Эксплуатационный ресурс конструкций. ЗАО «Эркон

Одна из проблем российской промышленности, а также зданий исторического фонда — правильная оценка технического состояния и эксплуатационного ресурса конструкций. Разработка и грамотное применение соответствующих методик позволяют не только избежать аварий, но и продлевать сроки эксплуатации зданий и сооружений, не изымая оборотных средств предприятий в новое капитальное строительство,а также сохранять памятники архитектуры.

В настоящее время особую опасность представляют несущие конструкции промышленных покрытий, выработавшие свой ресурс, обрушение которых происходит на больших площадях, с полным поражением технологического оборудования, а при наличии энергоносителей и (или) химических веществ — с возможным переходом в техногенную аварию или катастрофу.

Игнорирование проблемы устаревших строительных ресурсов может привести к лавинообразному разрушению производственных фондов.

Сегодня в эксплуатации находится значительное количество объектов промышленности, запроектированных до 1970 г., с несущими стальными конструкциями из «кипящих» сталей, применение которых сегодня для ответственных сооружений запрещено. Наличие многих неблагоприятных факторов (дефекты и повреждения, снижение температуры в здании вследствие сокращения интенсивности технологических процессов) создает опасность так называемого хрупкого разрушения и ставит вопрос о возможности дальнейшей эксплуатации таких объектов. Однако во многих случаях конструкции продолжают безаварийно работать, неоднократно испытав низкотемпературные воздействия.

Специалисты ЗАО «ЭРКОН» разработали новый подход к экспертизе промышленной безопасности, основанный на совместном анализе изменений наружной и внутренней температур и количества источников тепла внутри помещения за весь период эксплуатации. При оценке технического состояния учитываются результаты натурного эксперимента, при котором интегрально принимается во внимание влияние всех факторов за весь период эксплуатации.

Этот метод был применен при детальном анализе условий работы конструкций мартеновского цеха ОАО «Северсталь». Число работающих печей за 45 лет эксплуатации сократилось с двенадцати до трех. Анализ позволил дать обоснованные рекомендации по безаварийной эксплуатации при условии контроля за температурой, количеством и расположением источников тепла.В некоторых случаях рекомендуется обогрев дополнительными источниками тепла.

Но есть и примеры, когда заказчик опаздывает с обращением к экспертной организации: специалисты «Эркона», к сожалению, иногда принимают участие в поиске причин ЧП, связанных с обрушениями. Так, компания провела техническую экспертизу конструкций обрушившегося электросталеплавильного цеха ОМЗ «Спецсталь» (в прошлом — бывший мартеновский цех Ижорского завода). Комплексный анализ ситуации показал, что основными причинами обрушения покрытия стали неравномерные осадки фундаментов при неразрезной продольной схеме конструкций каркаса, изменение температурного режима эксплуатации здания в сочетании с периодом значительного понижения температуры наружного воздуха, дефекты монтажа стального каркаса.

В результате выполнения всех рекомендаций, предложенных сотрудниками ЗАО «ЭРКОН», производственный процесс после аварии практически не пострадал.

Особое беспокойство всегда вызывает состояние конструкций химических предприятий. Один из примеров работы специалистов ЗАО «ЭРКОН» — реконструкция сернокислотного производства на ООО «ПГ «Фосфорит»» в Кингисеппском районе Ленинградской области. Для разработки проектов на модернизацию и реконструкцию были собраны данные о техническом состоянии конструкций в зонах, попадающих под реконструкцию и модернизацию. В 2003 году выполнено обследование и дана оценка технического состояния конструкций во 2-м отделении производства серной кислоты, разработаны проекты на усиление фундаментов абсорбционно-сушильных башен.

Также были проведены работы по экспертизе промышленной безопасности зданий и сооружений на объектах ОМЗ «Спецсталь», ОАО «Красный Октябрь» (Волгоград), ЗАО «Обуховспецсталь», ОАО «Сталепрокатный завод», ОАО «Карельский окатыш», ОАО «Акрон», ОАО «Череповецкий азот» и «Аммофос», на ряде химических, алюминиевых заводов, ЦБК, технологических объектах транспортной инфраструктуры и других предприятиях.

Проблема контроля за состоянием конструкций актуальна не только для промышленности. В корректной оценке cостояния конструкций нуждаются здания исторического фонда, поэтому важное направление деятельности ЗАО «ЭРКОН» — работы на объектах Санкт-Петербургского КГИОП, в их числе Московские триумфальные ворота, Египетские ворота в Пушкине, Казанский собор, Лазаревская усыпальница Александро-Невской лавры, Эрмитаж, Государев бастион и потерна в Петропавловской крепости, Витебский вокзал, здания Филармонии им. Д. Д. Шостаковича и Шахматного клуба им. М. И. Чигорина.

Исследования состояния Петропавловского собора были проведены в 2002 году, перед комплексной реставрацией этого объекта в связи с 300-летием Петербурга. В ходе работы было детально исследовано состояние грунтов, на которых стоит сооружение, при этом использовались данные исследований ГУП трест «ГРИИ» и данные из скважин, пробуренных через пол собора. Прочность кирпичной и бутовой кладок фундаментов определялась ультразвуковым методом, для чего был отрыт шурф глубиной 2,4 м. Анализ закономерности раскрытия трещин в здании собора показал, что несмотря на их значительные размеры (до 60 мм), они не представляют опасности для сооружения, а их раскрытие носит сезонный характер. В целом исследования ЗАО «ЭРКОН» подтвердили, что техническое состояние памятника по определяющим параметрам является удовлетворительным. Этот вывод позволил продолжить работы с использованием строительных лесов и закончить реставрацию шпиля к празднику города.

Детальному обследованию специалистами «ЭРКОНА» подверглись Московские ворота — крупнейшее в мире сооружение, собранное из чугунных деталей. Памятник неординарен тем, что был разобран в 1938 году, а через двадцать лет восстановлен. При этом некоторые исторические детали сооружения были утрачены во время блокады и воссозданы. Инженерное обследование памятника, проведенное в 2000 г. специалистами ЗАО «Эркон», показало, что покрытие и каркас стилобата разрушены коррозией и подлежат демонтажу для обеспечения безопасности;  повреждена облицовка и отсутствует гранитный цоколь стилобата; кровля, колонны и несущие конструкции требуют ремонта, а фасады — очистки и окраски. В то же время исследования показали, что фундамент и основания сооружений, которые вызывали беспокойство, находятся в удовлетворительном состоянии. Расчет сооружения показал, что оно имеет достаточный запас по прочности и устойчивости.