硫酸系统吸收塔砖板衬里开裂原因分析及解决措施
古建筑砖-土结构裂缝成因及对策分析

古建筑砖-土结构裂缝成因及对策分析古建筑砖土结构裂缝是一种非常常见的问题,造成裂缝的成因有很多,主要包括地基沉降、温度变化、湿度变化、结构变形等因素。
对于古建筑来说,裂缝的治理和维护非常重要,一旦发生严重的裂缝,就会对建筑的结构稳定性造成极大的影响,甚至危及到建筑物本身的安全。
因此,我们需要对古建筑砖土结构裂缝的成因及对策进行深入的分析。
一、成因1.地基沉降地基沉降是造成古建筑砖土结构裂缝的主要因素之一。
古建筑的地基通常是用黄土夯筑而成,含水量大,干燥后容易出现空隙,这些空隙造成地基的不均匀沉降,从而引发裂缝。
2.温度变化古建筑所处的环境温度变化较大,特别是冬季和夏季降雪和高温时,建筑的细微变形不可避免,从而引发裂缝。
湿度变化也是造成裂缝的重要因素之一。
雨季沿海地区会有大量的降雨,古建筑的表面容易吸水,形成明显的吸水、干燥、开裂的过程。
4.结构变形古建筑的结构变形也是造成裂缝的原因之一。
建筑在使用过程中会因重压、震动、风等力而产生变形,建筑本身的质量和结构对这种变形产生的抵抗力不同,从而引发裂缝。
二、对策为了避免地基沉降造成的裂缝,可以采取几种方法处理。
一是在地基上加盖铺垫层,可以用水泥沙浆铺垫,再用稳定砂浆抹平,这样可以起到增强地基承载能力的作用。
二是在地基周围铺设排土沟,排出过度的土壤水分,可以利用自然沉降来加固地基。
三是在地基下开挖后加设钢筋网与钢筋桩等加固措施。
要改善冬季和夏季的温度变化,可以在古建筑内设置保温措施,如在墙壁和屋顶内衬上厚度较大的保温材料,能够迅速运用来达到保温效果。
要改善湿度变化,可以在古建筑表面进行防水处理,采用防水材料进行处理,例如涂刷防水涂料、砖地面铺设防水材料等。
3.合理维护定期检查古建筑结构的变形,对结构变形及时处理,对发生裂缝的部位及时进行修补,防止裂缝继续增大、扩散。
在使用过程中,设施应保持干燥,避免高湿环境。
综上所述,要解决古建筑砖土结构裂缝的问题,我们需要从根本上找到造成裂缝的原因,并进行有效的改善。
建筑结构设计出现裂缝的原因及对策探析

建筑结构设计出现裂缝的原因及对策探析建筑结构是指建筑物内外平面、空间结构的整体体系,如果在建筑结构中出现裂缝,则有可能会对建筑物的安全性和稳定性造成威胁。
因此,了解建筑结构出现裂缝的原因及采取相应的对策至关重要。
本文将探讨建筑结构出现裂缝的常见原因,并提出相应的对策。
一、建筑结构出现裂缝的原因1.环境影响:建筑物的周围环境会对建筑结构产生影响。
例如,地震、风力、温度变化等自然因素会对建筑结构产生压力,导致裂缝的发生。
2.材料问题:材料的选择和使用会影响建筑结构的稳定性。
如果使用劣质材料或者材料本身存在缺陷,容易导致建筑结构的破损和裂缝。
3.建筑施工问题:建筑施工中的错误操作或者施工方法不当也是建筑结构出现裂缝的主要原因之一、例如,施工过程中没有正确安装和固定构件,或者施工过程中没有考虑到结构的相互作用,都有可能导致裂缝的产生。
4.地基问题:地基是建筑物的基础,地基的质量直接影响到建筑结构的稳定性。
如果地基不均匀、不牢固或者存在地质问题,都会导致建筑结构出现裂缝。
5.设计问题:建筑结构的设计也是导致裂缝出现的原因之一、如果设计不合理、不符合建筑物的实际需要,就会导致结构发生变形,从而引发裂缝。
二、对建筑结构裂缝的对策1.加强材料质量控制:对于材料问题造成的裂缝,需要加强材料的质量控制,选择优质材料,并确保材料的正确使用和安装。
2.增强结构设计:通过合理的结构设计,选择合适的结构形式和构件尺寸,减少结构的自重和应力集中,提高结构的稳定性和承载能力。
3.重视施工工艺:在施工过程中,要重视施工工艺的控制,确保施工操作的准确性和规范性。
在安装和固定结构构件时,要按照设计要求进行施工,确保结构的稳定性和可靠性。
4.加强地基处理:对于地基问题造成的裂缝,需要加强地基的处理。
例如,加固土层、进行地基处理和地基加固,提高地基的稳定性和承载能力。
5.做好维护保养:对于已经存在裂缝的建筑结构,需要及时采取维护和修复措施,防止裂缝扩大和进一步损坏建筑结构。
浅谈建筑结构设计中的裂缝原因及解决对策

浅谈建筑结构设计中的裂缝原因及解决对策建筑结构设计中的裂缝是指建筑物或结构在使用过程中出现的开裂现象。
裂缝的产生原因多种多样,可以从材料本身的问题、设计和施工的问题以及外界环境因素等方面进行分析。
在解决裂缝问题时,需要对裂缝原因进行准确的判断,并采取相应的对策进行修复和加固。
裂缝的原因可以归纳为以下几个方面:1.材料质量问题:材料的质量问题是裂缝产生的主要原因之一。
强度低、变形率大的材料容易在受力时出现裂缝。
材料中含有的掺杂物、质量不均匀等也会导致结构发生裂缝。
2.设计问题:设计问题是导致裂缝产生的另一个主要原因。
如果在设计过程中没有考虑到结构的受力情况,或者设计中存在缺陷,如弯曲、拉压不均匀等,都可能导致结构在使用过程中出现裂缝。
3.施工问题:施工问题是裂缝产生的重要原因之一。
如果施工质量不好,如混凝土拌合物比例不合适、浇筑过程中的振捣不均匀等原因,都会导致结构中出现裂缝。
施工过程中的温度、湿度等因素也会影响结构的稳定性。
4.外部因素:外部因素的作用也是导致结构出现裂缝的原因之一。
地震、风力、温度等自然灾害和环境因素都会对建筑物的稳定性产生影响,进而导致结构发生裂缝。
针对裂缝问题,可以采取以下的解决对策:1.加强材料选取和质量控制:在建筑结构设计中,应该选择质量稳定、强度高、变形率小的材料,并对材料进行质量控制,确保材料的质量达标。
2.优化设计方案:在设计阶段,应该充分考虑结构的受力情况,避免设计中的缺陷,例如合理选择结构形式、合理布置受力构件等。
3.加强施工质量控制:在施工过程中,应严格按照施工规范进行操作,确保施工质量达标。
特别是对于混凝土浇筑过程,应注意控制浇筑过程中的振捣方式和强度等参数。
4.加强结构检测和维护:定期对建筑结构进行检测,发现裂缝及时采取相应的修复措施,避免裂缝的扩大。
并且,对建筑结构进行定期维护和加固,以提高其稳定性。
建筑结构设计中的裂缝是一个复杂的问题,其产生的原因多种多样,需要从材料质量、设计、施工等多个方面进行分析和解决。
填充墙砌体开裂原因及控制措施

填充墙砌体开裂原因及控制措施1.施工质量不合格:填充墙施工时,如果层块粘贴不均匀,砂浆配比不当,或者施工速度过快,都可能导致砌体开裂。
这是填充墙开裂的最常见原因之一2.材料问题:使用质量差的砌块或砂浆,或者未经过严格的检查和测试的材料,也会导致填充墙砌体开裂。
砌块的质量差会导致砌体强度不足,而砂浆质量差则会降低填充墙的粘结强度。
3.温度变化:在温度变化较大的地区,填充墙的砌体开裂较为常见。
因为温度的升降会导致填充墙材料发生膨胀和收缩,进而导致砌体产生应力,最终导致开裂。
4.地基沉降:建筑物的基础沉降不均匀,或者地基土壤承载力不足,都可能导致填充墙开裂。
地基沉降会导致墙体发生变形,引起砌体应力过大,从而引发开裂。
针对填充墙砌体开裂的控制措施如下:1.加强施工管理:加强对填充墙施工质量的把控,提高工人的施工技术水平和质量意识。
确保施工过程中砌块的粘贴均匀,砂浆配比合理,施工速度适中。
2.选择质量可靠的材料:保证使用规格符合要求、质量可靠的砌块和砂浆。
对材料进行必要的检查和测试,确保其符合相应的标准和要求。
3.控制温度变化:在温度变化较大的地区,可采取适当的措施来控制填充墙的温度变化。
例如在施工过程中避免高温施工,使用遮阳网等措施防止砌体的过度干燥。
4.加强地基处理:在设计和施工中加强地基处理,确保地基的均匀沉降并提高地基土壤的承载力。
可以采用灌浆加固、地基加固等措施来解决地基问题,从而减少填充墙的开裂概率。
5.监测和维修:在填充墙施工完成后,及时对墙体进行监测,并在发现裂缝时及时采取维修措施。
对于已经发生开裂的填充墙,可以采用填堵、钢筋加固等方法来修复裂缝。
综上所述,填充墙砌体开裂的原因多种多样,因此需要采取多种控制措施来减少填充墙开裂的概率。
只有通过加强施工管理、选择合适的材料、控制温度变化、加强地基处理以及监测和维修等措施的综合应用,才能有效地控制填充墙砌体开裂问题,保证建筑物的安全和稳定。
浅谈建筑结构设计中的裂缝原因及解决对策

浅谈建筑结构设计中的裂缝原因及解决对策随着城市规模的扩大和建筑结构的复杂化,建筑结构的设计越来越重要。
在建筑结构设计中,裂缝是一个常见的问题,它不仅影响建筑外观和美观度,还会对建筑的使用和安全带来不利的影响。
对于保证建筑质量和使用寿命,设计者需要认真研究裂缝的原因和解决对策。
一、裂缝的原因1. 材料的不均匀性在建筑材料的生产中,由于生产技术和质量控制等方面的原因,不可避免地会存在材料的不均匀性,这就是一种重要的裂缝原因。
例如,混凝土中的钢筋不垂直于表面,或者配合比不合理等等均会导致混凝土出现裂缝。
2. 温度的变化建筑结构受到温度变化的影响,也是裂缝产生的重要原因。
在高温或低温的环境下,建筑材料的体积和形状都会发生变化,这可能导致建筑结构的不均匀收缩和膨胀,从而产生裂缝。
3. 负载的不均匀分布建筑结构所受到的负载,如风、雨、雪、震动等都可能引起建筑结构的变形和裂缝。
在建筑设计中,要合理地考虑负载的分布和作用,以减少负载产生的影响。
二、裂缝的解决对策1.材料的选择在建筑结构的设计阶段,应根据实际情况选择合适的材料。
故此,选择材料的品质是保证建筑结构强度和稳定性的重要措施之一。
2.配合比的合理混凝土的配合比对混凝土的强度和密实性都有较大的影响。
因此,在混凝土的设计中,配合比的合理选择是防止混凝土裂缝产生的重要措施之一。
3.建筑结构的加强在建筑结构设计中,可以采用加强措施来增强其稳定性和强度。
例如,在混凝土结构中加固钢筋,或在支撑结构中加装钢板等等。
4.防止荷载作用在建筑设计中,可以采取一系列措施防止荷载产生的影响。
例如,可以采用地震抗震技术,或在建筑结构中设置支撑和吸震等设备。
总之,建筑设计中的裂缝问题是复杂和难以预见的,但它对建筑品质和使用寿命的影响无法忽视。
设计者应该尽可能地考虑裂缝产生的原因,并采取合理的措施解决问题,以实现更加健康、安全和持久的建筑。
综合塔群裂纹产生原因及对策

综合塔群裂纹产生原因及对策
综合塔群是炼油和化工生产中用于分离混合物的重要设备,而
裂纹是综合塔群常见的问题。
综合塔群裂纹的产生主要有以下几个
原因:
1. 材料本身的问题:材料的硬度和韧性不足,导致容易出现开
裂现象。
2. 热应力的问题:综合塔群在工业生产中需要承受高温高压,
而高温下材料容易发生热膨胀,造成热应力,并可能导致裂纹的产生。
3. 设计不佳:若综合塔群的设计不合理,导致应力分布不均匀,容易形成应力集中点,在长期的高应力状态下,会导致裂纹的出现。
为了解决这些问题,可以采取以下对策:
1. 优化材料选择:在综合塔群的制造过程中选择更为优质的材料,并进行合理的材料处理,以增加材料的硬度和韧性,减少裂纹
的发生率。
2. 控制热应力:采用降温措施、降低运行压力、增加冷却水量
等方式,以减少综合塔群受到的热应力,从而减少裂纹的发生。
3. 设计优化:在综合塔群的设计中,应考虑其应力分布均匀性,优化各部件的形状和结构,减少应力集中点的产生,避免由设计原
因引起的裂纹问题。
通过以上对策的应用,可以有效地减少综合塔群裂纹的发生率,提高生产效率和设备寿命,保证生产的安全和稳定性。
1。
古建筑砖-土结构裂缝成因及对策分析
古建筑砖-土结构裂缝成因及对策分析古建筑砖是我国传统建筑结构中常见的材料,其在建筑中承担着重要的结构支撑作用。
随着时间的推移和环境的影响,古建筑砖常常会出现裂缝现象,给建筑的结构安全和美观造成影响。
本文将分析古建筑砖土结构裂缝的成因以及对策,以期为古建筑维护提供一些参考。
一、成因分析1. 土壤环境影响古建筑所处的土壤环境是造成裂缝的主要原因之一。
土壤含水量的变化、土壤的沉降等都会对古建筑的砖土结构造成影响,进而导致裂缝的产生。
2. 材料质量古建筑所使用的砖材料质量不一,一些砖料的质量不佳,甚至有的含砂量过高、成型不当等,都会导致砌体结构的不牢固,从而形成裂缝。
3. 结构设计问题古建筑的结构设计问题也是导致裂缝产生的原因之一。
结构设计不合理、结构受力不均匀等都会造成砖土结构的变形和裂缝的产生。
4. 自然灾害影响自然灾害,如地震、洪水等,也会对古建筑的砖土结构造成不同程度的影响,进而导致裂缝的产生。
二、对策分析1. 合理的土壤改良针对土壤环境问题,可以通过合理的土壤改良措施来解决。
根据不同的土壤环境特点,采取加固土壤、改善排水等措施,减少土壤对建筑的影响,从根本上解决裂缝问题。
2. 选材与改良在古建筑维护过程中,应该选择质量良好的砖材,且可以采取一些改良措施,如对砖料进行加固处理、选用新型的抗裂砌筑砂浆等,以提高砌体结构的稳定性,减少裂缝的发生。
在对古建筑进行维护和修缮时,可以通过对结构进行优化设计,使结构受力更加均匀,减少砖土结构的变形,从而减少裂缝的产生。
4. 抗灾减震设施针对自然灾害的影响,可以在古建筑维护过程中加强对自然灾害的抗灾减震设施的建设,从而减少自然灾害对古建筑的破坏,减少裂缝的产生。
本文对古建筑砖土结构裂缝的成因及对策进行了分析,希望能为古建筑的维护提供一些参考。
在实际工作中,还需要综合考虑古建筑的具体情况,采取科学、合理的维护措施,最大限度地减少裂缝的产生,保护我国丰富的古建筑文化遗产。
浅谈建筑结构设计中的裂缝原因及解决对策
浅谈建筑结构设计中的裂缝原因及解决对策在建筑结构设计和施工中,裂缝是一个非常常见的问题。
裂缝的形成原因很多,例如荷载的作用、材料的收缩伸长、地基变形等,因此在建筑结构设计中,必须考虑并采取措施预防或修复裂缝。
本文将从建筑结构裂缝的形成原因、分类以及解决对策三个方面来分析和探讨裂缝问题。
一、建筑结构裂缝的形成原因1.荷载作用建筑在使用过程中,受到不同大小的荷载作用。
例如地震、风、温度、用户使用等因素,荷载的作用会使建筑产生一定程度的变形和变位,从而形成裂缝。
2.材料的收缩伸长建筑中所使用的材料都会因为温度的变化、湿度的改变等而发生收缩或伸长,从而导致建筑产生裂缝。
3.地基变形建筑结构所处的地基,在开发过程中,往往需要削方填方或者挖空加盖等操作,地基的变形是导致结构裂缝的又一个重要原因。
根据裂缝的形态和起源,建筑结构裂缝可以分为以下几种:纵向裂缝、横向裂缝、局部裂缝、缝隙裂缝、分层裂缝等。
1.钢筋混凝土结构的裂缝控制目前,钢筋混凝土结构设计时,通常采用裂缝控制措施来避免结构发生严重的裂缝,常见的裂缝控制措施包括增加钢筋、改变施工部位、使用适当的预应力等。
2.地基处理为了避免地基变形和地基沉降导致的结构裂缝,地基处理是必要的。
地基处理的方法包括增加地基承载能力、加固地基强度、等等。
3.材料选择选材时应该选用质量较好的建筑材料,材料接缝的处理也需要很好地实施。
选用质量较好的建筑材料能够有效地减少建筑产生裂缝的概率。
4.结构施工顺序的控制在结构施工时,施工部位的顺序和施工过程的步骤都是对结构安全性和波动性的关键。
如果施工过程中出现了错误,将直接导致结构的裂缝和变形。
5.定期维护在建筑结构建成之后,要加强对结构的定期监测和修缮,及时发现和处理裂缝,防止裂缝扩大或加剧结构的变形。
同时建议建筑物定期维护和保养,尤其是老化和损坏建筑结构更要加强维护。
深度设计建筑结构是需要考虑到许多细节,其中一个重要部分就是裂缝控制。
脱硫塔内壁防腐改造方案
脱硫塔内壁防腐改造工程施工方案施工单位:编制人:审核人:审批人:日期:目录一、工程概况 (2)二、原因分析 (2)三、内壁腐蚀图展示 (4)四、防腐层设计 (6)六、施工准备 (7)七、主要施工方法 (8)八、工程质量要求: (16)九、质量验收标准 (16)十、工程计量标准: (17)十一、施工进度计划 (17)十二、安全生产保证措施 (17)一、工程概况脱硫塔内壁防腐层,一至二层内壁大面积腐蚀,三至五层大面积开裂、空鼓、有些原有防腐层与内壁形成固化体,无法彻底清除,有些部分腐蚀较深。
需对脱离塔内壁清理打磨、喷砂,重新防腐,防腐面积约500m2。
脱硫塔内需搭设脚手架.二、原因分析1、腐蚀原因分析1.1脱硫塔是脱硫系统的核心,其主要功能是对大气中待脱硫的烟气进行混合、脱硫和脱水。
脱硫剂不同部位的腐蚀特性:1.1.1、脱硫塔下方:未经处理的烟气和天然气通常进入塔底,注入后高温灰气进入主悬浮液,用于一次换热和一次酸碱中和的液体为主,当换热和酸碱中和不完全时会出现问题。
脱硫塔下壁长期面临加热冷却和酸碱腐蚀,值得注意的是,在低温下,烟气很少凝结,因此,在底部,其主要功能是碱腐蚀,尤其是底盘部分,它几乎长时间处于碱性悬浮状态。
1.1.2、在脱硫塔中部:这部分是碱性灰渣悬浮的高温含硫气体中和冷却过程中的一部分,在烟气中H2S 冷凝之前的中和反应,SO2、硫酸和硫酸盐液体,碱的有效防腐保护,烟气防腐涂层的形式,中心塔壁被强酸液和强碱液以及喷射腐蚀,塔的大部分内部部件,如喷淋器和除氧器,都在这一部分,高速水流冲刷与酸碱。
1.1.3、脱硫塔顶:首先,该部分无碱性介质,硫和烟气通过硫塔中和,烟气温度大大降低。
此时,虽然酸度很弱,但由于温度较低,几乎所有的东西都凝结成酸性液体,因此,该部分的酸性腐蚀轻微,腐蚀特征与烟囱相似。
1.1.4、脱硫塔的常见问题包括:由于温度变化和底部冷却而经常脱落的玻璃鳞片。
煤粉含有更多的氟,因此,一层玻璃薄片迅速分解。
建筑结构设计出现裂缝的原因及对策解析
建筑结构设计出现裂缝的原因及对策解析建筑结构设计出现裂缝的原因可能非常多样化,包括设计缺陷、材料问题、施工质量、建筑本身的自然变形等。
下面将就这些原因逐一进行分析,并提出相应的对策。
一、设计缺陷设计缺陷是导致建筑结构裂缝的主要原因之一。
设计师在进行结构设计时,可能存在计算不准确、未考虑实际工况、梁柱布置不当等问题。
解决对策:在结构设计阶段,设计师应该对建筑结构的各项参数进行准确计算,确保结构的承载能力、抗震、抗风等能力符合要求。
还应该注重结构布置的合理性,保证结构的受力均衡,减小应力集中。
二、材料问题建筑材料的质量问题也会导致结构裂缝的出现。
混凝土中可能出现骨料不均匀、水灰比偏大或偏小等问题;钢材可能存在锈蚀、强度不达标等问题。
解决对策:建筑材料的质量问题需要在采购和使用过程中严格控制。
要求供应商提供合格的材料,并对材料进行抽样检测,以确保材料符合设计要求。
施工过程中,应进行严格的质量控制,确保混凝土的浇筑、养护、钢材的安装等各个环节都符合相关标准。
三、施工质量施工质量问题也是导致建筑结构裂缝的原因之一。
包括施工工艺不规范、施工人员技术水平低、监理不到位等。
解决对策:在施工过程中,要严格按照相关施工规范进行施工,确保工艺的规范性。
对施工人员进行专业培训,提高其技术水平,加强监理力度,确保施工过程符合设计要求。
四、自然变形建筑结构自然变形也会导致裂缝的产生。
由于温度变化引起的热胀冷缩、季节性的降雨和干旱引起的土体收缩等。
解决对策:在结构设计过程中,要考虑自然变形的影响,对结构进行合理的伸缩控制。
在养护期间对结构进行定期巡视和维护,及时处理出现的问题,防止裂缝的扩大。
建筑结构设计出现裂缝的原因可能包括设计缺陷、材料问题、施工质量、自然变形等。
为了解决这些问题,我们应该在设计阶段进行准确的计算和合理的布置,严格控制材料质量,加强施工质量控制,同时考虑自然变形的影响,并进行相应的伸缩控制和定期维护。
只有这样,才能有效防止和解决建筑结构裂缝的问题,确保建筑结构的安全性和耐久性。
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..74.. 石油和化工设备 2015年第18卷
硫酸系统吸收塔砖板衬里开裂原因分析 及解决措施 冯立川 ,陈静 ,杨胜平’ (1.瑞木镍钴管理(中冶)有限公司,北京100028) (2.河北省计量监督检测院,河北石家庄050051)
[摘 要]对瑞木项目硫酸吸收塔砖板衬里施工中出现的裂纹进行了分析,提出了解决方案,建立的砖板衬里结构应力分 析通用计算模型,可为同类型大温差地区槽罐砖板衬里设计和,Am提供参考。
[关键词]硫酸吸收塔;砖板衬里;裂纹;原因分析;解决措施
瑞木项目是我国在巴布亚新几内亚投资建设 和运营的大型红土镍矿项目,包括露天采选、长 距离管道输送和湿法冶炼工程。项目配套2套45万 吨/年硫磺制酸装置,为高压酸浸(HPAL)工序提 供浓度98%的浓硫酸和高压蒸汽。硫酸装置干吸塔 采用耐酸砖衬里结构,施工过程中,出现多处裂 纹: (1)干燥塔沿人孔下沿顺时针方向水平裂纹到 偏东2点钟方位;进酸口中部沿逆时针方向水平裂 纹到5点钟方位;除雾器花板支撑梁与简体焊接处
图1干燥塔沿管口出现的环向裂纹 1裂纹原因分析 1.1环境因素 由于该项目处于热带地区,属热带雨林气 候,常年平均温度25~35℃,平均湿度73.1%,昼 夜温差20~25℃左右,钢基体表面温差可达30℃。
出现放射性环向和纵向裂纹。裂纹宽度0.2~1mm之 间; (2)吸收塔沿人孔下沿处顺时针方向、人孔右 上角至顶部、人孔与进酸管口之间、进酸口左上 角至顶部出现环向或纵向裂纹;除雾器花板支撑 梁与简体焊接处出现放射性环向和纵向裂纹。裂 纹宽度0.2~lmm之间;
部分裂纹情况如图1、图2所示(裂纹用黑色 线描出)。
图2吸收塔沿管口出现的环向和纵向裂纹 经过观察,裂纹随环境温度变化呈规律性变化, 白天温度升高,裂纹增大;夜间温度降低,裂纹 收缩。因此,首先考虑是环境温差原因,造成砌
作者简介:冯立川(1981一),男,河北辛集人,硕士研究生, 现为瑞木镍钴管理(中冶)有限公司机械工程师。 第4期 冯立川等硫酸系统吸收塔砖板衬里开裂原因分析及解决措施 .75一 砖胶泥开裂。 为了验证判断,通过建立吸收塔的温度应力计算模型,对环境温差产生的应力进行校核。 1.1.1基础数据 (1)耐酸瓷砖和胶泥的物性常数。
表1耐酸砖和胶泥的物性常数参考值 材料 抗拉强度MPa 抗压强度MPa 弹性模量 线膨胀系数/℃ 导热系数W/m.K 泊松比 耐酸砖 7-8 96 3.7×10 7.6×10-6 0.70-0.81 0.2 胶泥 5 52 0.8×10 24×10’ 2.1 0.17
(2)设备参数和布砖方式 硫酸吸收塔内径: 5700 mm(衬砖后);楔 形砖规格:230×1l3×65 mm;胶泥:KPI钾水玻 璃胶泥
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图3硫酸吸收塔布砖图(红色区域为裂纹出现区域) 1.1.2建立计算模型 由耐酸瓷砖与胶泥在钢制容器内部整齐堆砌成 复合防腐蚀衬里层,当胶泥固化后再经一段时间, 各组成材料的性能基本上处于稳定状态。因此在计 算时,把砖板和胶泥作为整体组合层考虑。
1.1.3组合体的线膨胀系数
砖板和胶泥的堆砌方 法如图4。组合砖层无论 周向、轴向或径向均由一 块砖和一条胶泥缝组成。 以Z下标代表砖层,i下标 代表胶泥层。 砖层宽度L:(周向) 和胶泥缝在温度升高△t 时的线膨胀量为:
L a △t+Lj ajAt 将两者组合的材料视 为一个组合材料(即组合 砖层),代替原来的砖+ 缝,其组合砖层的温升膨 胀量为: (Lz+L{)acAt 上述两式相等,可以 求出组合砖层的当量线膨
胀系数ac:
\~/ ~\ U3 j / 、\ .
图4砖板和胶泥砌筑方式
ae=(L a +Ljaj)/(Lz+Lj) 其中:Lz-113 mm;Lj=7 mm;az=7.6×10~6/℃ a ̄=24×10。6/"C,从而得出a。=a 8.56×10‘6/"C 1.1.4等效弹性模量E 根据经验公式,等效弹性模量E姆:==
‰ 其中:砖的弹性模量E =3.7×10 ;胶泥的弹 性模量ET0.8×10 ;从而得出E。=3.05×10‘
1.1.5等效泊松比p。 砖板的泊松比 :=0.2,胶泥的泊松比 p 0.17,两者相差不大,且砖板的体积要比胶泥 大得多,所以胶泥对整体衬里层的综合性能影响 可以近似地忽略,故此计算中取砖板的泊松比作 为等效泊松比u。:0.2。 .76 ■腐蚀防护 石油和化工设备 2015年第18卷 1.1.6温差应力计算和分析 设组合材料厚壁圆筒内壁面的温度为T;,外壁 面的温度为T。,内外壁面的温度差定义为△T:
AT=Ti—To △T的取值,应考虑最恶劣工况。假设昼夜交 替,钢体表面温度在一定时间内攀升至45.50℃, 但衬里层内表面则基本与环境温度一致,为25. 35℃,因此形成了衬里层内外表面的温差梯度, 计算考虑温差相对恶劣情况,此处取温差A T=
.20℃ 由厚壁圆筒弹性分析获得的三向温度应力沿 厚壁半径r分布的表达式为 周向温差应力噶=毫篙( 一麓)
径向温差应力《=象 ( 一簧 轴向温差应力《 莞 (三== 一 -) 其中:K等于衬里层的外半径和内半径之比, K=rd Ti, K=ro/ri=2970/2850=1.042:K2=1.086
因此可得: 内壁的温差应力: 噶=《 ,。 一 )_2.8btPa 《。0 外壁的温差应力: a;;畦= (去一志):以6MPa
a;=0 1.1.7小结 (1)当外壁面温度高于内壁面温度20"C的稳态 散热情况下,内壁的温差应力为压应力,数值达 到2.8MPa。由于砖和胶泥的抗压强度很高,不会 引起内壁衬里的开裂。 (2)根据HGJ229.1991《工业设备、管道防腐蚀 工程施工及验收规范》要求,钾水玻璃胶泥与耐 酸砖的粘结强度不能低于3MPa,计算得知外壁的 拉伸应力和均达到3.6MPa,可以判断,环境温差 因素是造成裂纹出现的重要因素之一。
1.2设备结构因素 (1)干燥塔人孔( 1050)和进酸口( 750) 呈90。布置,两孔中心距离为4300 rnnl,按照NB/T
47003.1.2009《钢制焊接常压容器》行业标准,当开 孔直径大于1000 mm时,规范要求必须进行补强。
(2)吸收塔人孔( 1050)和进酸口( 750) 呈25。布置,两孔中心距离为1215 n1Il1,不满足规 范中相邻两孔中心间距不小于两孔直径之和两倍 的规定,且开孔直径大于1000 ml'n,按规范要求必 须进行补强。
1_3施工因素 (1)由于现场湿度大,胶泥固化时间延长, 在未达到胶泥完全固化的强度前,综合环境温差 因素,造成胶泥开裂。但对比同样条件下逆流洗 涤CCD区域设备砖板衬里施工情况,并未出现裂 纹。因此,施工过程对温度和湿度的控制仅为参 考,并非决定因素。 (2)管口部位未进行消除应力处理。经过观察 发现管口部位均出现放射性裂纹,因此,残余焊 接应力应考虑为造成裂纹出现的重要因素之一。
1.4材料因素 关于胶泥质量,经查看施工单位的报验材 料,胶泥检验数据符合行业标准,时间在有效期 内,为了进一步核实,我方对厂家提供的胶泥进 行抽样送检,检验报告显示胶泥质量合格。
2补救措施及效果 (1)为了避免环境温差因素的影响,初步采 用遮阳毡方式对设备外层进行遮盖,防止阳光直 射,同时要求设计单位增补遮阳方案设计。
(2)要求设计单位按照规范标准要求,对干燥 塔和吸收塔开孔部位进行补强设计,并通过焊后 热处理方式消除残余焊接应力。 通过上述补救措施处理,裂纹未再出现。自 2012年投产使用至今,设备运行正常。
3结论 本文通过对瑞木项目硫酸吸收塔砖板衬里施工 中裂纹现象进行的分析和解决,提出了砖板衬里结 构温差应力的通用计算模型,可为同类型大温差地 区防腐砖板衬里设计和施工方案提供参考。
◆参考文献 [1]王志文,关凯书.内衬陶砖板压力容器应力分析方法[M] 上海:华东理工大学机械与动力工程学院,2007. [2]谭旭.大型硫酸吸收塔防腐蚀衬里[J】.化工防腐与防护,
1996,3(3):51-53.