойкости F150, водонепроницаемости W6, плотности не более D1600; коэффициента теплопроводности не более

0,58 Вт/(мК).

 Защитные свойства кислотостойкого бетона по отношению к стальной арматуре следует обеспечивать введением в состав бетона ингибиторов коррозии 0,1÷0,3% (по массе) жидкого стекла: окись свинца, комплексная добавка катапина и сульфанола, фенилантранилата натрия.

В качестве мелкого заполнителя следует применять природные кварцевые пески в естественном состоянии кислотостойкостью не менее 96 %. В качестве крупного заполнителя следует применять керамзитовый гравий с насыпной плотностью 550 ÷800 кг/м3 и прочностью на сжатие в цилиндре не менее 2 МПа, а также другие кислотостойкие пористые заполнители.

          13.2.4 Температура дымовых газов, контактирующих с монолитной футеровкой не должна превышать 300 0С. Толщина футеровки принимается по расчету, но не менее 120 мм. Следует предусматривать армирование футеровки для исключения образования усадочных трещин. Устройство монолитной футеровки выполняется с применением консольных выступов на несущем железобетонном стволе с шагом не более 50 м по высоте.

13.2.5 Устройство футеровочной системы  в форме одного или нескольких внутренних газоотводящих стволов следует предусматривать из керамических блоков, железобетона, металла и полимерных материалов.

Применение ВГС из керамических блоков допускается предусматривать при эвакуации дымовых газов с температурой не выше 900 0С, без щелочных компонентов или с температурой не выше 750 0С с наличием щелочных компонентов. 

Применение железобетонных ВГС из тяжелого или легкого бетонов допускается предусматривать для слабоагрессивной среды дымовых газов с температурой не выше 200 0 С.

При проектировании металлических ВГС допускается применять углеродистые, низколегированные, коррозионностойкие, жаростойкие, плакированные стали, титан и его сплавы. Применение для ВГС углеродистой и низколегированной стали допускается при температуре его поверхности не выше 400 0 С. При температуре выше 400 0С следует использовать коррозионностойкие и жаростойкие стали. При выборе материала для ВГС необходимо учитывать уровень химической нагрузки и припуски на коррозию в соответствии

с разделом 8.

 ВГС из конструкционных полимерных материалов следует проектировать в соответствии с положениями раздела 12.

При проектировании ВГС из керамических блоков следует предусматривать их разделение по высоте на секции, передающие свой вес на оболочку трубы через промежуточные опоры (железобетонные плиты).

        13.2.6 Проектирование железобетонных ВГС следует выполнять в двух вариантах:

        - с опиранием на фундамент дымовой трубы;

        - с разделением по высоте на секции и опиранием отдельных секций на наружный несущий ствол через диафрагмы.

13.2.7 Проектирование ВГС из металла и конструкционных полимерных материалов следует предусматривать в следующих вариантах:

- самонесущий ствол с опиранием в нижней части на фундамент дымовой трубы или на ее наружный несущий ствол. При этом по высоте ствола надлежит предусматривать промежуточные горизонтальные опоры к наружному стволу для обеспечения устойчивости ВГС. Конструкции опор не должны препятствовать температурному росту ВГС. Верх наружного несущего ствола должен быть сконструирован с учетом температурного роста ВГС и предотвращения попадания атмосферных осадков в межтрубное пространство. 

- с разделением на секции по высоте, которые опираются на наружный несущий ствол через диафрагмы либо подвешиваются к ним. При этом для каждой секции ВГС необходимо предусматривать установку компенсатора. Конструкция компенсатора должна обеспечивать возможность температурного роста секции и быть газонепроницаемой. Для выполнения ремонтов компенсаторов следует предусматривать надлежащий доступ к ним на каждом уровне опирания секций ВГС. В случае применения подвесных секций ВГС конструкции крепления подвесов следует проектировать с обеспечением распределения нагрузки, а для металлических секций – также сведения до минимума «мостиков холода»;

- с подвешиванием к верху оболочки дымовой трубы. При этом следует предусматривать как минимум один компенсатор в нижней части ВГС, обеспечивающий его температурный рост вниз и исключающий перемещения ВГС в точке подключения к нему газохода. Такие компенсаторы следует проектировать на большие температурные перемещения и некоторое вращение. Компенсаторы должны обладать высоким сопротивлением коррозии, быть газонепроницаемыми, выдерживать проектные температуры и иметь доступ для осмотра и обслуживания. Конструкция верхней части ВГС должна исключать коррозионное воздействие дымовых газов на опорные узлы.

13.2.8  Ширина межтрубного пространства для обеспечения доступа к конструкциям ВГС должна составлять не менее 750 мм.

13.2.9 С целью ограничения перепада температур в материале футеровки и стенке наружного несущего ствола трубы, ограничения снижения температуры отводимых газов при их прохождении по стволу, а также соблюдения санитарных норм при выполнении обслуживания ВГС (температура в межтрубном пространстве должна быть не более 40 0С),  следует предусматривать тепловую изоляцию футеровки. Изоляционный материал должен выдерживать максимальную проектную температуру и, при необходимости, воздействие агрессивной среды дымовых газов.

Заполнение зазора между газопроницаемой футеровкой (кирпичной, из керамических блоков) и оболочкой трубы сыпучим теплоизоляционным материалом не допускается.

Могут быть рекомендованы следующие теплоизоляционные материалы:

- маты и плиты из минерального волокна по ГОСТ 9573;

- блоки из пеностекла по СТБ 1322;

- плиты известково-кремнеземистые по ГОСТ 23748;

- кирпич пенодиатомитовый и изделия диатомитовые по ГОСТ 2694;

- муллитокремнеземистый рулонный материал по ГОСТ 23619;

- муллитокремнеземистые плиты по ГОСТ 23619;

- изделия керамовермикулитовые по ТУ 21-РФ-128 и др. материалы.

13.2.10 Площади сечений ВГС следует назначать из условия минимальных скоростей дымовых газов 5 м/с внутри него и 7 м/с на выходе из устья, с учетом

 п. 4.13.

13.2.11 Дымовые трубы с газопроницаемыми футеровками следует проектировать из условия работы под разрежением.

13.2.12 Для дымовых труб с газопроницаемыми ВГС и стволами с компенсаторами необходимо обеспечить естественную вентиляцию межтрубного пространства для обеспечения удаления дымовых газов, которые могут просочиться в межтрубное пространство в результате неплановых режимов (избыточное статическое давление) или износа компенсаторов. Вентиляция обеспечивается путем устройства отверстий в оболочке несущего железобетонного ствола. При определении требуемой площади вентиляционных отверстий необходимо учитывать возможный подсос воздуха, который может проникнуть вовнутрь газопроницаемых ВГС.

Для обеспечения вентиляции межтрубного пространства по всей высоте труб с ВГС из керамических блоков необходимо в промежуточных опорных плитах его секций выполнить отверстия требуемого размера.

13.2.13 Все бетонные и стальные поверхности в межтрубном пространстве, недоступные для осмотра и обслуживания, следует покрыть химически стойким покрытием или закрыть мембраной, целостность которой подтверждается для данных условий. Также необходимо предусмотреть слив жидкости с таких горизонтальных поверхностей.

Для обслуживаемого межтрубного пространства вентиляция должна быть достаточной для обеспечения соблюдения санитарных норм по температуре воздушного зазора в случае выполнения работ на работающей трубе. Также необходимо предусмотреть пути эвакуации людей из межтрубного пространства в случае аварийного образования избыточного давления внутри газопроницаемых ВГС.

  

 

 

   13.3 Сборные железобетонные трубы

 

13.3.1 Для защиты стволов сборных труб при необходимости следует проектировать футеровочные системы.

13.3.2 Учитывая параметры бетона несущего ствола трубы, принятого при проектировании и характеристику отводимых газов, возможно не применять защиту ствола при температуре не более 250 0С.      

13.3.3 Для футеровок из штучных изделий при температуре отводимых газов выше 250 0С  применяют шамотные легковесные изделия (ГОСТ 5040), плиты шамотно-волокнистые [30], изделия керамовермикулитовые [7], изделия из пеностекла (СТБ 1322).

13.3.4 При соответствующих параметрах отводимых газов  примененяются ВГС из металла или полимерных композиционных материалов (см. раздел 13.2, 13.5).

13.3.5 Для декоративной отделки и одновременной защиты поверхности ствола от атмосферных воздействий при изготовлении царг его, как правило, следует облицовывать стекломозаичной плиткой.

 

 13.4 Кирпичные трубы

 

 13.4.1 Для защиты стволов кирпичных труб применяются различные футеровочные системы в виде футеровки из штучных керамических изделий, кислотоупорного кирпича,  торкретбетоном, а также устройством ВГС из металла или полимерных композиционных материалов (см. раздел  13.2, 13.5).

  13.4.2 Сопряжение звеньев футеровки следует проектировать с таким расчетом, чтобы вышележащее звено не мешало свободному росту футеровки нижнего. В узлах сопряжения футеровочных поясов устраивают слезниковые пояса из кислотоупорной фасонной керамики (в случае возможного образования конденсата при эксплуатации трубы), либо напуском кирпича в несколько рядов. Высота звена футеровки для гарантии устойчивости не должна превышать 12 м при толщине в 0,5 кирпича и 15 м при толщине в 1 кирпич.

  13.4.3 При температуре дымовых газов от 100 до 250 0С следует применять футеровки в форме ВГС, либо кирпичные, с учётом агрессивности среды. При этом между стволом и футеровкой из штучных материалов следует предусматривать воздушный зазор 50 мм.

  13.4.4 При температуре газов менее 100 0С и наличии агрессивной среды и влаги целесообразно применение ВГС.

  13.4.5 При температуре дымовых газов более 250 0С вместо воздушного зазора в кирпичных футеровках необходимо предусматривать слой теплоизоляции из полужестких минераловатных плит. В проекте футеровки следует предусматривать через 2-2,5 м. по высоте противоусадочные пояса, оставляя между ними и кладкой ствола зазор 10-15 мм с целью уменьшения усадки теплоизоляции.

  13.4.6 При температуре дымовых газов 500 0С и более рабочий слой кирпичной футеровки надлежит проектировать из шамотного кирпича (ГОСТ 390), изоляционный слой – из пенодиатомитового кирпича и других теплоизоляционных материалов.

 

 

 

 

 

 

 

13.5 Стальные трубы

  

         13.5.1Футеровочные системы в стальных трубах, как правило, следует предусматривать по одному из следующих вариантов:

- ВГС с обслуживаемым или необслуживаемым пространством между ним и наружной несущей оболочкой. В пределах одного несущего ствола могут размещаться несколько газоотводящих стволов, образуя многоствольную  трубу. Такие ВГС могут быть выполнены из металла или конструкционных полимерных материалов;

- монолитная бетонная футеровка, наносимая опалубочным способом или методом торкретирования на внутреннюю сторону несущей оболочки;

- химически стойкие покрытия, наносимые напылением, с помощью шпателя или кисти.

13.5.2 При проектировании  ВГС из металла и конструкционных полимеров следует учитывать требования, изложенные в пунктах 13.2.5-13.2.13.

13.5.3 При проектировании самонесущего ВГС с опиранием в нижней части на фундамент дымовой трубы или на ее наружный несущий ствол, горизонтальные опоры, обеспечивающие устойчивость ВГС, следует устанавливать как можно ближе к верху трубы. Количество промежуточных горизонтальных опор необходимо сводить к минимуму и определять на основании анализа устойчивости и динамической реакции.

13.5.4 Конструкция опор должна обеспечивать крепление внутреннего ствола к наружному, при этом не должно быть препятствия свободному температурному расширению внутреннего ствола как вертикально, так и радиально.

13.5.5 Зазор между ВГС и горизонтальной опорой следует принимать равным от 3 до 6 мм (больший зазор необходим для внутренних стволов большего диаметра).

 13.5.6 При проектировании ВГС необходимо предусматривать нагрузки, создаваемые горизонтальными опорами из-за перемещений наружной оболочки ствола.

          13.5.7 Верхняя часть трубы должна быть снабжена козырьком, для того чтобы обеспечить защиту межтрубного пространства между ВГС и несущим стволом трубы от воздействий окружающей среды. Конструкция несущего ствола трубы  в верхней части не должна препятствовать свободному перемещению ВГС.

В конструкции ВГС особое внимание следует уделить пригодности ее крепежных деталей, принимая во внимание риск образования кислотной коррозии, естественной коррозии, а также усталостных трещин, которые могут быть спровоцированы аэродинамическими колебаниями.

13.5.8 Не допускается применение ВГС из углеродистой стали для эксплуатации в условиях высокой химической нагрузки (см. таблицу 3) при низких температурах. При проектировании ВГС из полимерного материала следует руководствоваться положениями раздела 12. В условиях низкой или средней химической нагрузки возможно использование допустимых значений внутренней коррозии, приведенных в таблице 6. В условиях высокой химической нагрузки допускается использование ВГС из сплавов с высоким содержанием никеля, титана, других стойких металлов или использовать плакированные стали с защитным покрытием из вышеперечисленных материалов.

Минимальная толщина стенки газоотводящего ствола составлять не менее

3 ммдля углеродистой стали и 1,5 мм для нержавеющей стали без учета припуска на коррозию. 

13.5.9 Монолитная футеровка из легкого бетона должна иметь минимальную объемную плотность, равную 1000 кг/м3 в сухом состоянии.

Конструкция футеровки должна состоять из одного слоя при отсутствии пароизоляции. Футеровки допускается отлить по внутренней стороне несущей оболочки или нанести методом торкретирования. Способы смешивания и необходимое количество воды должны соответствовать инструкциям производителей.

Толщина футеровки не должна быть менее 50 мм. При толщине от 50 мм до 65 мм футеровки армируются электросварной проволочной сеткой. Размер ячейки проволочной сетки должен быть равен 50х50 мм с проволокой минимального диаметра 2 мм или 100х100 мм с минимальным диаметром проволоки 3 мм.

Сетка располагается на расстоянии 20 мм от поверхности стальной оболочки и крепится к оболочке с помощью стальных шпилек, приваренных с интервалом 450 мм.

Футеровки толщиной более 65 мм должны наноситься по V-образным стальным анкерам, которые привариваются к оболочке в произвольном порядке с минимальным количеством 16 шт. на 1 м2.

13.5.10 Проект трубы с футеровкой из бетона или керамических изделий, должен иметь график сушки и вывода на рабочий режим эксплуатации.

13.5.11 Необходимо предусмотреть установку в верхней части бетонной футеровки устойчивый к коррозии металлический колпак с целью ее защиты от воздействия окружающей среды.

13.5.12 При выборе внутреннего химически стойкого покрытия необходимо учитывать максимальную температуру, которой оно будет подвергаться как в мокром, так и в сухом состоянии. Применению подлежат только те покрытия, которые способны сохранять свои защитные свойства в условиях высоких температур на протяжении всего срока эксплуатации дымовой трубы. Кроме того, свойства расширения выбранного в качестве покрытия материала должны быть совместимыми со свойствами расширения оболочки в пределах соответствующего диапазона температур.

13.5.13 Проектирование химстойких покрытий из пластика и стеклопластика допускается в случае максимальной температуры на их поверхности не более

80 °С для эпоксидных смол и не более 60 °С для полиэфирных смол. Необходимо обеспечить плотную адгезию таких покрытий к внутренней стороне оболочки дымовой трубы в целях предотвращения образования трещин или сколов на поверхности. Работа в условиях избыточного статического давления дымовых газов не допускается.

13.5.14 Для ВГС, как правило, следует предусматривать тепловую изоляцию. Конструкция изоляции должна позволять поддерживать температуру поверхности, с которой соприкасаются отходящие газы при заданных условиях эксплуатации, выше температуры точки росы. При этом нарушение указанного требования не должно быть более 25 часов в год (см. таблицу 3).

13.5.15 Следует принимать расчетное значение температуры кислотной точки росы как теоретическое значение, вычисленное с учетом содержания серы и избыточного воздуха для горения, увеличенное на 10 ºС. Если для определения теоретической температуры кислотной точки росы отработанного газа недостаточно данных, допускается принять следующие значения минимальной температуры металла, с которым соприкасаются отходящие газы:

         - 175 0С, если горючее вещество представляет собой нефть и/или газ с массовой концентрацией серы более 0,5%;

- 135 0С, если горючее вещество представляет собой уголь с массовой концентрацией серы более 0,5%;

- 100 0С, если массовая концентрация серы в горючем менее 0,5%.

13.5.16 Для исключения вероятности образования коррозии в охлажденных участках элементах конструкций вследствие образования «мостиков холода» необходимо:

- предотвратить возможный подсос воздуха посредством плотной герметизации фланцевых соединений, смотровых и очистных люков, компенсаторов и проемов для установки измерительных приборов. Применяемые герметизирующие материалы должны характеризоваться долгосрочной эффективностью при заданной температуре эксплуатации;

- исключить прямой контакт ВГС с несущим стволом трубы.

13.5.17 Допускается предусматривать заполнение пространства между несущим стволом и ВГС минеральной ватой, вспученными минералами или другим  изоляционным материалом.

        13.5.18 В случае применения в качестве изоляционного материала  вспученных минералов, необходимо обеспечить отсутствие пустот или проемов, через которые может произойти утечка материала. Необходимо определить место для отводного канала в самой нижней точке зоны с засыпным материалом, для того чтобы обеспечить возможность его извлечения, если возникнет необходимость осуществить доступ к внутреннему пространству трубы.

На наружную сторону дымовой трубы необходимо поместить таблички, предупреждающие, что труба заполнена засыпной теплоизоляцией.

13.5.19 При использовании засыпной изоляции на основе вспученного перлита или вермикулита, в проекте трубы следует указать на необходимость восполнения образовавшихся пустот в межтрубном пространстве вследствие уменьшения объема материалов до 10% за период времени от 6 месяцев до года. В отдельных случаях, по истечении еще одного года эксплуатации, может потребоваться повторное восполнение засыпного материала.

Допускается проектирование труб с засыпной изоляцией из керамзита одной фракции с виброуплотнением и готовых заводских секций (царг) без последующего восполнения теплоизоляции.

 

 

 

14 Молниезащита, светофорные площадки и ходовые лестницы

 

14.1 Проектирование металлических конструкций, устанавливаемых на стволах кирпичных труб (светофорных площадок, ходовых лестниц, скоб, ограждений, колпаков и т.д.) следует выполнять по серии 3.907.2-12 [8].

14.2 Расчет металлоконструкций площадок, балконов, лестниц, расположенных на наружной поверхности трубы, следует выполнять в соответствии с требованиями действующего свода правил на стальные конструкции. При этом, полезную нормативную нагрузку на площадки и балконы следует принимать 3,0 кН/м2 (300 кгс/м2), коэффициенты перегрузки: для собственного веса 1,1; для полезной нагрузки 1,4; для временной нагрузки 1,2.

14.3 Светофорную площадку сборных железобетонных труб следует проектировать сборной на болтах. Для ее монтажа  следует предусматривать опорные стальные пластины, которые устанавливаются в стыке верхней и предпоследней царг, пропуская шпильку крепления через тело опорной пластины.

14.4 Площадки для обслуживания и светофорные площадки должны быть организованы, при необходимости, на соответствующих уровнях для обеспечения доступа к пунктам отбора проб, измерительным приборам, заградительным огням и т.п. Площадки должны быть надежно прикреплены к оболочке трубы и иметь минимальную ширину 825 мм. Площадки должны иметь ограждения высотой

1,1 мс промежуточной перекладиной и нижней отбортовочной планкой высотой не менее 100 мм.

14.5 Для подъема на трубы следует предусматривать ходовые лестницы. Лестницы должны быть постоянно закрепленными на оболочке трубы и выполняются, как правило, вертикальными с дуговым защитным ограждением, в виде непрерывной линии с промежуточными площадками для обслуживания или отдыха по мере необходимости.

14.6 Ступени на лестнице должны быть равномерно распределены по всей длине, с расстоянием между центрами – от 225 мм до 300 мм. Ступени следует изготавливать из круглого стержня диаметром не менее 20 мм.

14.7 Дуговое ограждение у вертикальных лестниц должно выполняться, начиная с высоты 3 м от уровня земли. Дуги должны располагаться на расстоянии не более 0,8 м одна от другой и соединяться не менее чем тремя продольными полосами. Расстояние от лестницы до дуги должно быть не менее 0,7 м и не более 0,8 м при радиусе дуги 0,35-0,4 м.

14.8 Альтернативой лестнице с дуговым ограждением является открытая лестница со специальной системой безопасности.

14.9 Лестницы высотой более 10 м должны быть оборудованы площадками для отдыха не реже, чем через каждые 10 м по высоте. 

14.10 Молниезащиту трубы следует проектировать в соответствии с требованиями Указаний по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений и ГОСТ Р МЭК 62305.

14.11 На кирпичных дымовых трубах устанавливаются металлические конструкции стяжных колец, площадок, лестниц, молниезащиты и т.п. Эти конструкции рекомендуется принимать по типовой документации № 3.907.2-12 [31].

                                                

                                                   Приложение А

( рекомендуемое)

                                  Принципиальные схемы стальных труб

                             I                                                                          II                                                                 

 

I- самонесущая многоствольная  труба;

II- самонесущая  труба с футеровкой и необслуживаемым зазором (труба с двойной стенкой).

 

Рисунок А-1 Самонесущие стальные трубы

                       

                 III                                                                            IV

III- самонесущая  труба;

IV- самонесущая  труба с футеровкой и обслуживаемым

 зазором (труба в трубе).

Рисунок А-2 Самонесущие стальные трубы

               V                                               VI                                      VII

 

 

V-  труба с оттяжками;

VI- многоствольная  труба с поддерживающим каркасом и горизонтальными связями;

VII-  труба с горизонтальными кронштейнами.

 

 

Рисунок А-3 Трубы с оттяжками, поддерживающим каркасом и горизонтальными связями, с горизонтальными кронштейнами

 

 

 

                

                           VIII                                          IX                                              X

       

 VIII- трехствольная  труба с горизонтальными связями и центральной поддерживающей  опорой;                         

IX- двуствольная  труба с горизонтальными связями;

X- трехствольная  труба с горизонтальными связями.

 

Рисунок А-4 Трубы с поперечными связями

 

 

                         Пояснения к рисункам А-1 – А-4

 

          Бортик(2) – элемент, прикрепленный к крыше, плоскости крыш или покрывающему колпаку с целью ограничить проникновение дождевой воды.

Внутренний газоотводящий ствол (ВГС) (3) – замкнутая оболочка, имеющая функциональное назначение футеровки и устанавливаемая внутри наружной несущей оболочки.

Входной патрубок (4) – короткий патрубок, прикрепленный к оболочке или опорной плите дымовой трубы для впуска дымовых газов.

Гаситель колебаний (демпфер) (5).

Горизонтальная связь(6) – элемент, обеспечивающий прочность на разрыв и сжатие при боковом смещении дымовой трубы.

Дождевой колпак(7) – конусообразная или плоская крышка, устанавливаемая для предотвращения попадания атмосферной влаги внутрь трубы. 

Дренажная труба(8) – труба, служащая для отвода конденсата.

Дуговое ограждение(9) – горизонтальные дуги, формирующие клетку вокруг вертикальной лестницы.

Интерцепторы(10).

Козырек(11) – элемент, перекрывающий зазор между наружной оболочкой трубы и внутренним газоотводящим стволом или перекрывающий зазор между внутренними газоотводящими стволами и выходными отверстиями в покрывающем колпаке и препятствующий попаданию в зазоры атмосферной влаги.

Кольцевое ребро жесткости(12) – горизонтальный элемент, препятствующий появлению овализации и сохраняющий окружность оболочки дымовой трубы при транспортировке и сборке.

Конфузор (13).

Кровельная плита(14) – лист вокруг дымовой трубы, где она проходит через крышу здания.

Люк для очистки(15).

Наклонное перекрытие(16) – наклонный или конический лист перекрытия, оснащенный дренажными устройствами для отвода конденсата.

Оболочка конструкции (17) –основной наружный элемент кольцевого сечения, за исключением ребер жесткости или фланцев.

Образец-свидетель(18). 

Опорная конструкция газоотводящего ствола(20).

Опорная плита(21) – Горизонтальная плита, прикрепленная к основанию дымовой трубы.

Горизонтальный кронштейн (22) – конструкция, обеспечивающая передачу горизонтальных нагрузок на поддерживающую конструкцию при боковом смещении трубы и не препятствующая его температурному росту.

Оттяжка(23).

Перекрытие (24) – сплошной лист, установленный под вводом газохода в трубу для предотвращения попадания отходящих газов в ее нижнюю часть.

Плита траверсы(25) – горизонтальная стальная плита, приваренная к оболочке и предназначенная для передачи нагрузок на анкерные болты.

Покрывающий колпак(26) – наклонный или выпуклый лист, прикрепленный к верху трубы, покрывающий пространство между несущей оболочкой и внутренними газоотводящими стволами.

Промежуточный конус (27)конструктивное исполнение средней части трубы в виде усеченного конуса.

Разделительная стенка(28).

Светофорная площадка(29).

Секция крепления оттяжек (30)стальная секция с приспособлениями для крепления оттяжек, закрепленная по периметру трубы.

Смотровой люк(31) – люк, предназначенный для доступа внутрь дымовой трубы с целью ее обслуживания.

Соединительный фланец(32) – стальное кольцо, прикрепленное к концу оболочки одной части трубы для соединения с другой частью.

Траверса(33) – конструкция, состоящая из набора вертикальных ребер, приваренных к оболочке дымовой трубы и к опорной плите, поддерживающая плиту траверсы, через которую проходят анкерные болты.

Горизонтальная опора (34).

                                            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                             Приложение Б

                                                         (справочное)

 

            Перечень существующих проектов сборных железобетонных труб

 

- № 907-2-229 «Труба дымовая сборная железобетонная Н - 30 м, d0 -1,2 м с надземным примыканием газоходов».

- № 907-2-230 «Труба дымовая сборная железобетонная Н - 30 м, d0 - 1,2 м с надземным примыканием газоходов».

- № 907-2-231 «Труба дымовая сборная железобетонная Н - 30 м, d0 - 1,2 м с подземным примыканием газоходов».

- № 907-2-233 «Труба дымовая сборная железобетонная Н - 30 м, d0 - 1,5 м с надземным примыканием газоходов».

- № 907-2-234 «Труба дымовая сборная железобетонная Н - 30 м, d0 - 1,5 м с подземным примыканием газоходов».

- № 907-2-235 «Труба дымовая сборная железобетонная Н - 30 м, d0 - 1,5 м с надземным примыканием газоходов».

- № 907-2-236 «Труба дымовая сборная железобетонная Н - 45 м, d0 - 1,5 м с надземным примыканием газоходов».

- № 907-2-232 «Труба дымовая сборная железобетонная Н - 45 м,d0 - 1,5 м с надземным примыканием газоходов».

- № 907-2-237 «Труба дымовая сборная железобетонная Н - 45 м, d0 - 1,5 м с подземным примыканием газоходов».

- № 907-2-254.85 «Труба дымовая сборная железобетонная Н - 45 м, d0 - 2,1 м с подземным примыканием газоходов».

- № 907-2-255.85 «Труба дымовая сборная железобетонная Н - 45 м, d0 - 2,1 м с наземным примыканием газоходов».

- № 907-2-256.85 «Труба дымовая сборная железобетонная Н - 45 м, d0 - 2,1 м с надземным примыканием газоходов».

- № 58709  «Труба дымовая сборная железобетонная Н - 60 м, d0 - 2,1 м с надземным примыканием газоходов».

- № 58710  «Труба дымовая сборная железобетонная Н - 60 м, d0 - 2,1 м с наземными газоходами».

- № 58711  «Труба дымовая сборная железобетонная Н - 60 м, d0 - 2,1 м с подземными газоходами».

- № 3.907.1-11 «Изделия для сборных железобетонных дымовых труб»

                                            

 

 

 

 

 Библиография

[1]  Гражданский кодекс Российской Федерации

[2] Градостроительный кодекс Российской Федерации

[3] Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений

[4] Руководство РЭГА РФ -

Руководство по эксплуатации гражданских аэродромов (Приказ Федеральной аэронавигационной службы от 28.11.2007 № 119)

[5] Технический регламент

Технический регламент о безопасности     зданий и

 сооружений ФЗ №384 от 30 декабря 2009 года

[6]  Ведомственные   строительные нормы ВСН 286-90

Указания по расчёту железобетонных дымовых труб (Минмонтажспецстрой СССР, 1990)

[7]  Технические условия                    ТУ 21-РФ-129-88

Изделия керамовермикулитовые (КВИ-650)

[8] Справочник                             

Полимерные материалы для строительства.                   

Новиков В.У. - М.: Высшая школа, 1995

[9] Серия 3-907.2-12

Типовые унифицированные конструктивные элементы кирпичных дымовых труб Новокузнецкое отделение ВНИПИ Теплопроект

[10] Типовой кодекc             

CICIND. Типовой кодекс для внутренних газоотводящих

[11] Руководство                

Руководство по проектированию, расчету и методам контроля газоходов и ванн из бипластмасс, –М.: ЦБНТИ,   1979

[12] Руководство     ASTM D 5364                 

Руководство по проектированию, изготовлению и монтажу внутренних газоотводящих стволов из стеклопластика для установок, работающих на угле.

[13] Дымовые трубы                   

Дымовые трубы – А.М.Ельшин, М.Н.Ижорин, В.С.Жолудов, Е.Г.Овчаренко; под редакцией С.В.Сатьянова. – М.: Стройиздат, 2001

[14] Рекомендации        

Рекомендации по проходке шурфов в песчаных и

по проходке   глинистых грунтах при производстве инженерно-геологических изысканий для строительства». - М.: Издательство литературы по строительству, 1971

[15] Типовой            CICIND

«Типовой кодекс для бетонных дымовых труб. Часть А: кодекс Оболочка». Второе издание,  2001

[16] Комментарии        

«Комментарии к типовому кодексу для бетонных дымовых труб. Часть А: Оболочка» Второе издание, 2001

[17] Инструкция         

«Инструкция по проектированию железобетонных дымовых труб, 1979

[18]Типовой        

      CICIND

«Типовой кодекс для бетонных дымовых труб. Часть  Б: кодекс Кирпичная футеровка». Второе издание, 2001

[19]Типовой        

      CICIND

«Типовой кодекс для бетонных дымовых труб. Часть С: кодекс Стальные газоотводящие стволы». Второе издание, 2001

[20]Типовые

       нормы   CICIND

«Типовые нормы и правила для стальных труб», вторая редакция, сентябрь 2010

[21]Комментарии и предложения

CICIND «Комментарии и приложения к типовым нормам и  правилам для стальных труб», вторая

редакция, сентябрь 2010

[22]Стандарт

       DIN 28043                                        

Оборудование и баки из армированной стекловолокном полиэфирной смолы. Примеры конструирования.

[23] Стандарт

        EN 13121                         

Стеклопластиковые баки и резервуары наземные

[24] Стандарт                              EN 1994-1-4

Еврокод 1. Воздействия на конструкции.

Часть 1 – 4. Общие воздействия. Ветровые воздействия

[25] Стандарт        

       EN 1991-1-5

Еврокод 1. Воздействия на конструкции. Часть 1–5. Общие воздействия. Температурные воздействия

[26] Стандарт      

        EN 1991-3-2

Еврокод 3. Проектирование стальных конструкций. Часть 3–2. Башни, мачты и дымовые трубы. Дымовые трубы

[27] Стандарт       

        EN 13084-1

Трубы дымовые свободностоящие. Часть 1. Общие требования

[28] Стандарт        

        EN 13084-6

Трубы дымовые свободностоящие. Часть 6. Стальные внутренние трубы. Проектирование и монтаж

[29] Стандарт       

       EN 13084-07

Трубы дымовые свободностоящие. Часть 7. Стальные цилиндрические элементы, применяемые в одностенных стальных дымоходах и стальных внутренних трубах. Технические условия на продукцию

[30] Технические                       условия

         ТУ5762-002-01402195-2008

Плиты шамотно-волокнистые термообработанные

[31] Типовая документация № 3.907.2-12

«Типовые унифицированные конструктивные элементы кирпичных дымовых труб высотой 30…120 м, диаметром 1,2  …  8,4 м».  Выпуск 1 «Конструктивные элементы, узлы и детали».

 

 

 

 

Вид работ по приказу Минрегион России от 30 декабря 2009 года № 624 Раздел II: 1 – 1.1, 2, 3, 5.6, 9.

Ключевые слова: стандарт организации, промышленные дымовые и вентиляционные трубы (кирпичные, железобетонные монолитные и сборные, стальные, трубы из композиционных полимерных материалов), футеровочные системы, проектирование         

УСЛУГИ