工业建筑防腐蚀设计规范.doc
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1、. .?工业建筑防腐蚀设计规X?GB/T 50046-95条文说明日期:2006-2-6 16:46:42 sally出处:点击:1239点数:0修订说明: 本规X是根据国家计委计综合1991290号文及建立部91建标计字第10号文的要求,由化学工业部负责主编,具体由中国寰环化学工程公司会同有关设计、科研共9个单位对原国家标准?工业建筑防腐蚀设计规X?GBJ46-82共同修订而成,经建立部1995年7月3日以建标1995390号文批准,并会同国家技术监视局联合发布。 这次修订的主要内容有:以定量和定性相结合的方法进展腐蚀性分级;以提高耐久性的方法进展构造设计;增加了地基、桩基、污水处理池、排气
2、筒和室外管架的防护内容,并增删了某些防腐蚀材料。在本规X的修订过程中,规X修订组进展了广泛的调查研究,认真总结了我国各工业部门建筑防腐蚀的实践经历,同时参考了有关国家标准和国外先进标准,针对主要技术问题开展了科学研究与试验验证工作,并广泛地征求了全国有关单位的意见,最后由我部会同有关审查定稿。 本规X在执行过程中,如发现需要修改和补充之处,请将意见和有关资料寄送中国寰球化学工程公司?工业建筑防腐蚀设计规X?国家标准管理组地址:和平街北口9824信箱, :100029,并抄送化学工业部建立协调司,以便今后修订时参考。 1 总那么 1.1 工业建筑物或构筑物在腐蚀性介质作用下检修频繁,往往达不到其
3、应用的耐久年限。制定本规X的目的,是从设计角度对建筑、构造从布置、选型直至外表防护等采取一系列合理有效的措施,着重保证主体构造的耐久性,从而确保建筑构造应有的使用寿命。 1.2 腐蚀的X围很广,介质种类也多而复杂。本规X针对工业生产所形成的常见介质对建筑构造的腐蚀,但不包括杂散电流的腐蚀、农业生产或自然环境介质的腐蚀。限于条件,有些常见介质如带腐蚀性的油尚未列入。 1.3 预防措施是防止建筑构造腐蚀首要而最有效的手段。预防主要指工艺、设备的密闭和无泄漏,生产设备的合理布置和有组织的回收或排放等减轻对建筑、构造腐蚀的一切有利措施。 建筑防腐蚀设计考虑因素比拟多,除了介质的种类、作用量、温度、环境
4、条件等因素外,还要预估生产以后的管理水平和维修条件等,而且应和工艺、设备、通风、排水等专业一起采取综合措施,才能取得较好效果。由于构配件的表在防腐比一般装修昂贵得多,因此,对重要构件和次要构件需区别对待,重要构件和维修困难的部位应采用耐久性较高的保护措施。 1.4 本规X与现行的国家标准?国家防腐蚀施工及验收规X?配套使用。与其他建筑构造规X配合使用时,凡处于腐蚀条件下,应遵守本规X的设计规定。 3 根本规定 3.1 腐蚀性分级 3.1.1 腐蚀性介质按其形态和作用部位分为五大类:气态介质、腐蚀性大、酸碱盐溶液、固态介质和污染土。各种介质再按其性质、含量划分类别。凡规X中列入的介质,由设计人员
5、根据介质的性质和含量等情况按相近的介质确定类别。 设计时应根据生产工艺条件确定腐蚀性质的类别,如因经历或条件缺乏时,也可按附录A确定。附录A列举了各行业有腐蚀性生产厂房中主要的建、构筑物部位以及室外大气的腐蚀性介质类别。但由于生产工艺的不断更新,管理水平的差异,可能导致腐蚀的介质浓度以及泄漏程度等会有所变化,因此腐蚀类别还应根据实际条件确定。 3.1.2 介质对建筑材料的腐蚀性等级根据介质的类别,结合环境湿度、作用量大小等因素确定,分为:强、中、弱、无四级。一般从概念上可理解为:在强腐蚀条件下,材料腐蚀速度较快,构配件必须采取外表隔离性防护,防止介质与构配件直接接触;在此条件下,如有可能,宜改
6、用其他腐蚀性小的材料。在中等腐蚀条件下,材料有一定的腐蚀,有时可采用提高构件自身质量如混凝土提高密实性,钢筋加厚混凝土保护层,砖砌体提高砖和砂浆标号等,或采用简单的外表防护。在弱腐蚀条件下,材料腐蚀较慢,但还需采取一些措施;一般采用提高自身质量即可。无腐蚀条件进,材料腐蚀很缓慢或无明显腐蚀痕迹,构配件可以不采取本规X所规定的防护措施。 腐蚀性等级主要偏重于工程实际,除化学腐蚀外,还结合作用部位可能出现的干湿交替、结晶腐蚀等不利因素综合确定。 建筑材料是取建筑上部构造配件的常用材料:钢筋混凝土、素混凝土、砖砌体、木、钢、铝。其中砖砌体是综合烧结粘土砖和水泥砂浆二者的耐腐蚀性能。对预应力混凝土的腐
7、蚀性与钢筋混凝土根本一样,但还有一些差异,因缺乏数据,所以暂时按钢筋混凝土的腐蚀等级确定。 3.1.3 湿度的取值主要依据钢铁的临界湿度。钢材和混凝土中钢筋最容易锈蚀的湿度X围是在相对湿度为70%80%之间,而在相对湿度小于60%时,锈蚀进程缓慢。其他建筑材料如砖、混凝土和木材等非金属材料的腐蚀,也与湿度发生类似的关系。因此将湿度分为小于60%、60%75%和大于75%三等。 环境相对湿度的取值,但在以下情况下应予以调整:室外构配件环境的相对湿度因有雨水的作用,当处于多雨地区时,应比年平均相对湿度适当提高;当生产环境对相对湿度有影响时,应取实际环境的数值;对不可防止结露的构配件,相对湿度应取大
8、于75%。 3.1.4 气态介质包括各种腐蚀性气体、酸雾和碱雾含碱水蒸气,主要作用于室内外的上部建筑构造构配件;其腐蚀性主要与介质的性质、含量以及环境相对湿度有关。 酸雾和碱雾本属于以液体为分散相的气溶胶,但其腐蚀特征和作用部位更接近气态介质,因此列入气态介质X围。 介质含量的取值来自: 1、在化工、石油化工、有色冶金、机械、纺织等工厂近十年来从生产和检修过程中实测取得的上千个气体浓度数据,经过整理、分析后与标准数据进展校核。 2、国外有关建筑标准规X:?建筑构造防腐蚀?前苏联CH11、II2-03-11-85;前东德国家标准TGL33408/01/81;保加利亚国家标准BAC9075-71。
9、其中前苏联的标准是在做了大量试验工作根底上制定的,有较大参考价值,本规X借鉴了上述标准中的大局部数据。 3、本规X管理组为核实局部气体含量数据而委托有关单位做的气体腐蚀试验。 4、参考电气等其他专业规X中腐蚀气体分类的数据。 5、取现行国家标准?工业企业卫生标准?中有关车间内气体浓度允许值进展对照、核定。 其中醋酸酸雾、硫酸酸雾和碱雾的含量没有试验数据,前苏联标准中也没有列入这些介质,国内实测数据离散性很大,但是这些介质很重要,不能割舍,因此,本规X中斩时没有采取定量而采用定性描述。 大多数的气体含量分成两个等级,与国外标准相比,比它们的34个等级简化。这是因为等级划分愈多,设计愈难判定;而实
10、际上不集结多少等级,最终与湿度组合后表到达对材料的腐蚀性都是四个等级。前苏联规X中最高一级从卫生角度上不允许出现,实际上也很少出现,而最低一级根本上都无腐蚀。本规X所取的二等含量大体上相当于前苏联规X中的中间二等。其中气体中的氨、二氧化碳的氟化氢,对建筑材料的腐蚀性不大,又由于对人的危害,不允许出现太高的含量,因此只列一个等级。 3.1.5、3.1.6 腐蚀性水和酸、碱、盐溶液均属液态介质,前者是指在生产过程中受到各种污染的工业用水或地下水,由于逍度较低,因此用腐蚀性离子在水中的含量分类;后者主要是直接作用或泄漏的生产介质,以不同性质和浓度的溶液进展分类。两类液体之间有一定的连续性。腐蚀性水和
11、酸、碱盐溶液对建筑物的作用部位大体一样,但腐蚀笥水侧重作用于地下构筑物和污水处理池,而溶液多作用于储槽、地面和墙裙。 腐蚀性水不包括环境水,因此,不列入地下不澡存在的HCO3介质。表中腐蚀性介质是以单一形式列入的,但在实际工程,污染水一般都含多种介质,而溶液中有单一介质、混合介质,也有交替作用;在确定腐蚀等级时应按高者确定,但在选择防护材料时,对所有作用液体的腐蚀性都要考虑。 腐蚀性水的含量指标主要与国标?岩土工程勘察规X?相协调,也参照了国内外有关规X的指标。但在本规X的腐蚀性水不仅作用于地下构筑物,也适用于池槽和地面,因此不参加环境条件因素。指标确实定还适当兼顾了不同部位的情况和酸、碱、盐
12、溶液指标的衔接。酸、碱、盐溶液直接作用于混凝土和砖砌体等建筑材料一般都有较强腐蚀,除小局部可用密实混凝土承受外,其他都需要采用耐腐蚀材料覆面,因此溶液局部的分类定量划分为没有意义,根本上是按定性划分的。在无机酸中,只需很低的浓度就到达PH值为1,因此表3的酸性溶液以PH值小于1为界。但是按PH值作出的介质腐蚀性评价不适用于高浓度的有机酸,所以有机酸按浓度划界。 作用量是腐蚀的重要因素,但在根底、储槽、污水池、排水沟等液态介质作用的部位都属于经常作用和干湿交替作用,只有小局部的地面出现少量和偶尔作用。因此,表中的腐蚀性等级都是按经常作用并已考虑了碱和盐在干湿交替作用下的结晶破坏。 建筑材料依据液
13、体的作用部位列入钢筋混凝土、素混凝土、砖砌体。根底、楼地面、储槽、污水池等基层绝大局部者是混凝土或钢筋混凝土,墙裙的基层是砖砌体。当根底采用水泥砂浆筑的石砌体时,腐蚀性取决于水泥砂浆,按混凝土的腐蚀性判定。钢铁耐液态介质腐蚀的情况比拟复杂,而且在建筑上使用部位不多,因此没有列入。 腐蚀性等级都是按常温介质划定的,在温度大于40的介质作用下,各类溶液的腐蚀性发生不同变化。例如氢氧化钠溶液,随着温度升高,腐蚀性急剧增加,热碱和熔融碱对混凝土、耐酸砖、花岗石等耐常温碱作用的材料,都产生较大的腐蚀性。因此,对于储槽和污水池等选择防护内衬时,应注意溶液的温度变化。 表3中的“%系指介质的质量溶液百分比。
14、 3.1.7 固态介质包括碱、盐、腐蚀性粉尘以及固体为分散相的气溶胶。固态介质主要作用于地面、墙面和地面以上建筑构造的构配件。 固态介质只有溶解后才对建筑材料产生腐蚀,因此,腐蚀程度与水和环境湿度有关。不溶和难溶的固体根本上不具腐蚀性,完全溶解后的固体按液态介质进展腐蚀性判定。在无水环境中,视固体吸湿性大小与环境相对湿度而定。通常易吸湿的固体在相对湿度大于60%时都会不同程度的吸湿潮解成半液体状或局部溶解。在潮湿条件下,粉尘对钢构造的腐蚀,一般都大于气体腐蚀。处于室外局部的易溶固体,因有雨水作用,按液态介质考虑。除湿度因素外,固态介质的腐蚀性直接与其性持有关,其化学腐蚀性与同类液态介质根本一样
15、。 易溶盐的另一个特点是在它溶解后处于一定温度下又能转变为固态的结晶水化物。此时,体积将比原体积成倍增长。因此,砖或混凝土外表的粉尘吸湿潮解渗入材料的孔隙后,经过再结晶膨胀,就会造成孔隙内壁受压,使材料破坏。体积膨胀愈大,破坏力愈强。盐类中的硫酸钠和碳酸钠对砖砌体的强烈腐蚀,除化学腐蚀因素外,物理破坏也点重要原因。如硫酸钠在溶解以后,在32.3的转化温度下,共强晶水化物为原体积的311%。 3.1.8 污染土在本规X中主要是指以拟建场地由于生产原因造成地基土的污染,作用部位是地下构筑物。当地下构筑物所在位置未见地下水时,应按污染土中所含介质确定材料的腐蚀性等级。 目前国内外现行规X中,土中介质
16、的腐蚀指标列入的比拟少,根本上是SO4、Cl-和氢离子浓度PH值等指标。国家标准?岩土工程勘察规X?中,土的腐蚀指标mg/kg土按地下水的腐蚀指标mg/l乘以1.5的系数确定。本规X组的实际工程调查积累了局部土的腐蚀数据,但将大量介质列入规X尚不成熟,因此,择其中比拟成熟而最常见的SO4、Cl-和氢离子浓度PH值与?岩土工程勘察规X?的指标相协调后列入。 碱对素混凝土和钢筋混凝土的腐蚀,在土壤中除去干湿交替的环境因素后,腐蚀性较小。而且在地下部位,氢氧化钠对土的腐蚀大于对混凝土的腐蚀。因此,PH值只列到性腐蚀,而不考虑碱性腐蚀。 3.2 总平面及建筑布置 3.2.1 实际工程说明,大量散发腐蚀
17、性气体和粉尘的生产装置对邻近建筑物和装置的设备仪表均有影响,总平面布置合理,对减轻腐蚀极为有利,其中风向和风频是主要考虑因素。除了考虑厂区内各街区之间的影响外,也要考虑相邻工厂之间的相互影响。实践证明,在正常情况下,地下水的扩散影响较小,因此没有强调提出。 3.2.2 腐蚀性溶液的大型储罐发生过泄漏事故,这类储罐如果设在厂房内或靠近根底,一旦发生泄漏,腐蚀严重,其后果往往会造成地基下陷或鼓胀,很难维修加固。 设围提是针对突发性大量漏酸事故时防止酸液浸流造成次生灾害的措施。围提可不采用耐腐蚀材料,但要能保持溶液在短时间内不致大量流失,使工艺能及时采取回收措施。 3.2.3 淋洒式冷却排管及水池所
18、在的环境一片水雾,满地是水。凡设在室内且腐蚀介质作用条件下,严重加剧腐蚀。近年来设计已吸取经历将排管和水池移到室外,但是过于靠近厂房,水雾对墙面仍有明显腐蚀影响。水池距离建筑物外墙面不小于4m,可以减少影响。 3.2.4 厂房开敞和半开敞有利于稀释腐蚀性气体,减轻腐蚀。但是开敞除要符合生产和检修条件下,还应注意厂房开敞后的雨水作用,特别是有腐蚀性粉尘条件下,反而会加强腐蚀。 3.2.6 调查说明,在液态介质作用的楼层,容易因渗漏而对下层的顶棚、墙面,甚至设备和电线等造成腐蚀。控制室和配电室假设有与有腐蚀厂房直接相通,气体、粉尘会逸入室内,液体会被带入,污染室内地面。控制室和配电室内的仪表和配线
19、对腐蚀比拟敏感,一旦腐蚀,后果严重。 3.2.7 地下室的地面标高较低,排除地面上腐蚀性液体困难较大,通风条件差,难以排除腐蚀性气体或粉尘。因此,将有腐蚀设备布置在地下室,客观上给防腐蚀造成困难。 3.2.8 局部设防和采取隔离措施都是为了缩小腐蚀影响,减少设防止X围。气态介质和固态粉尘主要用隔墙隔开,液态介质主要在地面设置挡水。 3.2.9 将同类腐蚀性介持的设备相应集中,能减少或防止不同腐蚀性介质的交替作用,简化设防,减少选材上的困难。 3.2.10 硫酸、氢氧化钠、硫酸铵、硫酸钠等溶液对地基上有较强腐蚀性,大量实例证明,这些介质渗入厂房地基后,容易引起地基变形,厂房开裂。为防止这一现象发
20、生,要求输送上述液体的管道离厂房根底的水平距离不小于1m。为便于检漏,还要求将管道设在管沟内。 3.2.11 楼面开孔是遭受液态介质腐蚀的薄弱部位,墙面开孔对防护不利。将各类管线相集中,减少开孔,有利于防护。 3.2.12 化工厂厂房的电缆沟内经常充满地面水,将管道电缆沿防腐蚀地面或地沟敷设,那么易受地面、地沟内介质腐蚀,不利于地面的施工和维修。经历说明,电缆和管道全部采取架空敷设,有利于防腐蚀。4 构造 4.1 混凝土构造 4.1.1 混凝土构造的耐久性,除了在材料上应有保证外,还应由构造和构件的选型、裂缝控制和构造措施以及外表防护来保证,其中构造和构件的选型明时会引起主导作用。规X吸收了国
21、内外的经历教训,提出假设干要求。 1、现浇式框架构造,具有整体性好和便于防护的优点,没有钢埋性和装配节点可能形成的薄弱环节,因此其耐久性相对较好。装配整体式框架构造,由于在构件连接处采用高标号混凝土的湿接头,封闭了预埋件或焊接接头号,在腐蚀环境中的使用情况也较好。所以对上述两种型式予以推荐。 2、钢筋混凝土与钢的组合构造,虽然能发挥两种材料的各自长处,具有节省材料和方便施工的优点,但在腐蚀环境中,由于不同材料对腐蚀介质的敏感性不同,因此这种构造具有特殊的腐蚀特征。据某些工厂的调查,组合构造的腐蚀有时会比单独的钢筋混凝土或钢构造都严重,特别是在混凝土与钢接触的界面上,因此这种构造可在弱腐蚀等级的
22、环境中使用,而不宜在强腐蚀和中等腐蚀等级的环境中使用。 3、预应力混凝土构件,具有强度等级高、密实性和抗裂性能好的特点。混凝土的应力条伯下的腐蚀性,根据国外试验说明,受位局部要比受压局部严重,因此从耐久性角度来讲,预应力混凝土构件要比钢筋混凝土构件优越。 块体拼装的后X法构件,存在拼接缝隙。比缝隙难以密封,腐蚀性介质会从缝隙渗入腐蚀预应力钢筋。某厂21m跨度的组合式梯形屋架,因腐蚀介质从拼缝中渗入腐蚀预应力钢筋,使用10年后,预应力钢筋断而突然掉落。所以块体组合后X法构件在腐蚀的条件下不应使用。 冷拔钢丝、刻痕钢丝、碳素钢丝、钢绞线配筋的构件,由于钢丝处于高应力状态,容易产生应力腐蚀,同时钢丝
23、直径较细,稍有腐蚀其截面面积损失比例较大,所以在强腐蚀性条件下不应使用。 4、柱截面的形式宜采用实腹式,其目的是为了减少受腐蚀的外露面积,同时规整的截面也便于防护。双肢体和腹板开孔的工字形柱的外表积大,容易遭受腐蚀,所以不宜采用。 4.1.2 超静定构造的内力计算,如假设考虑由非弹性变形所产生的塑性内力重分布,虽然可充分考虑利用材料以节约钢材和简化钢筋的配置,但是,在形成塑性区域时,构件的变形和裂缝较大,在腐蚀性介质作用下,会影响构造的耐久性,而且裂缝变形较大,也可能使外表防护层开裂。所以超静定构造构件的内力计算,不宜计入塑性内力的重分布。 4.1.3 构件的横向裂缝宽度对耐久性有一定的影响,
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