DB36T 937-2017 钢结构石油化工塔安全检测技术规程　　

备案号：53874-2017DB36Safetytestingtechnologyproceduresforsteelpetrochemical江西省质量技术监督局发布I 1 1 2 4 5 6 本标准起草单位：国家塔架质量监督检验中心、江西1钢结构石油化工塔安全检测技术规程下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的GB/T1229钢结构用高强度大六角型GB/T1230钢结构用高强度垫圈GB/T1231钢结构用高强度大六角螺栓、大六角螺母、垫圈技GB/T11345焊缝无损检测超声检GB/T13912金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及GB/T21431建筑物防雷装置检测技GB/T2975钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备GB/T29712焊缝无损检测超声检测GB/T3098.1紧固件机械性能螺栓、螺GB/T3323金属熔化焊焊接接头GB/T3632钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副GB/T3633钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副GB50205钢结构工程施工质量验收GB/T4336碳素钢和中低合金钢多元素含量的GB/T50621钢结构现场检测技2GB50046工业建筑防腐蚀设计GB50205钢结构工程施工质量验收GB50212建筑防腐蚀工程施工及验收GB50453石油化工建(构)筑物抗震设JGJ/T23回弹法检测混凝土抗压强度JG/T203钢结构超声波探伤及SH/T3507石油化工钢结构工程施DG/TJ08-003建筑锚栓抗拉拔、抗剪性能试验DG/TJ08-2011钢结构检测与鉴定技对检测项目的性能进行量测、检查、试验等，并将结果与标准规定的要求进行比较，以构件与环境中有害介质接触而产生化学变化，从而导致该材料性能的退化或材3采用仪器量测、现场巡查或远程视频监控等手段和方法，长期、连续地采集和收集反映能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器为了减少频谱能量泄漏，可采用不同的截取函数对信号进行截断频谱4.1.2检测所用仪器、设备及测量工具都应在计量检定或校准的有效4.1.3检测人员必须经过培训合格才能案。当发现检测、试验数据的数量不足或者应按本标准对石油化工塔进行检测:a)拟改变钢结构石油化工塔用途、使用条件或使用要求；b)拟对钢结构石油化工塔进行较大规模维修或其他形式结构改造；d)钢结构石油化工塔本身出现明显的结构功能退化现象或有明显的变形；e)钢结构石油化工塔受到灾害、事故等作用影响，并产生明显损伤；f)钢结构石油化工塔超过设计使用年限，拟延长其使用年限；g)对钢结构石油化工塔的抗力产生有根据的怀疑；h)在既有钢结构石油化工塔附近进行有关活动而可能对结构产生损伤。4 4 类型及数量54.2.2在检测过程中，应按下列具体要求对钢结构石油化工塔进a)收集相关图纸资料，如设计施工图和计算书、设计变更、沉降观测记录、材料质保书、材料检测文件、竣工图及竣工验收文件、历年安全检测b)现场基本情况调查及资料核对。当有施工图时，应进行现场校核；若无施工图，应根据结构实际状态绘制钢结构石油化工塔立面图，并标明塔高、根开、分段分节状况尺寸、规格材质，并且绘制钢结构石油化工塔所在位置的地形方位图，标明（坐标位置）、邻近道路、河浜、村庄、山脉及建筑物的相对位5.1.1塔架结构及其紧固螺栓的材料采用平炉或氧化钢、Q390钢和Q420钢，其质量应分别符合GB/T700,GB/T1591的规定。并应保证抗拉强度、伸长率、屈服强度、冷弯试验、冲击韧性的合格和硫、磷含量符合限5.1.2焊接塔架宜采用低氢型焊条(例如E45.1.3塔架采用螺栓连接时，应采用高强螺栓连接，其质量应分别符合GB/T1228、GB/T1229、5.1.4采用焊接连接的节点，当板厚等于或大于40mm，且65.2.1钢材力学性能检测应优先采用在结构中切取试样先测出里氏硬度值(HLD)，然后换算成布氏硬度(HB),再推算出强度，即HLD→HB→fb，根据fb一一抗拉强度5.2.2新建钢结构石油化工塔连接用高强度螺栓、普通螺栓及螺母应损伤、材料性能等。如有工程施工图，应复核设计图纸和现场检测的6.1.3钢结构构件应根据现状检测结果、结构验算分析结果和工作形态表现进6.1.4进行结构构件可靠性分析验算时a)结构构件验算采用的结构分析方法，应符合现行国家设计规范的规定；b)结构构件验算采用的计算模型应符合其实际受力与构造状况；c)结构构件荷载和作用应在调查或检测核6.1.7登高检测人员必须持证上岗，并），76.2.3构件的长细比，应以实测尺寸按相关设计规范检测数量：对既有石油化工塔，因生产或生活使用可能发生表观显性损伤的结构构件查，必要时可进行损伤程度的定量检测。在通过整体调查检测后，若目测未见明显损构件总数的20%样本数量进行抽样检测。对结构构件的几何尺寸、6.4.2单根构件扭曲度不大于0.5°。6.5.1法兰应紧密贴合。贴合后用0.4mm伤时，承载能力分析应考虑损伤对节点的不螺杆弯曲、螺纹外露丝口、连接零件是否齐全和锈蚀程度，8检测数量：既有钢结构石油化工塔普通螺栓连接检测的抽样，对于常规性检测，抽检6.7.2焊缝强度按焊缝高度及焊缝长度来决定，应确保焊6.7.4对于严重腐蚀的焊缝，应检查焊缝截面的腐蚀程度、剩余焊括裂纹、咬边、根部收缩、弧坑、电弧擦伤、接头不良、表面夹渣、焊缝饱满程度、表面气检测方法：角焊缝外观质量检测宜用目测，裂纹检查应辅以低倍放大镜，必要时可采或渗透探伤；焊缝尺寸检查可采用量具卡规及焊缝量角器进行测量。设计要求达到一、二料厚度b减去锈后的实际厚度δ,并以此进行实际厚度验算。严重的区段，每个区段选取8～10个测点，采用测加。取各区段算术平均量测厚度的最小值作为该板件实对角焊缝腐蚀情况，测量焊缝焊脚高度时，应根据焊缝的腐蚀状个，逐点测量焊缝厚度，取算术平均测量厚度作为焊缝实际厚度，并记录焊缝长度。按9干独立的结构单元。对每个结构单元应采用全数普查、重点抽查的a)钢构件表面涂层不应脱皮和返锈，涂层应均匀、无明显缺陷和损坏等。6.9.4热浸锌涂层的质量应确保在浸锌前构件处理严密彻底，即构件需除污除锈6.10.2预埋及后置螺栓抗拉拔检测主要测定材料抗拉拔强度和埋置握固力，预埋及6.10.3运行中的螺栓和后置钢筋，一般不做破坏性试验，只按母材强检测方法：用回弹仪测量回弹值、碳化深度测量仪测量碳化深度，推算混凝土强度，b)检测基础面有无塌陷、开裂、空洞、松散等缺陷情况，检测混凝土构件是否完整，混凝土保6.12.1由于钢结构石油化工塔工作环境的特殊性，现场检测应对影响其使用安全的6.12.2检测钢结构石油化工塔是否与地网有效连接，避雷针与防雷下线之间的焊接7.1.1在对结构进行详细检测、分析验算和鉴需的各种几何尺寸、材料特性参数、连接特征参数应根据检测结果取值。分析所采用的建模方似假定，应有理论或试验依据或经工程实践验证。分析采用的计算模型根据结构实际状况建立7.2.1作用在塔架表面上的风荷载标准值按公式2计算:=βzμsμzWo.........a）结构j振型i质点水平地震作用标准值应按公式3、公式4确定：Fji=ajγjXjiGi（i=1，2，3................n，j=1，2，3.................m）......(3)Fjij振型i质点水平地震作用标准值；aj相应j振型自振周期Tj的水平地震影响系数，按GB50011采用；Gi——集中于i质点的重力荷载代表值；Xjij振型i质点的水平相对位移；γj——j振型的参与系数。SEk——水平地震作用标准值效应；Sjj振型水平地震作用标准值的效应，可取前3个振型，当周期T>大于1.5s时可适当EVkVmaxeq....................................(6)FFHiHj分别为质点i、质点j的计算高度；Gi、Gj分别为集中于质点i、质点j的重力荷载代表值；Geq塔架等效总重力荷载，可取总重力荷a)永久荷载:塔架自重、排气筒自重、固定配管及设备自重等，取100%；7.2.6在基础设计中，塔架的地震作用可按GB7.3.3塔架构件的抗震承载力计算时，结构构件的重要性系数可取γoγRE7.3.6塔架水平位移应满足下面的要求:b)在地震作用下，塔架任意一点的最大水平位移不大于该点距地面高度的1/100。7.3.11三角形塔架或两个方向上的抗侧力结构体系不垂直的塔架，塔柱的地震大7.3.12计算由于垂直荷载设计值Ni——第i根塔柱内力设计值；Si−1——第i-1根横腹杆内力设计值；β——塔柱倾斜角；θ——塔柱水平投影与横腹杆的夹角。7.3.13计算塔架自重时应考虑节点板、法兰盘7.3.14轴心受拉和轴心受压构件强度应按下式1≤f....................................N——轴心拉力和轴心压力设计值；f——钢材的强度设计值。7.3.15轴心受压构件的稳定性应按公式11计算:≤f...........................A——构件毛截面面积；ϕ——轴心受压构件稳定系数，按GB50017采用。7.3.16压弯构件的强度计算应按公式1≤f.............................γx、γy——截面塑性发展数，γx=γy=1.0；Mx、My——计算截面上对X轴和Y轴的弯矩设计值；M7.3.17当弯矩x作用在主平面内时，压弯构件应按下式验算弯矩作用平Ma)弯矩作用平面内的稳定计算按公式13计算:N——轴心压力设计值，取所计算范围内的最大值；NEX——欧拉临界力；NEX=A.....................................Mx——所计算构件段范围内的最大弯矩；βmx——弯矩作用平面内等效弯矩系数；b)弯矩作用平面外的稳定性验算按公式15计算:≤f.................................ϕy——在弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数，按GB50017取值；ϕb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按GB50βtx——弯矩作用平面外等效弯矩系数，根据两相邻支承点间构件段内的荷载和内力情况，参7.3.18在地震作用组合中，塔架的人字或V形斜腹杆的受压承载力应予以折减，折减系数(ΨN.br）ΨN.brλ——受压腹杆的长细比；7.3.19用作减少轴压构件或压弯构件在弯矩作用平面外计算长度而设置的支撑≤ffw.....................................Ni——第i根杆件的轴力设计值；he——角焊缝的有效厚度，等于0.7hf(hf为较小焊当α≤90ο时，he=0.7hf；α为两焊脚边的夹角。lwi—第i根杆件的角焊缝的总计算长度，当未采用引弧板施焊时，每条焊缝的长度取实际长度减去2hf。ffw—角焊缝的强度设计值，按附录A表A.1取值。Ny、Vh——汇交于节点板上的主动杆件的内力与作用在节点上的外荷载的合力的垂直分力和水在对接接头和T形接头中，承受弯矩和剪力共行验算:≤ftwcw.......................≤fvw......................在同时受有较大正应力和剪应力处，应按公式22验算折算应力:tw.................................γοNc≤ηο............................ηο——大直径空心球节点承载力调整系数，当空心球直径<500mm时，ηο=1.0,当空心球直δ——空心球壁厚；f——钢材的抗拉强度设计值。N——杆件内力设计值；.................................在抗剪连接中，每个高强螺栓的承载力设计值应按公式26计算:nf——传力摩擦面数目；μ——摩擦面的抗滑移系数，应按表2采用；在螺栓杆轴方向受拉的连接中，每个高强度螺栓的承载力设计值按公式27取:NNb=08P 应按公式28计算:Nν、Nt—一个高强螺栓所承受的剪力和拉力；N、Ntb—一个高强螺栓的受剪、受拉承载力设计值。表2摩擦面的抗滑移系数μ不同钢号构件的抗滑移系数μ表3一个高强度螺栓的预拉力P不同公称直径螺栓的预拉力P（kN）M16M20M22M24M27M30承压型连接的高强度螺栓的预拉力尸应与摩擦型连接高强度螺栓相同，连接处=d.Σt.fcb....................................Σt——在不同受力方向中一个受力方向承压构件总厚度的较小值；fvb、fcb——高强度螺栓的抗剪和承压强度设计值，按本规范表A.2取值。ftb.....................................ftb——高强度螺栓的抗拉强度设计值。Nν、Nt——某个承压型高强度螺栓所承受的剪力和拉力；N、Ntb、N—一个承压型高强度螺栓的受剪、受拉和承压承载力设计值。r——铰腕剪应力的设计强度折减系数，取0.75；...........................................................................r—铰腕弯曲应力的设计强度折减系数，取0.85。变形监测，以及混凝土裂缝监测、结构振动监测、风及8.2.1应变监测可选用电阻应变计、振弦式应变计、光纤类应变计等应变8.2.5应变计宜布置在结构上应力最高的部位，并沿最大受拉或者受8.3.1变形监测可分为水平位移监测、垂8.3.2监测方法可分为机械式测试8.3.3变形基准值监测应减少温度等环境因素的影响，并结合环境及效应对监测结果进8.3.9倾斜监测宜采用倾斜传感器，倾斜传感器可根据监测要求选用固定式或便携式倾8.3.10倾斜监测频次应根据倾斜变化速度确定，宜与位移监测频次相协调。当发现倾斜8.3.11应变监测应与变形监测频次宜采用同步实时监测，以实时反映环境荷载作用下的化，推断结构抗力变化规律，以及与设计方案标监测在使用期内结构的变形与外载荷的关系，以及结构空间位置随时间的变化规律。采用的系统和高程坐标系统可与施工采用的系统一致。局部相对变形测量可不建立基准网，但应考8.3.13应在倾斜较显著的位置，或能准确反映钢结构石油化工塔整体变形特征的位置，8.4.3传感器的量程应大于裂缝的预警宽度，测量方向应与裂缝8.4.4对于石油化工塔基座混凝土开裂部位应采用裂缝监测方法，连续观测其长度和宽度律。借助裂缝萌生和扩展变化规律推断承载能力变化趋势，为安全性评估提供a)加速度量测可选用力平衡加速度传感器、电动速度摆加速度传感器、ICP型压电加速度传感b)速度量测可选用电动位移摆速度传感器，也可通过对加速度传感器的积分获得速度值；位移c)结构在振动荷载作用下产生的振动位移、速度和加速度应测定一定时间段内的时间历程。8.5.3振动监测前，宜进行结构动力特性测试，或结构动态的量测要求，确保较高的信噪比。振动位移、速度结构自振频率、振幅和阻尼比。监测参数可选择加速度、速度、位移及应变，以反映结构a)风压监测宜选用微压量程、具有可测正负压的压力传感器，也可选用专用的风压计；b)风压传感器的安装应避免对结构外立面的影响，并采取有效保护措施；c)风压测点宜根据风洞试验的数据和结构分析的结果确定；无风洞试验数据时，可根据风荷载d)风速仪应安装在工程结构绕流影响区域之外；f)监测结果应包括脉动风速、平均风速和风向。点监测风压、风速和风向。以获得更准确的环境载荷数据及结构响应信息，为结构当前服8.6.7对风敏感的石油化工塔有验证要求a)风致响应监测应对不同方向的风致响应进行量测，应根据监测目的和内容布置传感器；b)应变传感器应布置在应变较大或刚度突变能反映结构风致响应特征的位置；c)对位移有限制要求的结构部位宜布置位移传感器。8.7.3环境温度及构件温度监测应符a)温度监测的测点应布置在温度梯度变化较大位置，以反映温度场变化规律；b)对结构应力及变形受环境温度影响大的区域，宜增加温度监测点；c)大气温度仪可与风速仪一并安装在结构表面，获得大气温度值；d)温度传感器宜选用监测范围大、精度高、线性化及稳定性好的传感器；e)监测频次应与结构应力监测和变形监测保持一致；f)长期温度监测时，监测结果应包括日平均温度、日最高温度和日最低温度；结构温度分布监a)湿度宜采用相对湿度表示，湿度计监测范围应为12%RH～99%RH；b)湿度传感器要求响应时间短、温度系数小，稳定性好以及湿滞后作用低；c)大气湿度仪宜与温度仪、风速仪一并安装。宜布置在湿度变化大，对结构耐久性影响大的部d)长期湿度监测时，监测结果应包括日平均湿度、日最高湿度和日最低湿度。8.8.1对工作在氯离子含量较高或受腐蚀影响较大区域8.8.2腐蚀监测方案中应包括腐蚀监测方法、监测参数、监测位置和8.8.4腐蚀监测参数可包括钢架的腐蚀电位、腐蚀电流和混结构，可在施工过程中将传感器埋入预定的位置；对既有结构，可在结构相应a)设计阶段提出安全监测系统的设计方案、仪器设备的技术指标要求、仪器设备清单和投资概b)施工阶段应根据监测系统设计要求，严格按照设计单位提出施工详图承建施工；c)施工单位应做好仪器设备的埋设、安装、调试和保护；工程竣工验收时，应将竣工图、埋设d)系统试运行阶段应缩短监测周期，验证所有监测设施、仪器运行的有效性和准确性，达到设计要求后投入正常运行，对不符合设计要求的仪器设备应调e)运行期间应做好监测系统和设施的检查、维护、校正，监测数据分析和备份，监测报告的编a)数据采集装置，能适应应答式和自报式两种方式，进行定时测量；b)监控主机和管理计算机配置应满足监测系统的要求，并应配置必要的外部设备。8.10.4监测数据的处理与信息反馈宜实现数据采集、分析和查询的一体化以及监测8.10.5工程监测成果资料应完整、清晰、签字齐全。监测成果应包括现场监测、计算分析8.10.6监测数据分析应分析各监测量的大小、变化趋势，以及效应量与原因量之间的关系程度。判断各监测量的变化和趋势是否正常、是否符合技术要求。并应对各监测结果进行综合判断结构异常和不安全因素，评估结构的安全状态及变8.10.7通过监测数据整编、分析，为结构设计及安全评价提供可靠依据。监测报告和资料整编，应9.1.2检测人员应依据检测结论编制9.1.3钢结构石油化工塔加固可根据实际情况采用改变结构计算图形、连接加该方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法。其常a)增设支撑形成空间结构并按空间结构进行验算；b)增设支撑或辅助杆件使构件的长细比减少以提高其稳定性；c)改变荷载分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载；e)增设中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构；连接加固方法根据加固的原因、目的、受力状态、构造和施工条件，并考虑原有结构的而确定。可采用焊接、高强度螺栓连接和焊接与高强度螺栓混合连当原结构使用焊缝连接，或原结构虽不是焊缝连接，但采用焊缝连接加固。原焊缝连接加固时，可用新焊缝对原焊缝加长或增加有效厚度，或增加对于原结构采用螺栓连接的，当原有构件钢材的可焊性不满足要求，或加固过程中不允对于直接承受动力荷载的结构，高强度螺栓应采用摩擦型用焊缝加固普通螺栓或铆钉连接时，由于焊缝连接的刚度比普通螺栓或铆钉大的多，焊缝达到极限状态时，普通螺栓或铆钉承担的荷载还很小，因此不应考虑两种连接共同工焊缝承受全部作用力进行计算，同时，为保证施工的安全可靠，不宜拆除原有连接件。采a)杆件几何尺寸测量中，要对个别杆件平直度进行校正；b)检测法兰及节点板贴合率、螺栓穿孔率、拧紧率时，可将螺母校正和拧紧一并进行，并经拧c)在检测过程中发现构件松动、缺失、锈蚀时，可在检测过程中顺带将松动螺栓拧紧和少量不严重的锈斑进行除锈，并立即刷上防护油漆（无机富锌漆），如d)法兰面贴合不严实，出现缝隙，通过校正无法消除时，是否加设垫片加以补救，做好相关记3)在山上,接地带输入端阻值是否过大（过大应将接地带延伸至山脚潮湿处）。a)钢结