ЦЕНТРАЛЬНЫЙ
ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ им. МЕЛЬНИКОВА
(ЦНИИпроектстальконструкция им. МЕЛЬНИКОВА) ГОССТРОЯ СССР
ПОСОБИЕ
по контролю состояния строительных металлических конструкций зданий и сооружений в агрессивных средах, проведению обследований и проектированию восстановления защиты конструкций от коррозии (к СНиП 2.03.11 — 85)
Утверждено приказом ЦНИИпроектстальконструкции им. Мельникова № 236 от 30 июня 1987 г.
Рекомендовано к изданию Научно-техническим советом ЦНИИпроектстальконструкции им. Мельникова Госстроя СССР.
Изложены сведения о видах коррозионных повреждений металлических строительных конструкций и их локализации, даны рекомендации по обеспечению нормальной эксплуатации металлоконструкций, организации работ по контролю их состояния и структуре антикоррозионных служб, а также дополнительные требования к организации обследования конструкций в агрессивных средах и технике безопасности при производстве работ.
Для инженерно-технических работников научно-исследовательских и проектных организаций, специалистов, занимающихся эксплуатацией и обследованиями металлических конструкций зданий и сооружений, а также для работников органов государственного надзора.
Разработано ЦНИИпроектстальконструкцией им Мельникова (д-р техн. наук А. И. Голубев, кандидаты техн. наук А. М. Шляфирнер, И. В. Левитанский, В. И. Кудишин) при участии МИСИ им. Куйбышева (канд. техн. наук А. С. Коряков), МакИСИ (кандидаты техн. наук Е. В. Горохов, В. П. Королев), ЯГУ (канд. техн. наук В. В. Филиппов). При разработке Пособия использованы материалы УкрНИИпроектстальконструкции, Харьковского Промстройниипроекта, Липецкого отдела ЦНИИпроектлегконструкции им. Мельникова.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Пособие является составной частью системы нормативных и руководящих документов по правилам проведения технической эксплуатации металлических конструкций производственных и общественных зданий и сооружений, планово-предупредительных, текущих и капитальных ремонтов, обследований, оценки технического состояния, проектирования усиления и других работ, связанных с ремонтом, восстановлением и реконструкцией строительных стальных и алюминиевых конструкций. Пособие регламентирует порядок проведения мероприятий по организации надзора за состоянием строительных металлических конструкций зданий и сооружений и содержит указания, относящиеся, как правило, к конструкциям, подвергающимся воздействию среднеагрессивных и сильноагрессивных сред.
1.2. Пособие разработано в развитие раздела «Металлические конструкции» СНиП 2.03.11 — 85 «Защита строительных конструкций от коррозии» с учетом основных положений разд. 20 СНиП II-23-81* «Стальные конструкции», методического материала СЭВ МС-7 «Защита от коррозии в строительстве. Правила диагностики состояния конструкций при эксплуатации», государственных стандартов «Единой системы защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС)», типовых положений об антикоррозионных службах, союзной республики и министерства (ведомства).
1.3. При проведении работ, регламентируемых настоящим пособием, необходимо руководствоваться также следующими документами:
Положением о планово-предупредительном ремонте производственных зданий и сооружений (М.: Стройиздат. 1973);
Рекомендациями по эксплуатации строительных конструкций производственных зданий промышленных предприятий (М.: Стройиздат, 1981);
отраслевой научно-технической и инструктивной документацией по технической эксплуатации и ремонтам производственных зданий и сооружений, согласованной с Госстроем СССР.
1.4. Рекомендации Пособия распространяются на конструкции:
сохраняемые (с усилением или без него) в составе конструкций здания или сооружения, в том числе после его реконструкции или перестройки;
подвергшиеся коррозионному поражению в процессе длительного транспортирования, хранения и строительно-монтажных работ (до ввода конструкций в эксплуатацию) — при нарушении условий содержания конструкций и необходимости создания условий для их дальнейшей нормальной эксплуатации.
1.5. Рекомендации Пособия регламентируют работы, проведение которых обеспечивает нормальную эксплуатацию конструкций и которые выполняют с привлечением специализированных служб и организаций:
контроль за соответствием мероприятий по защите конструкций от коррозии проектным решениям и за своевременностью (не позднее, чем через 6 мес. после изготовления конструкций) нанесения всей системы лакокрасочного покрытия на новые конструкции, поступившие с завода-изготовителя в огрунтованном состоянии, при соблюдении всех требований СНиП 2.03.11 — 85;
периодический контроль условий эксплуатации конструкций, состояния конструкций и защитных покрытий для уточнения сроков текущих ремонтов;
регулярное восстановление защитных покрытий в процессе проведения текущих ремонтов;
предварительную оценку технического состояния конструкций, защитных покрытий и оборудования для электрохимической защиты перед капитальными ремонтами, реконструкцией и другими работами, которые не могут быть в полном объеме осуществлены собственными службами предприятий;
специальные обследования состояния конструкций и защитных покрытий при участии специалистов по защите конструкций от коррозии с разработкой проекта защиты от коррозии и проекта производства противокоррозионных работ;
капитальные ремонты защитных покрытий и оборудования для электрохимической защиты конструкций, сохраняемых при реконструкции без усиления; выполнение всей системы мероприятий по защите от коррозии конструкций после их усиления.
1.6. Пособие предназначается для использования следующими службами:
антикоррозионными службами (АКС) предприятий, министерств и ведомств;
отделами капитального строительства и службами технической эксплуатации зданий и сооружений;
подразделениями специализированных организаций, проводящих обследования стальных и алюминиевых конструкций, разрабатывающих рекомендации и проекты восстановления и реконструкции зданий и сооружений, включая защиту конструкций от коррозии;
организациями, выполняющими противокоррозионную защиту строительных металлоконструкций при ремонтах, восстановлении и реконструкция зданий и сооружений;
надзорными органами Госстандарта СССР, Госпроматомнадзора СССР и Госстроя СССР, исполкомов местных советов (Государственным архитектурно-строительным контролем (ГАСК) и других ведомств.
1.7. Работы, предусматриваемые настоящим Пособием, проводятся конкретными службами, организациями и ведомствами:
периодический контроль за состоянием противокоррозионной защиты конструкций — службами эксплуатации зданий и сооружений совместно со специалистами АКС предприятия в процессе осуществления мероприятий по технической эксплуатации зданий и сооружений;
предварительная оценка технического состояния конструкций и средств противокоррозионной защиты — службами предприятия с привлечением отдельных специалистов по защите конструкций от коррозии и по проектированию конструкций для рассмотрения вопроса о целесообразности проведения обследований;
обследование конструкций и оценка их технического состояния с учетом как коррозионных поражений, так и отклонений, дефектов и повреждений другого рода, — специализированными организациями по обоснованной заявке предприятия.
Надзор за состоянием конструкций и за качеством обследований состояния конструкций в агрессивных средах осуществляется также территориальными органами Госпроматомнадзора СССР, а за соответствием качества противокоррозионных работ требованиям ГОСТ и СНиП — органами Госстандарта СССР.
2. ВИДЫ КОРРОЗИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
2.1. При оценке технического состояния конструкций, пораженных коррозией, прежде всего необходимо определить вид коррозии. Это дает возможность, во-первых, сузить интервал поисков основных причин коррозионного повреждения конструкций, во-вторых, более точно определить влияние коррозионных повреждений на несущую способность элементов конструкций, в-третьих, разработать наиболее обоснованные мероприятия по восстановлению несущей способности и защите конструкций от коррозии. Ниже описаны основные виды коррозии стальных и алюминиевых строительных конструкций с характерными признаками, по которым устанавливают виды коррозии на стадии предварительной оценки технического состояния конструкций.
2.2. Сплошная коррозия характерна для стали, алюминия, цинковых и алюминиевых защитных покрытий в любых средах, в которых коррозионная стойкость данного материала или металла покрытия недостаточно высока. Этот вид коррозии характеризуется относительно равномерным по всей поверхности постепенным проникновением в глубь металла, т. е. уменьшением толщины сечения элемента или толщины защитного металлического покрытия. При коррозии в нейтральных, слабощелочных и слабокислых средах элементы конструкций покрываются видимым слоем продуктов коррозии, после механического удаления которого до чистого металла поверхность конструкций оказывается шероховатой, но без очевидных язв, точек коррозии и трещин; при коррозии в кислых (а для цинка и алюминия и в щелочных) средах видимый слой продуктов коррозии может не образоваться. Наиболее подверженными этому виду коррозии участками, как правило, являются узкие щели, зазоры, поверхности под головками болтов, гайками, другие участки скопления пыли, влаги по той причине, что на этих участках фактическая продолжительность коррозии больше, чем на открытых поверхностях.
2.3. Коррозия пятнами характерна для алюминия, алюминиевых и цинковых покрытий в средах, в которых их коррозионная стойкость близка к оптимальной, и лишь случайные факторы могут вызвать местное нарушение состояния устойчивости материала. Этот вид коррозии характеризуется небольшой глубиной проникновения коррозии по сравнению с поперечными (в поверхности) размерами коррозионных поражений. Пораженные участки покрываются продуктами коррозии как и при сплошной коррозии. При выявлении этого вида коррозии необходимо установить причины и источники временных местных повышений агрессивности среды за счет попадания на поверхность конструкции жидких сред (конденсата, атмосферной влаги при протечках и т. п.), локального накопления или отложения солей, пыли и т. д.
2.4. Язвенная коррозия характерна в основном для углеродистой и низкоуглеродистой стали (в меньшей степени — для алюминия, алюминиевых и цинковых покрытий) при эксплуатации конструкций в жидких средах и грунтах. Язвенная коррозия низколегированной стали в атмосферных условиях чаще всего связана с неблагоприятной структурой металла, т. е. с повышенным количеством неметаллических включений, в первую очередь сульфидов с высоким содержанием марганца. Язвенная коррозия характеризуется появлением на поверхности конструкции отдельных или множественных повреждений, глубина и поперечные размеры которых (от долей миллиметра до нескольких миллиметров) соизмеримы. Язвенная коррозия обычно сопровождается, образованием толстых слоев продуктов коррозии, покрывающих всю поверхность металла или значительные ее участки вокруг отдельных крупных язв (характерно для коррозии незащищенных стальных конструкций в грунтах). Язвенная коррозия листовых конструкций, а также элементов конструкций из тонкостенных труб и прямоугольных элементов замкнутого сечения со временем переходит в сквозную с образованием отверстий в стенках толщиной до нескольких миллиметров. Язвы являются острыми концентраторами напряжений и могут оказаться инициаторами зарождения усталостных трещин и хрупких разрушений. Для оценки скорости язвенной коррозии и прогнозирования ее развития в последующий период определяют средние скорости проникновения коррозии в наиболее глубоких язвах и количество язв на единицу поверхности. Эти данные в дальнейшем следует использовать при расчете несущей способности элементов конструкций.
2.5. Точечная (питтинговая) коррозия характерна для алюминиевых сплавов, в том числе анодированных, и нержавеющей стали. Низколегированная сталь подвергается коррозии этого вида крайне редко. Практически обязательным условием развития питтинговой коррозии является воздействие хлоридов, которые могут попадать на поверхность конструкций на любой стадии, начиная от металлургического производства (травление проката) до эксплуатации (в виде солей, аэрозолей, пыли). При обнаружении питтинговой коррозии необходимо выявить источники хлоридов и возможности исключения их воздействия на металл.
Питтинговая коррозия представляет собой разрушение в виде отдельных мелких (не более 1 — 2 мм в диаметре) и глубоких (глубина больше поперечных размеров) язвочек. О скорости проникновения коррозии судят по тем же характеристикам, что и при язвенной коррозии. Глубину наиболее крупных питтингов можно измерить индикаторами часового типа со щупами в виде тонких прочных иголок, менее крупных питтингов — под оптическим микроскопом после отбора проб для лабораторного анализа.
2.6. Межкристаллитная коррозия характерна для нержавеющей стали и упрочненных алюминиевых сплавов, особенно на участках сварки, и характеризуется относительно равномерным распределением множественных трещин на больших участках поверхности конструкций. Глубина трещин, обычно меньше, чем их размеры на поверхности. На каждом участке развития, этого вида коррозии трещины практически одновременно зарождаются от многих источников, связь которых с внутренними или рабочими напряжениями, не является обязательной. Под оптическим микроскопом на поперечных шлифах, изготавливаемых из отобранных проб, видно, что трещины распространяются только по границам зерен металла. Отдельные зерна и блоки могут выкрошиваться, в результате чего образуются язвы и поверхностное шелушение. Основной характеристикой межкристаллитной коррозии является средняя скорость проникновения коррозионных трещин в глубь металла, устанавливаемая в соответствии с ГОСТ 9.021 — 74* и ГОСТ 6032 — 84*.
