Забезпечення надійності металевих димових і вентиляційних труб та їх несучих веж

Заголовок (російською): 
Обеспечение надежности металлических дымовых и вентиляционных труб и их несущих башен
Заголовок (англійською): 
Ensuring the reliability of metal smoke and veintilation pipes and their carrying towers
Автор(и): 
Яровий С.М.
Савицький М.В.
Слободянюк С.О.
Автор(и) (англ): 
Yaroviy S.M.
Savytskyi M.V.
Slobodianiuk S.O.
Ключові слова (укр): 
металеві димові і вентиляційні труби, несучі вежі, надійність, навантаження, впливи, пошкодження, напруження, деформації, довговічність, залишковий ресурс
Ключові слова (рус): 
металлические дымовые и вентиляционные трубы, несущие башни, надежность, нагрузки, воздействия, повреждения, напряжения, деформации, долговечность, остаточный ресурс
Ключові слова (англ): 
metal smoke and ventilation pipes, bearing towers, reliability, load, impact, damage, stress, deformation, durability, residual life
Анотація (укр): 
Проблема забезпечення надійності в роботі металевих димових і вентиляційних труб та їх несучих веж в останній час здобула особливу значимість в зв’язку з великою кількістю випадків аварій на промислових підприємствах. Це пов’язано з тим, що багато металевих димових і вентиляційних труб та їх несучих веж випрацювала свій проектний ресурс (50 років), а під час експлуатації утворилось багато дефектів та пошкоджень. Все це потребує проведення діагностики і визначення дійсного технічного стану конструкцій, оцінки довговічності і залишкового ресурсу, виконання ремонтних робіт і забезпечення нормальної експлуатації або надійності таких споруд. На основі фізико-статистичного підходу запропонована загальна методологія оцінки надійності і управління старінням елементів металевих димових і вентиляційних труб та їх несучих веж. На основі фактичних даних натурних обстежень розроблено типологію дефектів і пошкоджень елементів конструкцій металевих димових труб і їх несучих веж; проведено статистичну оцінку величин та характеру пошкоджень; удосконалено визначення категорії небезпеки основних типів дефектів і пошкоджень; встановлено гранично допустимі значення пошкоджень в залежності від категорії їх небезпеки і технічного стану конструкцій. Розроблено методику визначення довговічності металевих димових труб і несучих веж з урахуванням домінуючої сумісної дії різних впливів – силового, корозійного, температурного і динамічного; розроблено методику визначення залишкового ресурсу металевих димових і вентиляційних труб з урахуванням пошкоджень та терміну експлуатації. Розрахунки за розробленою методикою свідчать про істотний залишковий ресурс конструкцій споруд понад проектний, навіть після тривалих термінів експлуатації. Тривалі терміни експлуатації можливі лише при негайному усуненні виявлених особливо небезпечних пошкоджень(тріщин, прогарів, утрати стійкості елементів).
Анотація (рус): 
Проблема обеспечения надежности в работе металлических дымовых и вентиляционных труб и их несущих башен в последнее время приобрела особенное значение в свяи с большим количеством случаев аварий на промышленных предприятиях. Это связано с тем, что много металлических дымовых и вентиляционных труб и их несущих башен отработало свой проектный ресурс (50 лет), во время эксплуатации возникло много дефектов и повреждений. Все это требует проведения диагностики и определения действительного технического состояния конструкций, оценки долговечности и остаточного ресурсу, выполнения ремонтных работ и обеспечения нормальной эксплуатации или надежности таких сооружений.
Анотація (англ): 
The problem of ensuring the reliability of the work of metal smoke and ventilation pipes and their bearing towers has recently gained special significance in connection with the large number of accidents at industrial enterprises. Methods of estimation of residual resource of bearing elements of high-rise buildings with various damage detected during diagnostics are developed. The formulas for determining the residual life of metal chimneys are given, the actual reserves of the residual resource are determined after long periods of operation for specific structures. In this work, variants of reinforcement of the elements of chimneys and towers with the most dangerous injuries (category A) – gaps, with cracks in the main metal and welds, with loss of the overall stability of the trunk of the pipe, have been developed and substantiated. On the basis of the analysis of the summation of internal and external stresses, we obtain formulas for calculating the elastic-deformation state of metal chimneys in the zone of through cracks and holes when performing construction reinforcement works by means of welds for overlays. The variants of amplification of smoke pipes after the destruction of stops of towers, which perceive wind loads, and as consequences of the loss of overall stability of the pipe are given. The research results make it possible to assess the reliability of metal smoke and ventilation pipes and their bearing towers after long operating periods, as well as used in the development of regulatory documents when assessing the technical condition and residual life of high-rise buildings.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2021, номер 106
Назва журналу, номер, рік випуску (рус): 
Сопротивление материалов и теория сооружений, 2021, номер 106
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Strength of Materials and Theory of Structures, 2021, number 106
Мова статті: 
Українська
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
15-106_yaroviy_savickiy_slobodyanyuk.pdf
Дата публікації: 
28 May 2021
Номер збірника: 
106
Університет автора: 
Харківський національний університет будівництва і архітектури, Харків ; ДВНЗ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Дніпро
Литература: 
  1. Барабаш М. С. Численное моделирование НДС конструкций с учетом стадий жизненного цикла зданий и сооружений / М. С. Барабаш // Международный научный журнал: International Journal for Computational Civiland Structural Engineering (Международный журнал по рас чету гражданских и промышленных конструкций). – 2015.–Vol. 11, Issue 1. – Р. 80–90.
  2. Воскобойник О.П. Методологія нормування технічних станів сталезалізобетонних конструкцій. Дис.. д-ра техн. наук/ ПНТУ ім.. Ю. Кондратюка. – Полтава, 2014. – 405 с.
  3. Гордеев В.Н. Нагрузки и воздействия на здания и сооружения / В.Н. Гордеев, А.И. Лантух-Лященко, В.А. Пашинский, А.В. Перельмутер, С.Ф. Пичугин. – М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2007. – 482 с.
  4. Зайнулин Р.С. Кинетика механохимического разрушения конструктивных элементов при стационарных и нестационарных нагрузках // Малоцикловая усталость – критерии разрушения и структуры материалов. Тез. докл. V Всесоюзного симпозиума. – Волгоград, 1987. – С. 176-178.
  5. Зайнулин Р.С. Расчеты ресурса оборудования трубопроводов с учетом фактора времени / Р.С. Зайнулин, А.Г. Вахитов, О.И. Тарабарин и др. - М.: Недра, 2003. – 50 с.
  6. Лифшиц В.И. Основные положения определения остаточного ресурса сосудов и аппаратов / В.И. Лившиц, В.Г. Татаринов // Химическое и нефтехимическое машиностроение. – 2000. – №8. – С. 8-10.
  7. Матюхин Г.В. Диагностика и оценка остаточного ресурса элементов конструкций из низколегированных сталей / Г.В. Матюхин, А.В Матюхин. А.В. Гридасов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. – 1991. – №3. – С. 28-35.
  8. Методика обследования технического состояния промышленных дымовых и вентиляционных труб / Х.М. Ханухов,  И.И. Симонов, С.Н. Яровой и др. // Стандарт саморегулирующей организации. СТО СРО ЭТМП 03-16. – М.: 2016. – 68 с.
  9. Михайлов Г.Г. Некоторые аспекты стратегии определения остаточного ресурса / Михайлов Г.Г., Конаков О.А., Колмаков А.Я. // Безопасность труда и промышленности. – М.: – 2007. – №1. – С. 44-45.
  10. Никифорова Т.Д. Научные основы и методы расчета конструкций заглубленных зданий с учетом внешних воздействий: дис.. д-ра техн. наук / ПДАБА. – Днепропетровск, 2016. – 390 с.
  11. Пашинський В.А. Методологія нормування навантажень на будівельні конструкції. Автореф. Дис.. доктора техн.. наук / ПДТУ. – Полтава, 1998.  – 33 с.
  12. Савицкий Н. В. Основы расчета надежности железобетонных конструкций в агрессивных средах: дис.. д-ра техн. наук / ПДАБА. – Днепропетровск, 1994. – 410 с.
  13. Сатьянов В.Г. Способ определения остаточного ресурса / В.Г. Сатьянов, П.Б. Питлипенко, В.А. Французов, С.В. Сатьянов, В.С. Котельников // Безопасность труда в промышленности. – 2007. – №12. –С. 34-39.
  14. Семко В.О. Оцінка надійності сталевих балок з дефектами / Полтава. – ПолНТУ, 2007. – 20с.
  15. Система забезпечення надійності та безпеки будівельних об'єктів. Загальні принципи забезпечення надійності та конструктивної безпеки будівель, споруд, будівельних конструкцій та основ: ДБН В.1.2-14-2009. – [Введены в действие с 2009-12-01] / Мінрегіонбуд України, 2009. - К.: ДП «Укрархбудінформ», 2009. – 30 с. (Державні будівельні норми України).
  16. Система надійності та безпеки у будівництві. Настанова. Основи проектування конструкцій (EN 1990:2002, IDN): ДСТУ-Н Б В.1.2-13:2008. – [Введены в действие с 2009-07-01] / МінрегіонбудУкраїни, 2009. - К.: ДП «Укрархбудінформ», 2009. – 81 с. (Національний стандартУкраїни).
  17. Сущев С.П. Оценка остаточного ресурса дымовых труб по критериям снижения жесткости и долговечности их несущей способности при эксплуатации // Вопросы безопасности объектов нефтегазового комплекса. – М: ЦИЭКС, 2004. – С.35-38.
  18. Сущев С.П. Оценка остаточного ресурса дымовых труб. – Уфа: МНТЦ «БЭСТСТ», 2003. – 50с.
  19. Яровий С.М. Надійність металевих димових і вентиляційних труб та їх несучих веж: дис. д-ра техн. наук / ХНУБА, ПДАБА. – Дніпро, 2018.  – 356 с.
  20. Яровий С.М. Фізико-статистичний метод оцінки надійності елементів металевих димових і вентиляційних труб та їх несучих веж / С.М. Яровий, С.О. Слободянюк, А.О. Титюк // Науковий вісник будівництва. Серія «Будівництво». – Харків: ХНУБА, 2019. – Том 2, № 2(96).  – С. 264-269.
 
References: 
1.     Barabash M. S. Chislennoe modelirovanie NDS konstruktsiy s uchetom stadiy zhiznennogo tsikla zdaniy i sooruzheniy ( Numerical modeling of VAT structures taking into account the stages of the life cycle of buildings and structures ) / M.S. Barabash // International Scientific Journal: International Journal for Computational Civil and Industrial Designs ). - 2015. – Vol. 11, Issue 1. - P. 80–90.2.     Voskoboynyk O.P. Metodologiya normuvannya tehnichnih stanIv stalezalizobetonnih konstruktsIy (Methodology of standards for technical stanal steel metallized constructions) Dis . Dr. tech. Sciences / PNTU im .. Yu. Kondratyuka. - Poltava, 2014. - 405 p.3.     Gordeev V.N. Nagruzki i vozdeystviya na zdaniya i sooruzheniya (Loads and impacts on buildings and structures) / V.N. Gordeev, A.I. Lantuh-Lyashchenko, V.A. Pashinsky, A.V. Perelmuter, S.F. Pichugin. - M.: Publishing House of the Association of Construction Universities, 2007. - 482 p.4.     Zaynulin R.S. Kinetika mehanohimicheskogo razrusheniya konstruktivnyih elementov pri statsionarnyih i nestatsionarnyih nagruzkah ( Kinetics of mechanochemical destruction of structural elements under stationary and non-stationary loads) // Low-cycle fatigue - criteria for fracture and structure of materials. Tez. Dokl.V All-Union Symposium. - Volgograd, 1987. - P. 176-178.5.     Zaynulin R.S. Raschetyi resursa oborudovaniya truboprovodov s uchetom faktora vremeni (Calculations of the lifetime of the equipment of pipelines, taking into account the time factor) / Zaynulin, A.G. Vakhitov, O.I. Tarabarin and others - M.: Nedra, 2003. - 50 p.6.     Lifshits V.I. Osnovnyie polozheniya opredeleniya ostatochnogo resursa sosudov i apparatov ( The main provisions of the determination of the residual life of vessels and apparatus ) / V.I. Lifshits, V.G. Tatarinov // Chemical and Petrochemical Engineering. - 2000. - №8. - P. 8-10.7.     Matyukhin G.V. Diagnostika i otsenka ostatochnogo resursa elementov konstruktsiy iz nizkolegirovannyih staley (Diagnostics and assessment of the residual life of structural elements of low-alloy steels) / G.V. Matyukhin, A.V. Matyukhin. A.V. Gridasov // Technical diagnostics and non-destructive control. - 1991. - №3. - P. 28-35.8.     Metodika obsledovaniya tehnicheskogo sostoyaniya promyishlennyih dyimovyih i ventilyatsionnyih trub ( Methods of inspection of the technical condition of industrial flue and ventilation pipes)  / Kh.M. Hanukhov, I.I. Simonov, S.N. Yaroviy and others. // Standard of self-regulatory organization. STO SRO ETMP 03-16. - M .: 2016. - 68 p.9.     Mikhailov G.G. Nekotoryie aspektyi strategii opredeleniya ostatochnogo resursa (Some aspects of the strategy for determining the residual resource ) /Mikhailov GG, Konakov OA, Kolmakov A.Ya. // Safety and industry. - M .: - 2007. - №1. - P. 44-45.10.   Nikiforova T.D. Nauchnyie osnovyi i metodyi rascheta konstruktsiy zaglublennyih zdaniy s uchetom vneshnih vozdeystviy (Scientific basis and methods for calculating the structures of buried buildings, taking into account external influences) Dis .. Dr. Techn. Sciences / PDABA. - Dnepropetrovsk, 2016. - 390 p.11.   Pashinsky V.A. Metodologiya normuvannya navantazhen na budivelnI konstruktsiy ( Methodology of normuvannya navantazhen on budivelny designs. Author. Dis .. Doctors of Technology. Sciences / PDTU. - Poltava, 1998. - 33 p.12.   Savitsky N.V.  Osnovyi rascheta nadezhnosti zhelezobetonnyih konstruktsiy v agressivnyih sredah (Fundamentals for calculating the reliability of reinforced concrete structures in aggressive environments) dis .. Dr. tech. Sciences / PDABA. - Dnepropetrovsk, 1994. - 410 p.13.   Satyanov V.G. Sposob opredeleniya ostatochnogo resursa (The method of determining the residual resource) / VG Satyanov, P.B. Pitlipenko, V.A. Frantsuzov, S.V. Satyanov, V.S. Kotelnikov // Industrial Safety. - 2007. - №12. - P. 34-39.14.   Semko V.O. Otsinka nadiynosti stalevih balok z defektami (Evaluation of steel beams with defects ) / Poltava. - PolNTU, 2007. – 20 p.15.   Sistema zabezpechennya nadIynostI ta bezpeki budIvelnih ob'EktIv. ZagalnI printsipi zabezpechennya nadIynostI ta konstruktivnoYi bezpeki budIvel, sporud, budIvelnih konstruktsIy ta osnov (The system of safeguarding the safeguarding of safe roads. The main principles of protection are constructive security without construction, construction, construction, and fundamentals) DBN V.1.2-14-2009 - [Enacted from 2009-12-01] / Ministry of Congregation of Ukraine, 2009. - К .: ДП «Ukrahrbudinform, 2009. - 30 p. (Derzhavnі Budivelnі Normi Ukraine).16.   Sistema nadiynosti ta bezpeki u budIvnitstvi (System nadiynostі that bezpeki at budivnitstvі) Nastanova. Establish a design project (EN 1990: 2002, IDN): ДСТУ-Н Б В.1.2-13: 2008 - [Entered into force on 2009-07-01] / Ministry of Regions of Ukraine, 2009. - К .: DP "Ukrahrbudinform", 2009. - 81 p. (National Standard of Ukraine).17.   Sushchev S.P. Otsenka ostatochnogo resursa dyimovyih trub po kriteriyam snizheniya zhestkosti i dolgovechnosti ih nesuschey sposobnosti pri ekspluatatsii (Assessment of the residual life of chimneys according to the criteria for reducing the rigidity and durability of their carrying capacity during operation) // Security Issues of Oil and Gas Facilities. - M: CIEKS, 2004. - P. 35-38.18.   Sushchev S.P. Otsenka ostatochnogo resursa dyimovyih trub (Assessment of the residual life of chimneys) - Ufa: ISTC “BESTST”, 2003. – 50 p.19.   Yarovij S.M. NadIynIst metalevih dimovih i ventilyatsIynih trub ta yih nesuchih vezh (Reliability of Metal Smoke and Ventilation Pipes and their Bearing Towers): dis .. Dr. tech. Sciences / HNUBA, PDABA. - Dnipro, 2018.  – 356 p.20.   Yaroviy S.M. Fiziko-statistichniy metod otsInki nadIynosti elementIv metalevih dimovih IiventilyatsIynih trub ta Yih nesuchih vezh (Physico-statistical method for assessing the reliability of elements of metal chimneys and ventilation pipes and their supporting towers) / S.M. Yaroviy, S.O. Slobodianiuk, A.O. Tityuk // Scientific Bulletin of Construction. Construction series. - Kharkiv: KhNUBA, 2019. - Volume 2, № 2 (96). - P. 264-269.