ORDIN
Nr. 179 din 15 februarie 2005
pentru aprobarea Reglementarii tehnice "Cod de cerinte privind
proiectarea, executia, urmarirea comportarii, repararea si consolidarea
cosurilor industriale din beton armat", indicativ NP 108-04*)
ACT EMIS DE: MINISTERUL TRANSPORTURILOR, CONSTRUCTIILOR SI
TURISMULUI
ACT PUBLICAT IN: MONITORUL OFICIAL NR. 437 bis din 24 mai 2005
*) Ordinul nr. 179/2005 a fost publicat in Monitorul Oficial al Romaniei,
Partea I, nr. 437 din 24 mai 2005 si este reprodus si in acest numar bis.
In conformitate cu art. 38 alin. 2 din Legea nr. 10/1995 privind calitatea
in constructii, cu modificarile ulterioare,
in temeiul art. 2 pct. 45 si al art. 5 alin. (4) din Hotararea Guvernului
nr. 412/2004 privind organizarea si functionarea Ministerului Transporturilor,
Constructiilor si Turismului, cu modificarile si completarile ulterioare,
avand in vedere Procesul-verbal de avizare nr. 13 din 30 septembrie 2004 al
Comitetului tehnic de specialitate - CTS 5 si Procesul-verbal de avizare nr. 26
din 15 octombrie 2004 al Comitetului tehnic de coordonare generala,
ministrul transporturilor, constructiilor si turismului emite urmatorul
ordin:
Art. 1
Se aproba Reglementarea tehnica "Cod de cerinte privind proiectarea,
executia, urmarirea comportarii, repararea si consolidarea cosurilor
industriale din beton armat", indicativ NP 108-04, elaborata de
Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti - UTCB, prevazuta in anexa care
face parte integranta din prezentul ordin.
Art. 2
Prezentul ordin se publica in Monitorul Oficial al Romaniei, Partea I, si
intra in vigoare in termen de 30 de zile de la data publicarii.
Art. 3
La data intrarii in vigoare a prezentului ordin orice dispozitii contrare
isi inceteaza aplicabilitatea.
Ministrul transporturilor,
constructiilor si turismului,
Gheorghe Dobre
ANEXA 1*)
*) Anexa este reprodusa in facsimil.
COD DE CERINTE PRIVIND
proiectarea, executia, urmarirea comportarii, repararea si consolidarea
cosurilor industriale din beton armat, indicativ NP 108-04
1 Domeniu de aplicare
Acest cod are ca obiect definirea cerintelor generale si a criteriilor
fundamentale de performanta pentru proiectarea, executia si urmarirea
comportarii in exploatare a tuturor tipurilor de cosuri industriale
independente, inclusiv a protectiilor termice si anticorozive. Cerintele si
criteriile aplicabile cosurilor independente pot fi folosite cu unele
particularitati si in cazul cosurilor ancorate sau legate de alte structuri.
Proiectarea structurala trebuie sa tina seama de actiunile rezultate din
procesul de exploatare, precum si de celelalte actiuni pentru a asigura
indeplinirea cerintelor esentiale de rezistenta, stabilitate, durabilitate si
siguranta in exploatare [1, 2]. Cerintele legate de aspectele particulare ale
rezolvarii sunt detaliate in reglementari dedicate respectiv cosurilor din
beton armat, cosurilor metalice sau sistemelor de protectie termica si
anticoroziva.
Raspunzand unor necesitati practice actuale legate de reabilitarea
cosurilor industriale din beton armat aflate la sau catre sfarsitul duratei de
serviciu, in capitolul 9 sunt precizate cerintele esentiale legate de procesul
de reparare si/sau consolidare al acestora.
2 Reglementari tehnice europene/internationale si nationale de referinta
1. CEN - TC 297 prEN 13084-1 Free standing industrial chimneys - General
Requirements
2. CEN - TC 250 EN 1990 Eurocode 0: Basis of design and
EN 1991-1 Eurocode 1: Actions on structures
3. CEN - TC 250 prEN 1992-1-1 Eurocode 2: Design of concrete structures -
Part 1: General rules and rules for buildings
4. CEN - TC 250 prEN 1998-1 Eurocode 8: Design of structures for earthquake
resistance - Part 1: General rules, seismic actions and rules for buildings
5. CICIND Model Code for Concrete Chimneys; Part A: The Shell with
Commentaries 2001 and Part B: Brickwork Lining with Commentaries, CICIND,
Zurich, Switzerland, 1991
6. CICIND Model Code for Steel Chimneys with Commentaries, CICIND, Zurich,
Switzerland, 2002
7. CICIND Manual for the Inspection of Brickwork and Concrete Chimneys,
CICIND, Zurich, Switzerland, 1993
8. SR EN 13187 Performanta termica a cladirilor. Detectia calitativa a
neregularitatilor termice in anvelopa cladirilor. Metoda termografiei in
infrarosu.
9. P130-99 Normativ privind urmarirea comportarii in timp a constructiilor
10. STAS 10107/0-90 Constructii civile si industriale. Calculul si
alcatuirea elementelor din beton, beton armat si beton precomprimat
11. NE 012-99 Cod de Practica pentru executarea lucrarilor de beton, beton
armat si beton precomprimat. Partea A: Beton armat, Partea B: Beton
precomprimat
12. C 244 - 93 Ghid pentru inspectare si diagnosticare privind
durabilitatea constructiilor din beton armat si beton precomprimat, Bul.
Constructiilor 9/1993.
13. P 100-92 Normativ pentru proiectarea antiseismica a constructiilor de
locuinte, social-culturale, agrozootehnice si industriale
14. P133-96 Normativ pentru proiectarea cosurilor industriale din beton
armat monolit
15. P127-94 Normativ de proiectare si executie a protectiei termice si
anticorozive la cosurile din beton armat
16. C41-86 Normativ pentru alcatuirea, executarea si folosirea cofrajelor
glisante
17. Legea nr. 453/2001 pentru modificarea si completarea Legii nr. 50/1991
privind autorizarea executarii lucrarilor de constructii
18. Legea nr. 10/1995 privind calitatea in constructii
3 Terminologie. Definitii
Pentru aplicarea prevederilor acestui normativ se vor folosi urmatoarele
definitii:
- element portant: parte a structurii care preia incarcari locale sau de
ansamblu
- trunchi portant: componenta a suprastructurii cosului avand rolul de a
transmite fundatiei greutatea tubulaturii de evacuare, precum si efectele
incarcarilor orizontale din vant/seism. Poate fi format din trunchiul portant
curent si soclu.
- sistem de protectie: ansamblul elementelor care realizeaza separarea
amestecului gazelor evacuate de trunchiul portant. Este alcatuit din tubul de
evacuare a gazelor, structura de rezemare a tubului (structura interioara),
termoizolatie si spatiul de aer dintre tub si trunchiul portant.
- tub de evacuare a gazelor: membrana structurala/autoportanta a sistemului
de protectie. Delimiteaza spatiul de scurgere a gazelor prin cos si asigura
protectia trunchiului portant fata de agresivitatea chimica si (partial)
termica a substantelor evacuate.
- spatiu vizitabil: spatiu de aer - avand de regula ventilatie naturala -
situat intre tubul de evaluare si trunchiul portant, si prevazut cu
posibilitatea de acces pentru persoane
- stabilizator: dispozitiv aplicat pe suprafata exterioara a trunchiului
portant in scopul reducerii oscilatiilor transversale pe directia vantului.
- coronament: sistem de protectie a trunchiului portant, tubului de
evacuare a gazelor si, daca exista, spatiului vizitabil, situat la varful
cosului.
- prize de sustinere: tevi (dispozitive) filetate inserate in trunchiul
portant din beton armat pentru a permite aplicarea ulterioara a unor elemente
(scari, trepte) de catarare.
- circulatie descendenta: suctiune la varf pe fata opusa bataii vantului
care imprima o tendinta locala de miscare descendenta a gazelor evacuate.
- cos ancorat: cosul a carui stabilitate este asigurata partial prin
intermediul unor cabluri ancorate.
- flux termic netranzitoriu: regim de propagare a caldurii in care orice
punct temperatura ramane constanta in timp.
- flux termic tranzitoriu: regim de propagare a caldurii in care
temperatura din punctele caracteristice este variabila in timp.
- suprapresiune: exista atunci cand presiunea in interiorul tubului de
evacuare a gazelor este mai mare decat presiunea in exteriorul tubului.
- depresiune/subpresiune: exista atunci cand presiunea in interiorul
tubului de evacuare a gazelor este mai mica decat presiunea in exteriorul
tubului.
4 Cerinte generale avute in vedere la proiectarea cosurilor industriale
4.1 Materiale
Materialele folosite pentru realizarea cosurilor vor avea aptitudinea de
utilizare confirmata prin existenta standardelor nationale de produs. In
absenta unor standarde nationale se pot folosi alte produse doar daca
proprietatile acestora sunt verificate prin incercari de laborator si
aptitudinea de folosire este confirmata printr-un agrement tehnic conform
procedurii legale. (Anexa la Hotararea Guvernului nr. 766/1997). Incercarile de
laborator vor modela dupa caz complexul solicitarilor mecanice, tehnice si
chimice existent intr-un cos industrial.
Pentru cazul particular al cosurilor de fum din beton armat sau al
sistemelor de protectie se vor urmari prevederile specifice din normativele
P133 si respectiv P127.
4.2 Cerinte legate de evacuarea gazelor
4.2.1 Aspecte generale
Deplasarea masei de gaze calde de la cazanul de ardere pana la varful
cosului trebuie sa faca obiectul unor verificari prin calcule termice si de
dinamica fluidelor care vor urmari sa asigure ca miscarea se face cu efecte
controlabile asupra mediului construit parcurs si in conditii de siguranta in
exploatare.
Calculele mentionate in aliniatul precedent vor fi bazate pe parametrii
precizati in paragraful 4.2.2 ca date de intrare. Aceeasi precizare este
valabila si pentru evaluarea agresivitatii/incarcarii chimice asupra
elementelor constructive care vin in contact direct cu gazele evacuate.
4.2.2 Tema tehnologica
Urmatorii parametri vor fi precizati tinand seama de regimul de functionare
normala sau, in masura previzibila, de avarie al cosului.
a) regimul de functionare al cosului, acesta putand fi continuu,
intermitent sau ocazional;
b) periodicitatea intreruperilor planificate ale functionarii in vederea
efectuarii de inspectii si, eventual - reparatii la interior;
c) compozitia gazelor evacuate si concentratiile substantelor nocive in
aceste gaze;
d) concentratia de praf si, in mod particular, de praf abraziv in gazele
evacuate;
e) debitul fiecarui canal de gaze care deverseaza in cos;
f) temperatura gazelor la intrarea fiecarui canal in cos;
g) temperaturile maxime ale punctului de roua al gazelor evacuate;
h) presiunea admisibila sau necesara la intrarea canalelor de fum in cos;
i) altitudinea amplasamentului, precum si aspectele particulare ale
topografiei locale (daca exista);
j) temperaturile medie, maxima si minima ale temperaturii exterioare;
k) valorile medie, minima si maxima ale presiunii atmosferice;
l) valorile medie, maxima si minima ale umiditatii atmosferice;
m) parametri de functionare prevazuti de producator pentru instalatia de
ardere.
4.2.3 Calculul fluxului termic
Se vor determina temperaturile in tubul de evacuare a gazelor, straturile
de termoizolatie si trunchiul portant. Se va evalua de asemenea prin calcul
scaderea de temperatura din gazele evacuate intre cota de acces si varful
cosului.
In situatiile in care temperatura gazelor evacuate rezulta in vecinatatea
punctului de zona acida sau in care cerintele de tiraj sunt indeplinite la
limita scaderea de temperatura dintre cota de acces a canalelor si varful
cosului se va evalua atat pentru gazele evacuate, cat si pentru fata interioara
a tubului de evacuare.
In Tabelele 4.1 si, respectiv, 4.2 se prezinta valorile recomandate ale
conductivitatii termice si coeficientilor de transfer termic pentru materialele
si situatiile curent intalnite in practica. Pe baza unor date experimentale
concludente se vor putea lua in calcule si alte valori diferite de acestea,
precum si valori pentru materiale care nu au fost incluse in Tabelul 4.1
4.2.4 Calcule de dinamica a gazelor
Calculele legate de miscarea gazelor vor descrie vitezele curentului de
evacuare si variatiile de presiune in interiorul cosului. Se va tine seama de
densitatile gazelor evacuate si ale aerului din mediul ambiant, precum si de
pierderile de energie pe traseul de evacuare, cum ar fi cele produse de
schimbarile de directie, frecare sau petrecerile intre tronsoane. Daca tubul de
evacuare este permeabil fata de gaze, cum este in cazul zidariei antiacide, nu
este admisa in conditii de functionare normala prezenta unor presiuni pozitive
la fata interioara a tubului.
Tabelul 4.1: Conductivitatea termica a materialelor de constructii
______________________________________________________________________________
| Material | Densitate*)| Temperatura*) |
Conductivitatea|
| | ro | T | termica
|
| | | | lambda
|
| | kg/mc | grade C | W/(m*K)
|
|________________________________|____________|_______________|________________|
| Beton | | | 2,1
|
| Beton usor | 1800 | | 0,9
|
| | 2000 | | 1,2
|
| Zidarie | 1800 | | 0,8
|
| | 2000 | | 1,0
|
| | 2200 | | 1,0
|
| Zidarie artificiala | | | 1,2
|
| Zidarie din blocuri diatomitice| 800 | 200 | 0,18
|
| | 800 | 400 | 0,19
|
| | 800 | 600 | 0,21
|
| | 500 | 200 | 0,09
|
| | 500 | 400 | 0,10
|
| | 500 | 600 | 0,11
|
| Sticla spongioasa | 130 | 20 | 0,05
|
| | 130 | 200 | 0,09 |
| | 130 | 300 | 0,12
|
| Vata minerala | 100 | 20 | 0,035
|
| | 100 | 100 | 0,045
|
| | 100 | 200 | 0,060
|
| Otel pentru constructii | | | 60,0
|
| Otel inoxidabil | | |
|
| -18 Cr 8 Ni, 20 Cr 10 Ni | | | 21,0
|
| -36 Ni | | | 15,0
|
|________________________________|____________|_______________|________________|
| *) NOTA: Acolo unde nu se specifica valori ale densitatii si temperaturii,
|
| se poate aprecia ca marimea conductivitatii nu depinde de aceste marimi.
|
|______________________________________________________________________________|
Tabelul 4.2: Coeficienti de transfer termic
______________________________________________________________________________
| Zona | Coeficientul de
|
| | transfer termic
|
| | alfa
|
| | W/(mp*K)
|
|_________________________________________________________|____________________|
| Suprafata interioara a captuselii | 8 + v*) |
| In cazurile in care exista spatiu de aer ventilat intre |
|
| tubul de evacuare si trunchiul portant pentru: |
|
| - suprafata exterioara a tubului | 8*)
|
| - suprafata interioara a trunchiului portant | 8*)
|
| In cazurile cand exista spatiu de aer neventilat intre |
|
| tubul de evacuare si trunchiul portant: |
|
| - la fata exterioara a tubului: |
|
| T_et > 80 grade C |
20*) |
| T_et </= 80 grade C | 12*)
|
| - la fata interioara a trunchiului portant | 8*)
|
| Suprafata exterioara a trunchiului portant | 24*) |
|_________________________________________________________|____________________|
| *) Valori aproximative care furnizeaza rezultate suficient de apropiate de
|
| realitate pentru tuburi de evacuare cu diametrul interior mai mare de 1 m
|
| *) v este viteza medie a gazelor evacuate in m/s |
| *) Pentru verificarile de rezistenta a materialelor la temperatura maxima |
| de lucru se va lua valoarea 6
|
|______________________________________________________________________________|
4.2.5 Agresivitatea chimica
Agresivitatea chimica asupra materialelor de constructie in contact cu
gazele evacuate se poate manifesta prin actiunea unor solutii acide rezultate
din condensarea unor compusi rezultati in focarul de ardere si care produc acid
sulfuric sau clorhidric.
In functie de natura si durata de manifestare, agresivitatea se clasifica
in urmatoarele clase: a) redusa; b) medie; c) ridicata; d) foarte ridicata. In
tabelul 4.3 se prezinta clasificarea agresivitatii gazelor continand SO3 in
functie de numarul anual de ore de functionare sub temperatura de roua acida.
Intervalele de timp in care cosul nu functioneaza nu vor fi incluse in numarul
orelor de serviciu.
Valorile din tabelul 4.3 au fost stabilite pentru o concentratie de
referinta a trioxidului de sulf SO3 de 50 mg/mc. Pentru alte concentratii,
orele de functionare din tabelul 4.3 se vor transforma in raport invers cu
continutul de SO3. Daca in momentul evaluarii nu se cunoaste continutul de SO3,
in lipsa unor date instrumentale se poate estima un raport de 5% de
transformare a SO2 in SO3. Pentru alte gaze agresive nivelul de agresivitate se
va determina prin metode specifice.
Temperatura corespunzatoare punctului de zona acida pentru amestecul de
gaze continand vapori de apa (H2O) si de trioxid de sulf (SO3) se poate
determina cu relatia:
1000
T_PRA=-------------------------------------------------------------------- -
273
1,7842+0,0269log(P_H2O)-0,1029log(P_SO3)+0,0329log(P_H2O)*log(P_SO3)
in care:
T_PRA este temperatura punctului de zona acida, exprimata in grade C
P_H2O este continutul procentual de vapori de apa raportat la unitatea de
volum a amestecului
P_SO3 este continutul procentual de vapori de trioxid de sulf raportat la unitatea
de volum a amestecului
Log reprezinta logaritmul in baza 10
In general, materialele de constructie nu sunt atacate chimic de gaze in
stare uscata, ci doar atunci cand se manifesta actiunea combinata a acestora si
a umezelii. Se subliniaza totusi ca prezenta clorurilor sau fluorurilor in
solutia de condens mareste substantial ritmul coroziunii. Pentru aceste
situatii nivelul de agresivitate chimica se va considera "ridicat",
daca numarul de ore de functionare pe an sub temperatura de roua acida
depaseste 25.
Tabelul 4.3: Nivelul de agresivitate chimica generat de gaze cu continut de
SO3 de 50 mg/mc
______________________________________________________________________________
| Nivelul de | Numarul de ore de functionare pe an*1)
|
| agresivitate
|_______________________________________________________________|
| chimica | Fata interioara a tubului de | Elementele protejate de tubul
|
| | evacuare | de evacuare |
|
|______________________________|________________________________|
| | T_PRA > 150 | T_PRA </= 150 | T_PRA > 150 | T_PRA
</= 150 |
| | grade C | grade C | grade C | grade C
|
|______________|______________|_______________|_______________|________________|
|Redus | < 10 | < 30 | < 50 |
< 150 |
| | | | |
|
|Mediu |intre 10 si 50|intre 30 si 150|intre 50 si 250|intre 150 si
750|
| | | | |
|
|Ridicat |intre 50 si |intre 150 si |intre 250 si |intre 750 si
|
| |1000 |3000 |5000 |15000*2)
|
| | | | |
|
|Foarte ridicat| > 1000 | > 3000 | > 5000 |
> 15000*2)|
|______________|______________|_______________|_______________|________________|
| *1) Ore in care temperatura elementului expusa atacului coroziv coboara sub
|
| punctul de roua acida al amestecului de gaze in contact cu elementul
|
| *2) Marime data doar ca valoare de interpolare (a se vedea aliniatul 3 al
|
| paragrafului de fata). Numarul real nu poate depasi 8760 ore (1 an)
|
|______________________________________________________________________________|
Indiferent de regimul de temperatura, agresivitatea chimica se va considera
foarte ridicata atunci cand concentratiile de halogen depasesc urmatoarele
limite:
- Acid fluorhidric: 0.025% raportat la unitatea de masa (300 mg/mc la 20
grade C si presiune de 1 bar)
- Clor elementar: 0.1% raportat la unitatea de masa (1300 mg/mc la 20 grade
C si presiune de 1 bar)
- Acid clorhidric: 0.1% raportat la unitatea de masa (1300 mg/mc la 20
grade C si presiune de 1 bar)
Se vor lua masuri de prevedere pentru a evita racirea necontrolata a unor
zone care pot fi expuse riscului coroziunii locale chiar in cosuri care
functioneaza in general si in mod curent la temperaturi deasupra punctului de
roua. Racirea locala se poate datora:
- tirajului fals
- puntilor termice create de flanse, stabilizatori sau alte piese atasate
cosului
- diferentelor de temperatura in rezemari
- circulatiei descendente la varful cosului.
Agresivitatea chimica se mai poate manifesta si daca gazele potential
corozive condenseaza in zona de evacuare datorita contactului cu atmosfera si
ajung in contact cu suprafetele interioara sau exterioara ale cosului sau daca
in regim tranzitoriu la pornire temperatura gazelor coboara sub punctul de
roua.
4.3 Efecte asupra mediului inconjurator
4.3.1 Zgomot
Nivelul de zgomot produs de cos se va incadra in limitele permise de
legislatia in vigoare.
In mod obisnuit aceasta cerinta este indeplinita daca viteza de evacuare a
gazelor la varf nu depaseste 25 m/s. In situatii speciale, de exemplu daca se
amplaseaza un ventilator in interiorul cosului sau daca viteza de evacuare
depaseste 25 m/s, se va face dovada incadrarii nivelului de zgomot in limitele
prescrise.
4.3.2 Temperatura
Diferenta pozitiva de temperatura produsa de gazele evacuate la nivelul
suprafetei exterioare a cosului in zonele cu care oamenii pot veni in contact,
nu va depasi 10 grade C. Daca aceasta cerinta nu poate fi indeplinita se vor
lua masuri efective pentru a preveni atingerea accidentala a peretelui cosului.
Temperatura aerului in interiorul spatiului vizitabil va indeplini
urmatoarele conditii:
a) Temperatura aerului nu va depasi 40 grade C;
b) Cresterea de temperatura datorata vecinatatii cu gazele evacuate nu va
depasi 10 grade C.
4.3.3 Caderi de gheata
Daca se anticipeaza posibilitatea formarii unor blocuri de gheata pe
suprafetele aferente cosului se vor lua masuri corespunzatoare pentru a evita
pagubele produse de posibila cadere a acestor blocuri de la inaltime. Aceste
masuri constau fie din instalarea unor opritori, fie din prevederea unor
echipamente de incalzire.
Observatie:
Prevederile de mai sus sunt specifice cosurilor alimentate prin intermediul
unor statii de desulfurizare a gazelor.
4.3.4 Emisii de gaze si praf
Conditiile limitative privind efectele poluante asupra mediului
inconjurator trebuie sa fie in acord cu prevederile de legislatie referitoare
la protectia mediului.
4.4 Izolatii termice
Un sistem eficient de izolare termica trebuie sa satisfaca urmatoarele
cerinte:
a) reducerea gradientului termic si, implicit, a eforturilor de natura
termica in materialul tubului de evacuare a gazelor;
b) reducerea pierderilor de caldura ale gazelor aflate in circulatie
ascendenta in interiorul tubului avand ca efecte pozitive
b.1 minimizarea caderii de temperatura a gazelor pe inaltimea cosului,
esentiala in cazul gazelor care acced in cos la temperaturi apropiate de
punctul de roua acida.
b.2 imbunatatirea tirajului
c) reducerea gradientului termic si a solicitarilor corespunzatoare in
trunchiul portant.
La alegerea sistemului de izolare termica se vor analiza urmatoarele
cerinte specifice:
- stabilitatea structurala pe termen lung. Materialul ales trebuie sa nu
prezinte in timp tasari sau deformatii care sa creeze suprafete neizolate;
- conductivitatea termica redusa;
- aptitudinea de exploatare, inclusiv pastrarea integritatii, la
temperaturile la care va fi expus pe durata de serviciu;
- rezistenta fata de acizi si capacitatea de absorbtie a umiditatii de catre
materialul izolator si sistemul lui de fixare. Acest aspect are importanta in
cazul tuburilor de zidarie, intrucat cantitati limitate de gaze calde pot
patrunde prin tub si pot condensa pe masura apropierii de partea mai rece a
izolatiei;
- accesibilitatea larga.
4.5 Ventilatie
In multe situatii cosurile industriale sunt prevazute cu un spatiu de aer
intre tubul de evacuare al gazelor si trunchiul portant. Obiectivele realizarii
acestui spatiu sunt:
a) sa permita evacuarea gazelor arse care strabat accidental tubul de
protectie si izolatia aferenta, fie printr-un proces de difuzie, fie datorita
aparitiei unei situatii de suprapresiune in cos;
b) sa reduca presiunea partiala a vaporilor de oxizi de sulf din gazele
care reusesc sa patrunda prin tubul de protectie, coborand astfel temperatura
de roua si minimizand depunerile de acid in zone vulnerabile;
c) sa permita accesul pentru inspectie si/sau efectuarea lucrarilor de
reparatie in conditii acceptabile;
Ventilatia trebuie sa fie activa in permanenta, una din functiile spatiului
de aer fiind si aceea de izolatie termica pentru trunchiul portant. Eficienta
ei va fi verificata prin calcule termice si de dinamica fluidelor.
Circulatia pe verticala a aerului in interiorul spatiului ventilat si pe
inaltimea cosului, eventual pe tronsoane, nu va fi ingradita prin obstacole.
Aceasta presupune realizarea unor goluri dimensionate corespunzator in
consolele sau planseele inelare de sustinere a tronsoanelor de captuseala si,
respectiv, in trunchiul portant.
4.6 Pelicule de protectie
In general suprafetele elementelor expuse coroziunii trebuie sa fie
acoperite cu materiale peliculare sau penetrante de protectie. In privinta
agentului coroziv trebuie facuta o deosebire intre agresivitatea chimica a
gazelor evacuate prin cos si agresivitatea mediului ambiant.
Coroziunea produsa de gazele evacuate se manifesta pe:
- suprafata interioara a tubului de evacuare;
- suprafata exterioara a cosului, precum si accesoriile (scari, platforme,
dispozitive de prindere) aflate accidental pe traseul de evacuare (dispersie)
al gazelor;
- toate suprafetele exterioare aflate in zona de dispersie a unor cosuri
invecinate.
Potrivit scopului urmarit, peliculele sau substantele penetrante de
protectie trebuie sa aiba stabilitate chimica si termica, sa fie impermeabile
si sa-si conserve proprietatile in timp.
4.7 Fundatii
Fundatia cosului trebuie sa fie protejata fata de actiunile termice sau
chimice produse de functionarea cosului. In situatiile in care este probabila
acumularea de condens, fata superioara a fundatiei va fi prevazuta cu un sistem
de colectare cu pante si o protectie antiacida impermeabila.
Se recomanda ca intre tubul de evacuare al gazelor si fundatie sa existe un
spatiu de aer vizitabil si ventilat.
4.8 Elemente auxiliare
4.8.1 Sistemul de acces
Cosurile industriale cu inaltime de peste 5 m vor fi prevazute cu un sistem
de acces care sa permita efectuarea controlului vizual si a lucrarilor de intretinere
a urmatoarelor elemente:
- sistemul de balizaj, daca exista (vezi par. 4.8.3);
- aparate de masura, daca exista (termocupluri, analizatori ai compozitiei
gazelor, opacimetre, manometre etc., vezi cap. 7);
- sistemul de paratrasnet, daca exista (vezi par. 4.8.2);
- coronamentul.
In mod necesar se va asigura posibilitatea efectuarii controlului vizual al
zonelor in care de obicei apar probleme, cum ar fi fetele trunchiului portant,
golurile de acces al canalelor de fum, sistemul de drenaj al condensului (acolo
unde exista).
Sistemul de acces va fi montat la exteriorul trunchiului portant pentru
toate cosurile industriale si va fi dublat de un sistem interior la cosurile cu
spatiu vizitabil. Sistemul poate fi realizat cu scari permanente sau cu prize
de sustinere in care scarile sa se poata monta temporar si apoi demonta.
Tipul, detaliile constructive si aspectele legate de siguranta personalului
vor fi rezolvate conform reglementarilor de specialitate.
4.8.2 Instalatia de paratrasnet
Cosurile industriale vor fi in general prevazute cu instalatie de
paratrasnet, iar toate elementele metalice atasate trunchiului portant vor fi
legate la cablul de impamantare. In cazul cosurilor metalice se poate considera
ca sistemul de paratrasnet se realizeaza de la sine prin faptul ca structura
asigura continuitatea transmiterii sarcinii pana la nivelul legaturii cu
terenul.
Impamantarea va fi de regula realizata cu vergele sau platbande metalice,
posibil o combinatie a celor doua. Punctul in care fisa de impamantare este
legata la cos trebuie sa fie accesibil controlului vizual. In cazurile in care
cosul iese dintr-o cladire, impamantarea se poate face la cota de iesire prin
legarea de instalatia de paratrasnet a acelei cladiri.
Cosurile (metalice) ancorate vor avea ancorele legate electric de cos la
capatul superior si impamantate la capatul inferior. Cosurile rezemate lateral
pe alte structuri vor avea posibilitatea de a descarca sarcina electrica
acestor reazeme. Conductorii de legatura vor fi prevazuti cu bucle pentru a
permite dilatarea libera a cosului fata de structura de rezemare laterala.
In vecinatatea cladirilor in care este de asteptat sa se produca incalziri
simtitoare la nivelul terenului, cum ar fi de exemplu cuptoarele de caramida,
se va evita amplasarea barelor de impamantare in zonele in care solul poate fi
uscat in urma incalzirii.
Realizarea instalatiei de paratrasnet ridica probleme deosebite in cazul
cosurilor fundate pe stanca si rezolvarea impamantarii in aceste situatii se va
face de catre consultanti de specialitate.
4.8.3 Sistemul de balizaj
La solicitarea autoritatilor aviatiei civile sau militare cosurile
industriale vor fi prevazute cu sistem de balizaj pe timp de noapte sau sistem
de balizaj pe timp de zi sau cu amandoua aceste sisteme. Avertizarea pe timp de
zi se poate obtine prin vopsirea cosului la partea superioara sau chiar pe
toata inaltimea. Vopsirea, cel putin in zona superioara, trebuie sa asigure si
o protectie chimica a suprafetei cosului.
In cazul cosurilor care nu sunt prevazute cu spatiu vizitabil luminile de
avertizare vor fi prinse de scheletul platformelor de vizitare; in lipsa
acestora lampile de avertizare se vor prinde direct pe trunchiul portant. La
cosurile cu spatiu vizitabil sau cele cu mai multe tuburi de evacuare, lampile
de avertizare vor fi montate la exteriorul trunchiului portant prin intermediul
unor goluri accesibile de pe platformele interioare.
Sistemul de balizaj va fi realizat in conformitate cu standardele
internationale si Instructiunile Practice - Aeroporturi - Anexa 14
apartinatoare Conventiei Internationale a Aviatiei Civile. Pierderea de
tensiune pe traseul de la baza cosului la varf nu va depasi 5% din tensiunea de
alimentare.
4.8.4 Accesorii suplimentare
In functie de importanta cosului pot sa apara cerinte suplimentare privind
existenta:
- unui sistem telefonic
- unui sistem de spalare cu mijloace chimice
- unor macarale/vinciuri pentru ridicarea unor echipamente sau utilaje
necesare lucrarilor de intretinere
- unor sisteme pentru drenarea apelor pluviale sau a condensului acumulat
la nivelul tronsoanelor de cos
- a unor usi de acces.
5 Cerinte privind proiectarea structurala
5.1 Principii de baza ale proiectarii
Principiile de baza enuntate mai jos au ca referinta norma europeana ENV
1991-1. Ele pot fi aplicate in mod analog si pentru materiale care nu sunt
mentionate ca atare in acest moment in standardele europene/nationale.
Cosurile industriale vor satisface cerintele esentiale de rezistenta si
stabilitate atat in stadiul constructiei terminate, cat si in fazele
intermediare ale executiei. Principiile de baza presupun verificarea
capacitatilor portante ale sectiunilor, precum si verificarea de stabilitate la
rasturnare.
Proiectarea are la baza ipoteza ca durabilitatea unei structuri sau a unei
parti a ei in mediul in care se afla, ramane corespunzatoare pentru utilizare
pe durata de viata proiectata in conditiile efectuarii unor lucrari de
intretinere adecvate.
Structura va fi proiectata astfel incat deteriorarile sa nu afecteze
durabilitatea si performantele structurii avand in vedere nivelul anticipat de
mentenanta.
Aspectele proiectarii structurale la care nu se fac referiri in paragrafele
urmatoare vor fi abordate in conformitate cu prevederile cuprinse in
standardele nationale relevante pentru acele aspecte.
Proiectarea structurala a cosurilor industriale se va face in conformitate
cu principiile metodei de calcul la stari limita. Starile limita se clasifica
in:
- stari limita ultime
- stari limita ale exploatarii normale.
Atunci cand se ajunge la starea limita, valoarea de calcul a unei marimi
rezultate ca efect al actiunilor - efort sectional, efort unitar sau deplasare
nu va depasi marimea omoloaga rezultata din analiza comportarii structurii sau
precizata in codurile de proiectare.
Forma generala a relatiei de verificare pentru starile limita ultime va fi:
S </= R
iar pentru starile limita ale exploatarii normale
S </= C
unde C reprezinta valoarea nominala pentru anumiti parametri structurali sub
efectul actiunilor considerate (deschideri de fisuri, deformatii).
Valorile de calcul ale incarcarilor se vor obtine din valorile caracteristice
la care se face referire in cap. 5.2, inmultite cu coeficientii partiali de
siguranta n.
Valorile de calcul ale solicitarilor capabile R se vor deduce pe baza
valorilor de calcul ale proprietatilor materialelor care includ de regula si
efectul variabilitatii dimensiunilor.
Valorile de calcul ale proprietatilor materialelor se vor deduce pe baza
valorilor caracteristice impartite la un coeficient de siguranta gama.
Pentru verificarile de stabilitate sau de rezistenta la care efectele de ordinul
2 pot influenta semnificativ rezultatele, in analiza structurala se va tine
seama de aceste efecte.
5.2 Actiuni
La proiectarea cosurilor industriale se va tine seama de efectul
urmatoarelor actiuni:
a. Actiuni permanente
b. Actiuni temporare
b1. Sarcini utile
b2. Vant
b3. Temperatura
c. Actiuni extraordinare
c1. Cutremur
c2. Explozii
Acolo unde, in cadrul paragrafelor urmatoare, sunt date valori numerice
pentru anumite incarcari, acestea vor fi considerate ca valori caracteristice
reprezentative pentru acele incarcari.
5.2.1 Actiuni permanente
Actiunile permanente includ greutatile proprii ale tuturor elementelor
structurale si nestructurale cu caracter permanent. Valorile greutatilor
proprii se vor stabili avand ca referinta STAS 10101/1-78 sau ENV 1991-2-1.
5.2.2 Actiuni variabile
5.2.2.1 Incarcari utile
Incarcarile utile considerate in calcul pentru verificarile platformelor de
vizitare vor fi de 2 kN/mp, in afara situatiilor cand, din motive intemeiate,
se considera potrivit sa se adopte o valoare mai ridicata.
5.2.2.2 Actiunea vantului
5.2.2.2.1 Generalitati
Incarcarea produsa de vant se resimte global la nivelul suprafetei
exterioare a cosului si prin efectul local asupra unor elemente auxiliare.
Global actiunea vantului se manifesta prin forte de antrenare actionand pe
directia de scurgere a aerului si, uneori, prin aparitia unor oscilatii
transversale pe aceasta directie, ca efect al formarii unor vartejuri
alternante in urma cosului.
Alte modalitati de manifestare ale actiunii vantului - cum ar fi ovalizarea
ca efect al distributiei neuniforme de presiuni pe circumferinta sau efectele
de interferenta - trebuie si ele luate in considerare daca au efecte
semnificative.
Efectele actiunii vantului mentionate mai sus au, in esenta, un caracter
dinamic. Fortele si deplasarile produse de vant in structuri inalte si
flexibile cum sunt cosurile industriale pot fi evaluate doar prin procedee de
calcul dinamic sau prin aplicarea unor metode statice echivalente. Astfel de
metode pentru determinarea raspunsului dinamic la actiunea vantului se gasesc
in STAS 10101/20 sau in ENV 1991-2-4.
5.2.2.2.2 Incarcari pe directia vantului
Incarcarile produse pe directia medie de scurgere a aerului se vor
determina in concordanta cu prevederile STAS 10101/20 pe baza vitezei de
referinta a vantului in amplasamentul considerat, corespunzatoare unei perioade
medii de revenire de 10 ani. In general se va considera ca aceste incarcari sunt
orizontale si pot actiona din orice directie cu intensitatile lor de calcul. Se
va acorda o atentie deosebita introducerii efectelor topografiei locale, acolo
unde exista, asupra vitezei de referinta a vantului.
Pentru verificarile de rezistenta si stabilitate in faze intermediare de
executie se va considera intensitatea incarcarii data de vant corespunzatoare
verificarilor asociata valorii totale de exploatare avand ca referinta STAS
10101/20.
Coeficientii aerodinamici pentru cosuri ale caror sectiuni difera de cele
date in STAS 10101/20 se vor stabili experimental in laboratoare cu tunel de
vant tinand seama de variatia vitezei vantului cu inaltimea si de turbulenta
corespunzatoare amplasamentului. In lipsa posibilitatilor de realizare a incercarilor
de laborator se vor folosi valorile din literatura tehnica bazate pe asemenea
incercari, pentru conditii cat mai apropiate de cele din situatia reala.
Considerarea oscilatiilor produse de actiunea vantului in rafale se poate
face si indirect prin introducerea unei incarcari statice echivalente. In acest
caz incarcarea de referinta produsa de vant se va multiplica printr-un
coeficient dinamic c_d. O metoda pentru determinarea acestui factor are ca
referinta STAS 10101/20-90.
5.2.2.2.3 Vartejuri alternante
Cosurile industriale pot prezenta oscilatii pe directia transversala
vantului datorita formarii unor vartejuri alternante provocate in anumite
conditii de scurgerea aerului pe langa obstacole de forma cilindrica.
O metoda pentru determinarea efectelor de rezonanta de acest tip are ca
referinta anexa B din STAS 10101/20-90.
Efectele de rezonanta se pot neglija pentru cosurile la care numarul lui
Scruton are valori mai mari de 25. Numarul lui Scruton se determina cu relatia
4PI epsilon m
---------------,
ro_aer * D^2
unde epsilon reprezinta coeficientul de amortizare (structurala), m - masa
unitara pe treimea superioara a cosului, ro_aer - densitatea aerului, D -
diametrul cilindrului. Efectele oscilatiilor transversale devin critice pentru
cosurile la care numarul lui Scruton are valori sub 10.
5.2.2.2.4 Alte efecte ale actiunii vantului
Distributia neuniforma pe circumferinta cilindrului a presiunii exercitate
de vant produce momente incovoietoare in sectiunile verticale ale trunchiului
portant. Valorile unitare maxime ale momentului incovoietor M si ale fortei
axiale N rezultate din considerarea distributiei de presiuni avand ca referinta
STAS 10101/20-90 sunt:
M_max = + 0,49 * q * r^2
M_min = - 0,46 * q * r^2
N = +/- 0,80 * q * r
unde:
q este presiunea de referinta la cota sectiunii considerate
r este raza medie a sectiunii inelare.
Constructiile invecinate pot, in unele situatii, sa produca efecte dinamice
de interferenta. Situatiile cu deosebire expuse acestor efecte se inregistreaza
atunci cand exista mai multe cosuri grupate sau dispuse in linie. Aceste cazuri
vor fi tratate conform datelor din literatura.
5.2.2.3 Actiunea temperaturii
Solicitarile termice induse in tubul de evacuare a gazelor sau, respectiv,
trunchiul portant, se vor determina pe baza valorii maxime a temperaturii
gazelor evacuate si a valorii temperaturii exterioare minime in amplasament.
Aceasta din urma va corespunde perioadei medii de revenire avand ca referinta
STAS 10101/23A.
Pentru verificarea aptitudinii de folosire a materialelor la temperaturi
ridicate se va lua in considerare valoarea de calcul a temperaturii exterioare
maxime avand ca referinta STAS 10101/23A-78.
Pentru cazurile cand tubulatura de evacuare este metalica, la stabilirea
efectelor temperaturii se va tine seama de eforturile suplimentare produse de
miscarea neuniforma a curentului de gaze arse pe traseul de evacuare. Eforturi
suplimentare se pot manifesta si in regim tranzitoriu de functionare.
Atunci cand deformarea libera a cosului - sau a unor componente ale cosului
- sub efectul variatiilor de temperatura este impiedicata trebuie sa se tina
seama in mod corespunzator de eforturile care rezulta. Aceste eforturi pot sa
aiba valori importante atunci cand intr-un tub de evacuare deverseaza gaze din
surse cu temperaturi sensibil diferite sau cand gaze arse cu temperaturi foarte
ridicate acced in cos printr-un singur canal. In aceste situatii diferenta de
temperatura care apare inevitabil intre fetele peretilor cosului induce si ea
eforturi termice suplimentare. Cazurile tipice in care se manifesta eforturi
produse de deformatii impiedicate se manifesta la anumite tipuri de tuburi de
evacuare precum si la cosurile metalice ancorate sau legate de alte structuri.
5.2.3 Actiuni extraordinare
5.2.3.1 Actiunea seismica
Cosurile industriale vor fi prevazute prin proiectarea cu o capacitate de a
prelua forte orizontale care sa le confere un nivel de protectie adecvat fata
de actiunea cutremurelor. Pentru cosurile metalice actiunea cutremurelor este
nesemnificativa si nu se considera in calcul.
Evaluarea incarcarilor seismice pentru cosurile industriale din beton armat
se va face conform prevederilor normativelor P100-2004 si P133-2004.
5.2.3.2 Actiunea exploziilor
In interiorul cosului se pot produce explozii datorita acumularii de
funingine sau de gaze nearse. Accidentele de acest tip nu fac de regula
obiectul unor verificari prin calcul in faza de proiectare.
Incarcarile provenind din actiunea unor explozii exterioare vor fi
considerate in proiectare doar in cazurile cand in tema de proiectare se
solicita explicit acest lucru.
In alcatuirea structurii se ia in considerare un nivel de robustete (integritate
structurala), care sa previna propagarea unei cedari in lant ca urmare a unei
cedari locale.
5.3 Abateri geometrice
In cadrul verificarilor prin calcul se tine seama de efectele defavorabile
ale abaterilor geometrice care se pot manifesta.
Daca nu se intreprind analize speciale asupra efectelor insoririi si ale
tolerantelor de executie, acestea vor fi reprezenta modelul de calcul prin
introducerea unei inclinari a axei cosului fata de verticala.
Suplimentar se va tine seama de abaterile previzibile ale cosului de la
verticalitate ca urmare a unor tasari diferentiate la nivelul talpii fundatiei.
5.4 Fundatii
Sub actiunea valorilor de calcul ale incarcarilor orizontale din vant sau
cutremur suprafata de contact intre talpa fundatiei si teren nu va fi mai mica
80% din aria totala a fundatiei.
In calcule sau/si in regulile de detaliere se va tine seama de diferentele
de temperatura dintre trunchiul portant si fundatie rezultate din expunerea
neuniforma la factorii atmosferici, precum si din inertia termica diferita a
celor doua componente structurale.
5.5 Tubul de evacuare a gazelor
Tubul de evacuare a gazelor trebuie sa fie in masura sa se dilate termic
atat in plan orizontal, cat si pe directie verticala fara aparitia unor efecte
nefavorabile asupra trunchiului portant, a elementelor de rezemare sau a
tubului insusi. La cosurile prevazute cu mai multe tuburi de evacuare, fiecarui
tub i se va asigura posibilitatea de dilatare independenta fata de celelalte.
Daca este cazul se va lua in considerare si efectul deformatiilor termice
ale reazemelor asupra tubului.
6 Activitatea de executie
6.1 Aspecte generale
Activitatea de executie poate incepe doar daca sunt indeplinite conditiile
legale [17] privind autorizarea executarii lucrarilor de constructii.
Pe parcursul executiei lucrarilor partile implicate isi vor indeplini
obligatiile legale care le revin privitor la asigurarea calitatii lucrarilor
conform legii [18] si regulamentelor in vigoare.
6.2 Executia propriu-zisa
Lucrarile de executie vor incepe doar dupa ce un exemplar complet, semnat
de proiectant si insusit de verificator conform legii este incredintat sefului
de santier, iar investitorul si-a desemnat reprezentantul legal pentru urmarirea
executiei. Executantul va trebui sa fie oricand in masura sa furnizeze datele
principale privind evolutia lucrarii, inclusiv dotarile tehnice si cifra de
personal aflate pe santier.
Performantele echipamentelor si calificarea lucratorilor vor satisface
cerintele cuprinse in caietele de sarcini tehnologice insusite la contractarea
lucrarii. Echipamentele vor avea aptitudinea de intrebuintare pentru lucrarile
angajate verificata si certificata inainte de a fi folosite pe santier.
Personalul din santier va purta echipament de protectie conform
normativelor in vigoare, iar punctele de lucru vor fi luminate corespunzator,
cu deosebita atentie in timpul schimburilor de noapte.
Inainte de folosire materialele vor fi depozitate astfel incat sa fie
protejate de efectele defavorabile produse de starea vremii sau alte cauze.
Dupa punerea in lucrare se vor efectua fara intarziere lucrarile de protectie
prevazute in fisele tehnologice, daca este cazul. Materialele vor fi puse in
lucrare conform instructiunilor furnizorului, in afara situatiilor cand
standardele sau proiectantul prevad altfel.
Folosirea cofrajelor glisante pentru realizarea cosurilor din beton armat
monolit se va face cu respectarea prevederilor specifice cuprinse in normativul
C41-86 [16].
Pe parcursul executiei lucrarilor se va acorda o atentie deosebita
evolutiei conditiilor meteorologice, in special vantului si temperaturii. Se
vor folosi dispozitive adecvate pentru controlul verticalitatii si al
geometriei sectiunilor cosului. Daca este cazul, se vor monta instalatii de
paratrasnet si balizaj provizorii.
Pentru calitatea betonului, metodele de determinare a rezistentei
betonului, dozarea amestecului si consistenta, modul de punere in lucrare,
detalii de armare se aplica NE 012-99, Partea A: Beton Armat [11], cu
urmatoarele precizari:
- Clasa minima a betonului: Bc 25 (STAS 10107/0-90), C 20/25 (NE 012-99)
- Cofrajele si produsele pentru decofrare trebuie sa nu afecteze suprafata
betonului (ex. ungere), astfel incat sa se poata aplica sisteme de protectii
specifice.
- Nu se permit tiranti (traversari) intre cofrajul interior si cel
exterior.
- Este necesara extragerea tijelor de glisare a cofrajului si umplerea
completa a golurilor de trecere ale tijelor de glisare.
- Nu se admit rosturi verticale de turnare a betonului.
- Pozitia rosturilor de turnare va rezulta prin incadrarea vitezei de
inaintare a cofrajului in limitele normate (100 - 250 mm/h conf [16]).
- Finisarea betonului se va executa imediat dupa decofrare.
- Betonul va fi tratat atat la interior, cat si la exterior prin aplicarea
prin peliculizare a unei membrane de protectie, compatibila cu protectia finala
a betonului (pelicule sau substante penetrante).
In timpul glisarii nu se vor depasi urmatoarele tolerante:
- grosimea peretilor: +/- 10 mm
- devieri de la verticala: 150 mm la 100 m inaltime
- nivelul orizontal al cofrajului: 10 mm
Pentru lucrari de precomprimare se aplica NE 012-99, Partea B: Beton
Precomprimat [11].
6.3 Masuri de protectia si igiena muncii pe santier
Activitatile executantului pe santier se vor desfasura conform unui plan de
masuri de protectia si igiena muncii elaborat pentru fiecare lucrare in parte
in care va respecta prevederile normativelor generale si specifice de protectia
si igiena muncii in vigoare. In mod particular acest plan va cuprinde masuri
privind:
- igiena industriala
- siguranta punctului de lucru
- paza si siguranta impotriva incendiilor
- prevenirea accidentelor
6.4 Conditii locale
Se va intocmi si expune in locuri vizibile un plan de situatie in care sunt
descrise: pozitia cosului care urmeaza a se construi, instalatiile santierului,
atat pentru deservirea personalului, cat si a echipamentelor, spatiile de
depozitare ale materialelor, traseele cailor de acces pentru personal si
utilaje care se vor folosi in timpul lucrarilor. Planul va cuprinde informatii
precise referitoare la: pozitiile surselor de alimentare cu curent, iluminatul
in incinta, punctele de acces la telecomunicatii, sursele de apa si retelele de
canalizare, sursele de aer comprimat si orice alte dotari si retele necesare
desfasurarii lucrarilor pe santier.
7. Instrumentare
La cerere, cosurile industriale vor fi proiectate astfel incat sa permita
instalarea unor aparate pentru monitorizarea continua sau intermitenta a unor
parametri care descriu conditiile de mediu. Acesti parametri pot fi
- presiunea gazelor
- viteza de deplasare a gazelor in interiorul cosului
- temperatura gazelor
- compozitia gazelor evacuate prin continutul de oxigen, oxid de azot,
oxizi de sulf
- cantitatea de particule in suspensie
Pentru scopul enuntat mai sus se va construi, in vecinatatea tubului de
evacuare a gazelor o platforma asigurand un gabarit suficient pentru accesul
oamenilor si al aparatelor. Se recomanda ca platforma sa fie amplasata in
elevatia cosului intr-o zona situata la mai mult de cinci diametre de cota de
acces a gazelor si nu mai putin de trei diametre de cota de evacuare. Se va
asigura un acces direct si lesnicios la platforma cu ajutorul unei scari
inchise sau al unui lift.
Platformele de instrumentare vor avea asigurate lumina artificiala si
alimentarea cu curent electric si la cerere, aer comprimat si legatura
telefonica prin fir.
In peretii cosului se vor prevedea locasuri accesibile protejate in mod
corespunzator pentru instalarea aparatelor de masura. Atunci cand se solicita
monitorizarea continua a unor parametri se vor asigura posibilitatile tehnice
de transmitere continua a informatiilor catre centrul de control.
Cosurile industriale incadrate din punct de vedere al nivelului de
protectie seismica in clasele de importanta 1 si 2 vor fi instrumentate seismic
in conformitate cu Anexa A a normativului P100-2004.
8 Cerinte privind urmarirea comportarii in exploatare
8.1 Aspecte generale
Cosurile sunt componente de baza in lantul de productie industriala, de
functionarea lor fiind conditionata desfasurarea neintrerupta a activitatii
productive.
Detinatorii si cei care exploateaza cosurile industriale au obligatia de a
asigura protectia impotriva imbolnavirii si accidentelor pentru personalul
muncitor care desfasoara activitati legate de acestea. Aceasta obligatie este
indeplinita, intre altele, daca pe durata vietii cosului se iau masuri de
intretinere periodica astfel incat sa fie mentinute caracteristicile
functionale, de rezistenta si stabilitate din momentul punerii in functiune.
Cosurile industriale sunt supuse in timp unui proces de deteriorare datorat
pe de-o parte temperaturilor ridicate si agresivitatii chimice a gazelor
evacuate si, pe de alta, expunerii conditiilor atmosferice. Pentru a mentine in
timp aptitudinile de exploatare ale cosurilor trebuie intreprinse periodic
actiuni de investigare urmate, daca este cazul, de masuri de reparatie.
Degradarile sau chiar avariile cosurilor industriale pot sa nu fie
detectabile la prima vedere, pe de-o parte deoarece accesul in zonele cele mai
expuse degradarii este dificil, si pe de alta pentru ca degradarile nu sunt
sesizabile decat in stadii avansate ale procesului. Neefectuarea lucrarilor de
reparatii poate duce la necesitatea efectuarii in regim de urgenta a unor
interventii costisitoare sau, la limita, la situatii de avariere structurala
grava.
Cheltuielile necesare punerii in siguranta a unui cos neintretinut
corespunzator sau, intr-o situatie extrema, pagubele produse de prabusirea unui
astfel de cos, depasesc cu mult cheltuielile legate de reparatii sau, respectiv,
inlocuire. Caderea de la inaltime a unor bucati de material sau prabusirea
partiala/totala a unui cos pot produce avarii cladirilor sau retelelor
industriale invecinate, intreruperi de productie si/sau chiar vatamarea
persoanelor.
Cerintele referitoare la urmarirea comportarii in timp a cosurilor
industriale in acest capitol reprezinta un set de cerinte si norme metodologice
destinat celor care intocmesc proiectele tehnice, precum si celor care au
obligatii legale privind exploatarea si intretinerea acestor constructii.
Capitolul contine o descriere a problemelor specifice ridicate de exploatarea
curenta a cosurilor industriale, cu cauzele lor, precum si cateva solutii de
principiu pentru reparatii.
In cadrul capitolului sunt prezentate aspectele specifice si cerintele
activitatilor de urmarire curenta si urmarire extinsa a comportarii in timp a
cosurilor industriale.
Activitatile si cerintele legate de urmarirea speciala, de exemplu in urma
unor cutremure mari, nu sunt cuprinse in aceasta reglementare.
In subcapitolele 8.5 si 8.6 sunt descrise cerintele privind asistenta
tehnica de specialitate necesara pentru intocmirea unui program corespunzator
de lucrari de intretinere.
8.2 Cauzele degradarilor
8.2.1 Efectele temperaturii
8.2.1.1 Temperatura maxima de exploatare
Prin insusi modul cum au fost alese, materialele de constructii folosite
pentru cosuri industriale rezista in bune conditii temperaturilor asociate
regimului curent de functionare. Aparitia accidentala a unor temperaturi mai
ridicate, urmare, de exemplu, a unor modificari in circuitul gazelor pana la
cos, trebuie in mod normal sa fie luata in considerare in faza de proiectare.
Acest lucru nu este posibil in situatiile in care natura procesului industrial
sau conditiile de emisie se schimba in timpul duratei de serviciu a cosului.
Cosurile industriale sunt proiectate astfel incat sa permita dilatarea
termica libera, mai ales pe traseul de evacuare al gazelor, unde se prevad
tronsoane separate prin rosturi de dilatatie.
Cresterea excesiva a temperaturilor in cos ca urmare a unor avarii sau a
unui incendiu, poate duce la schimbari nefavorabile ale proprietatilor
materialelor sau la deteriorari fizice la nivelul rosturilor de dilatare si, in
cazuri extreme, la deteriorari fizice ale trunchiului portant (fisuri,
crapaturi).
8.2.1.2 Temperatura minima de exploatare
In mod normal materialele de constructie din cos nu sunt afectate de
temperaturi sub nivelul celor de exploatare dar, cateodata, la temperaturi mai
coborate se pot crea conditii de agresivitate chimica.
Temperaturile exterioare deosebit de scazute pot sa produca degradarea prin
inghet a unor materiale sau sa mareasca incarcarea produsa de vant prin
aparitia ghetii pe exteriorul cosului.
8.2.1.3 Diferenta de temperatura
Tuburile de evacuare a gazelor sunt expuse temperaturilor ridicate la fata
interioara si unor temperaturi mai scazute la fata in contact cu aerul
atmosferic sau cel din spatiul vizitabil. In timp ce cresterea temperaturii
medii in tub nu este insotita de aparitia unor eforturi, daca se prevad rosturi
de dilatare, diferenta de temperatura intre fete conduce inevitabil la aparitia
de momente incovoietoare datorita conturului inchis al peretelui.
Efectele diferentei de temperatura se manifesta atat in tuburile de
evacuare - din zidarie sau metalice - cat si in trunchiul portant. In peretii
din zidarie sau beton armat eforturile din diferenta de temperatura pot conduce
la aparitia unor fisuri verticale.
Efectele nefavorabile ale diferentei de temperatura sunt accentuate la
cosurile cu functionare intermitenta, cum ar fi cele la care deservesc
activitati organizate intr-un schimb sau doua.
8.2.2 Agresivitatea chimica
Materialele de constructie in contact cu gazele evacuate se aleg de catre
proiectantul cosului astfel incat sa reziste expunerii la substantele chimice
continute de acestea pe durata prevazuta de functionare, in mod uzual pentru
tuburile de evacuare: 20 de ani.
Condensul acid
Combustibilii fosili, cu exceptia gazelor naturale, contin sulf, iar, din
procesul de ardere, sulful este transformat in oxizi de sulf. Daca oxizii de
sulf raman in stare gazoasa si nu ataca peretii cosului insa daca temperatura
gazelor in amestec coboara sub punctul de roua oxizii de sulf condenseaza
impreuna cu vaporii de apa sub forma de solutie acida.
Condensul acid ataca matricea de ciment a betonului sau a mortarelor pe
baza de ciment si corodeaza rapid atat otelul carbon obisnuit, cat si unele
oteluri inoxidabile.
In cazurile in care din procesul industrial sau de tratare a gazelor
rezulta conditii de functionare sub temperatura de roua acida, in canalele de
fum si in tubul de evacuare a gazelor trebuie folosite materiale cu proprietati
speciale de rezistenta la acizi.
8.2.3 Factori climatici
Vantul
Trunchiul portant al cosului este proiectat ca sa preia incarcarile de
calcul provenite din actiunea vantului. In afara de incarcarea in planul
directiei medii de scurgere a aerului, structurile flexibile de sectiune
circulara sunt solicitate si transversal pe directia vantului datorita
degajarii periodice a unor vartejuri alternante in urma lor. Degajarea
vartejurilor alternante se produce in regim de curgere laminara, iar frecventa
degajarii depinde de diametrul obstacolului si de viteza vantului.
Atunci cand frecventa degajarii vartejurilor coincide cu frecventa proprie
a cosului se produc oscilatii transversale in regim de rezonanta insotite de
aparitia unor eforturi mari in structura.
Cosurile din zidarie, precum si cosurile din beton armat nu sunt de regula
supuse solicitarii transversale in regim de rezonanta.
Cosurile metalice cu greutate proprie mica pot fi solicitate insa critic de
actiunea transversala. Solutiile uzuale pentru contracararea acestui fenomen
constau fie din amplasarea unor deversori elicoidali pe suprafata exterioara a
cosului, fie din prevederea unor amortizori dinamici in zona de varf.
Proiectarea necorespunzatoare a cosurilor metalice fata de solicitarea in regim
de rezonanta poate conduce la degradari de tipul celor care insotesc fenomenul
de oboseala in imbinarile rezolvate cu buloane sau cu sudura.
Vantul mai poate produce in timp deteriorari ale elementelor nestructurale
(auxiliare) dispuse pe cos.
De asemenea, ca efect al vantului poate aparea o circulatie descendenta a
gazelor la varf. Aceasta poate duce la depuneri de condens acid la exterior in
zona invecinata coronamentului.
Ploaia
Apele meteorice pot favoriza coroziunea componentelor metalice ale
cosurilor daca materialele nu sunt corect alese sau nu sunt protejate
corespunzator.
Suprafata exterioara a cosurilor de zidarie este afectata in timp de bataia
directa a ploii. In zona coronamentului bataia ploii poate conduce la degradari
ale fetei interioare a tubului de evacuare. Expunerea contactului sistematic cu
apele din ploi afecteaza mai intai mortarul din rosturi dar in anumite conditii
(ex. actiunea combinata inghet-dezghet) pot fi afectate direct si blocurile de
zidarie.
In timpul iernii apa stationata in fisurile trunchiului portant al
cosurilor din beton armat poate ingheta. Fenomenul este insotit de o crestere
de volum si poate duce la degradari la nivelul suprafetei exterioare a cosului.
8.3 Degradari ale cosurilor industriale
8.3.1 Cosuri metalice
8.3.1.1 Degradari la nivelul suprafetei exterioare
In cele mai multe cazuri atat tubulatura, cat si elementele de prindere ale
cosurilor metalice sunt realizate din otel moale. In mod uzual otelul este
protejat la exterior prin vopsire, vopsitoria trebuind sa fie refacuta periodic
pentru a preveni coroziunea.
Uneori cosurile din otel sunt izolate termic la exterior, izolatia fiind
protejata cu un invelis din aluminiu sau otel inoxidabil. In aceste situatii
invelisul nu reclama aplicarea unei protectii prin vopsire.
Cosurile metalice sensibile la solicitari in regim de rezonanta din vant
pot fi afectate de fenomenul de oboseala. Cedarea la oboseala se manifesta in
imbinarile dintre tronsoanele de cos, realizate de cele mai multe ori cu flanse
si buloane. Cedarea este cateodata insotita de caderea buloanelor rupte la sol.
Cedarea la oboseala se mai poate manifesta la nivelul imbinarilor sudate
daca acestea nu sunt calculate sau executate corespunzator.
8.3.1.2 Degradari la interior
Daca nu este expusa contactului direct cu gazele arse, este putin probabil
ca fata interioara a trunchiului portant metalic sa sufere degradari.
Temperatura la aceasta fata este de multe ori mai ridicata si coroziunea sau
degradarea protectiei aplicate initial sunt neglijabile. De altfel in cele mai
multe situatii la fata interioara nu se pot executa lucrari de intretinere.
Suprafata interioara poate sa fie insa grav deteriorata in situatii cand se
produc avarii ale captuselii iar gazele calde ajung in contact direct cu
metalul.
8.3.2 Cosuri industriale din beton armat
8.3.2.1 Degradari la exterior
Betonul avand cel putin clasa minima prescrisa pentru cosuri industriale
(Bc 20) este un material durabil in masura sa reziste expunerii indelungate
conditiilor atmosferice fara lucrari de intretinere. Degradarea la exterior se
manifesta la nivelul unor defecte de compactare din timpul executiei sau al
fisurilor produse de diferentele de temperatura interior-exterior. Aceste
defecte devin punti de acces in masa betonului pentru agentii atmosferici sau
gazele evacuate.
In vecinatatea coronamentului circulatia descendenta acizi in stare gazoasa
sau de solutie de condens in contact cu peretele de beton.
In mediu umed, procesul de coroziune se declanseaza de indata ce factorii
chimici agresivi ajung in contact cu armatura. Compusii de coroziune ocupa un
volum mai mare decat cel al materialelor care intra in reactie si realizeaza un
mediu poros care permite alimentarea procesului. In faze avansate acoperirea cu
beton a armaturilor fisureaza si in cele din urma este expulzata.
Suprafata exterioara a trunchiului portant este expusa fenomenului de
carbonatare. Atunci cand adancimea de carbonatare depaseste acoperirea efectul
de oferit armaturilor nu mai opereaza. In zonele fisurate sau cu porozitate
mare, in care accesul atmosferic si umiditatea ajung in contact cu armatura
poate avea loc coroziunea.
8.3.2.2 Degradari la interior
Suprafata interioara a trunchiului portant din beton armat poate fi
suportul unor depuneri de condens acid al gazelor care, in anumite conditii
strabat tubul de evacuare. Solutia de acid sulfuric ataca piatra de ciment
ducand la pierderea rezistentei stratului afectat. Fenomenul este progresiv.
Atunci cand se dezvolta fisurarea betonului din solicitari termice permite
accesul condensului acid la armatura si corodarea acesteia.
8.3.3 Cosuri si tuburi de evacuare din zidarie
8.3.3.1 Cosuri de zidarie. Degradari exterioare
Caramizile folosite pentru trunchiul portant al unui cos de zidarie sunt de
regula de o calitate care le permite sa reziste expunerii la conditiile
atmosferice pe intreaga durata de exploatare a cosului. Mortarul din rosturi,
de regula pe baza de ciment, este insa degradabil. Degradarea este observata
prin marcarea rosturilor pe suprafata.
In vecinatatea coronamentului circulatia descendenta poate duce la formarea
unor depuneri de condens acid pe suprafata exterioara a zidariei. Solutia acida
ataca pasta de ciment a mortarului, de natura alcalina, cauzand scaderea
rezistentelor mecanice urmata de degradarea sub efectul intemperiilor. In zona
de la varf efectul stabilizator al fortelor axiale este scazut si se ajunge mai
usor la situatii in care caramizile sunt dislocate.
Zidaria de caramida prezinta rezistenta la intindere scazuta, cu precadere
sub efectul incarcarilor de durata. Din acest motiv sub efectul solicitarilor
din temperatura si vant in cosurile de zidarie pot aparea fisuri/crapaturi verticale.
Fisurile patrund de regula pe toata grosimea peretelui si pot sa se dezvolte pe
zeci de metri din elevatia cosului.
8.3.3.2 Cosuri de zidarie. Degradari interioare
In perioade mai indepartate temperaturile de evacuare ale gazelor erau
suficient de ridicate pentru ca temperatura la fata interioara sa nu coboare
sub punctul de roua acida. Situatia aceasta facea ca procesul de degradare al
mortarului din rosturi, de cele mai multe ori pe baza de ciment, sa nu se
declanseze sau sa avanseze lent.
Fisurile verticale provocate de diferentele de temperatura pe grosimea
peretelui se manifesta in faza incipienta la nivelul rosturilor cu mortar, dar
in faze mai avansate ale procesului pot fi traversate si caramizile de pe
traseul fisurii.
Din motive de rezistenta, grosimea peretelui de caramida al trunchiului
portant este variabila pe inaltime, scazand catre varf. Din punct de vedere
constructiv se reduce cate un rand de caramizi din interior la intervale
constante pe inaltime. O urmare a acestei rezolvari este ca in zona cu variatie
de grosime apar solicitari termice suplimentare insotite de aparitia unor
fisuri/crapaturi in rosturi.
8.3.3.3 Tuburi de evacuare din zidarie
Tuburile de evacuare a gazelor realizate din zidarie se intalnesc cu
precadere la cosurile industriale din beton armat. Zidaria acestor tuburi este
realizata in mod obisnuit din caramizi antiacide cu mortar de asemenea
rezistent la acizi. Rosturile umplute cu mortar rezistent la acizi au de obicei
grosimi mai mici decat cele obtinute cu mortar de ciment.
Tuburile de evacuare sunt realizate din tronsoane. Fiecare tronson este
rezemat pe o consola dispusa la interiorul trunchiului portant sau pe un
planseu rezemat la randul lui pe trunchiul portant. Petrecerile dintre tronsoanele
de zidarie sunt detaliate astfel incat sa permita dilatarea verticala
neimpiedicata.
Temperaturile neuniforme pe grosimea peretelui provoaca fisurarea intrucat
rezistentele la intindere ale zidariei sunt mici. In faza initiala fisurarea se
manifesta la nivelul rosturilor umplute cu mortar dar cand procesul se dezvolta
pe verticala fisurile traverseaza local si unele caramizi. De regula fisurile
verticale ajung sa parcurga tronsoanele afectate in intregime.
La partea superioara a fiecarui tronson suportul fizic al stabilitatii
structurale il constituie exclusiv aderenta intre caramizi si mortar spre
deosebire de cotele mai coborate unde efectele gravitationale pot mobiliza
forte de frecare ajutatoare. Incarcarile termice au efecte mai pronuntate la
capetele superioare ale tronsoanelor unde aderenta cedeaza prima si blocurile
de caramida ajung sa fie mai usor detasabile.
Aspecte particulare
In zona petrecerii dintre tronsoane, in unele rezolvari este prevazuta la
baza tronsonului superior o asiza in consola de tip "lacrimar", care
acopera capatul tronsonului inferior. Scopul lacrimarului este de a proteja
rostul inelar dintre tronsoane de scurgerile potentiale de condens acid sau
depunerile de cenusa. Daca rostul dintre lacrimar si tronsonul inferior este
insuficient pentru a permite dilatarea libera a acestuia din urma, lacrimarul,
nefiind dimensionat ca sa preia solicitarea, cedeaza.
Rosturile dintre tronsoane sunt in mod normal inchise cu un material
deformabil astfel incat sa nu fie permisa circulatia aerului/gazelor in/din
tubul de evacuare. Inchiderea rostului s-a facut in mod traditional in Romania
cu foi de plumb. Acestea isi pierd deformabilitatea in timp, devin fragile, si
fisureaza sau se rup nemaiindeplinindu-si rolul. In situatiile de functionare
cu suprapresiune in cos, lipsa etansarii in rosturile de dilatatie duce la
scapari de gaze calde si, potential, formarea de condens acid la nivelul
consolelor/planseelor de sustinere sau/si pe fata interioara a trunchiului
portant.
Valorile maxime ale solicitarilor termice se manifesta in regim tranzitoriu
de functionare. Opririle si pornirile frecvente ale instalatiei de ardere expun
zidaria tubului unui nivel de agresivitate chimica mai sever iar fisurarea
verticala este mai pronuntata si se dezvolta mai rapid.
Pentru a satisface conditiile de imisie impuse de legislatia de mediu
trebuie asigurata o viteza minima la iesirea gazelor din cos. In acest scop una
din solutiile de crestere a vitezei de evacuare este reducerea sectiunii
ultimului tronson de tub. Un efect al reducerii este si aparitia unei presiuni
pozitive in cos pe o anumita distanta sub cota de evacuare. Aceasta situatie
favorizeaza patrunderea gazelor acide prin zidarie, cu efectele de coroziune
care o insotesc.
8.4 Protectia si igiena muncii
8.4.1 Aspecte generale
Cosurile industriale implica, datorita geometriei lor, efectuarea de
lucrari la inaltime, acestea necesitand mijloace de acces si tehnici de lucru
specializate. Societatile comerciale care contracteaza lucrari la cosuri
industriale vor analiza riscurile de producere a accidentelor si vor prezenta
beneficiarilor metodele folosite pentru prevenirea lor.
Unele cosuri industriale pot contine materiale daunatoare sanatatii, in mod
particular azbest. Mici cantitati de azbest se regasesc uneori in canalele de
ventilatie sau depozitate in rosturile de dilatatie.
8.4.2 Registrul de protectia muncii
Detinatorii vor pastra cate un registru de protectia muncii atasat Cartii
Tehnice pentru fiecare cos industrial aflat in posesia lor.
Pentru cosuri noi registrul de protectia muncii va fi initiat in faza de
elaborare a documentatiei pentru licitarea executiei si va contine o enumerare
a surselor de risc asociate realizarii lucrarilor. In timpul executiei acest
registru va fi completat prin grija executantului cu elementele specifice
acestei faze, precum si cele legate de efectuarea lucrarilor de intretinere
ulterioare.
In registrul de protectia muncii se vor inscrie toate rapoartele privitoare
la lucrarile efectuate pe cos pe toata durata vietii acestuia.
Asupra cosurilor existente se vor face determinari privitoare la prezenta
azbestului, iar rezultatele acestor determinari se vor inscrise in registru.
Registrul de protectia muncii va fi pus la dispozitia tuturor celor care
urmeaza sa execute lucrari pe cos, inclusiv lucrari de natura inspectiei.
8.5 Metode de investigatie
8.5.1 Inspectarea cu mijloacele alpinismului utilitar
Inspectarea cosurilor industriale se poate face doar cu utilizarea
mijloacelor alpinismului utilitar. Raportul de investigatie se va preda in
forma scrisa si va fi insotit in mod necesar de fotografii si, acolo unde se
considera relevant, de o inregistrare facuta cu videocamera. Inregistrarea video
prezinta avantajul ca imaginile pot fi insotite de comentariile directe ale
celui care face investigatia, existand astfel posibilitatea de a se atrage
atentia asupra unor detalii.
In afara de mijloacele vizuale, pentru urmarirea comportarii cosurilor in
exploatare mai sunt disponibile o serie de mijloace/tehnici instrumentale. In
continuare se face o prezentare succinta a acestora.
8.5.2 Carote
Din trunchiul portant de beton armat se pot extrage carote care sa permita
evaluarea starii betonului si armaturii pe grosimea peretelui si efectuarea
unor determinari de laborator. Aceste determinari pot fi de natura unor analize
chimice si/sau de natura unor incercari pentru stabilirea caracteristicilor de
rezistenta si deformabilitate ale betonului.
8.5.3 Determinari cu ultrasunete
Aparatele de masura cu ultrasunete sunt folosite pentru determinarea
grosimii peretelui metalic, al trunchiului portant sau tubului de evacuare.
Dispozitivul de masura este de dimensiuni mici, putand fi manevrat cu o singura
mana. Grosimea peretelui este masurata prin simpla aplicare a unui captor pe
suprafata si, din acest punct de vedere, este suficient accesul pe o singura
parte.
8.5.4 Incercarea buloanelor din imbinari la cosurile metalice
Pentru a evalua scaderea efortului capabil al buloanelor din imbinari
solicitate in regim de oboseala, acestea pot fi demontate din structura si
incercate in laborator.
8.5.5 Alte metode de investigatie
In anumite situatii pentru urmarirea comportarii cosurilor in exploatare se
mai pot intrebuinta si alte procedee cum ar fi:
- inregistrari cu camere de luat vederi cu raze infrarosii (numite si
"camere fierbinti") care se coboara in interiorul cosului in timpul
functionarii
- termo - fotografierea suprafetei exterioare a cosului pentru obtinerea
unor imagini termice care descriu eficienta termoizolatiei
8.6 Organizarea activitatii de urmarire a comportarii cosului in exploatare
8.6.1 Planificare
Inspectarea cosurilor industriale poate fi o activitate in cadrul
programului de urmarire a comportarii constructiilor sau poate fi impusa de
situatii neprevazute. Inspectiile planificate au loc de regula in intervalele
cand instalatiile de ardere sunt oprite pentru motive care tin de acestea: revizii,
reparatii curente etc. Inspectiile reclamate de aparitia unor situatii
neprevazute pot necesita intreruperea functionarii instalatiilor cu pierderi de
productie corespunzatoare.
8.6.2 Asistenta tehnica de specialitate
Efectuarea inspectiei ca activitate in cadrul urmaririi extinse a
comportarii unui cos industrial necesita asistenta tehnica de specialitate,
atat in ceea ce priveste accesul propriu-zis, cat si competenta pentru
sesizarea aspectelor legate de starile tehnice ale constructiei.
Acest tip de lucrari trebuie incredintat unor alpinisti utilitari atestati
pentru lucrul la inaltime si instruiti pentru folosirea echipamentelor si
aplicarea metodelor de asigurare proprii domeniului.
Rezolvarea problemelor ingineresti care fac obiectul inspectiei trebuie sa
fie incredintata unui inginer constructor cu experienta in proiectarea,
executia sau urmarirea cosurilor industriale. Inginerul responsabil va intocmi
tema inspectiei, va interpreta si aviza raportul de inspectie, va aprecia daca
si in ce masura sunt necesare determinari instrumentale, va face recomandari
asupra oportunitatii si felului lucrarilor de reparatii si a programarii
inspectiilor ulterioare.
8.6.3 Tema inspectiei
Inginerul responsabil va intocmi tema de detaliu a inspectiei pentru
fiecare cos industrial in parte. Informatiile generale necesare intocmirii
temei se vor lua din planul cu dispozitia generala a cosului, in masura in care
acesta exista, si din imaginile directe sau inregistrate ale cosului. Tema va cuprinde
toate elementele de interes accesibile la data efectuarii inspectiei, acestea
depinzand de functionarea sau nu a instalatiei.
Pe baza listei de lucrari intocmita de inginerul responsabil, detinatorul
sau utilizatorul cosului va solicita oferte de pret de la societatile
comerciale eligibile in vederea atribuirii executiei. Ofertantilor li se va
asigura posibilitatea sa consulte registrul de protectia muncii al cosului in
vederea evaluarii costului masurilor de reducere a riscurilor lucrarii.
Lucrarile solicitate in cadrul inspectiilor curente sunt de regula
urmatoarele:
- imagini video comentate ale suprafetei exterioare a trunchiului portant;
- imagini video sau fotografii comentate ale peretilor care marginesc
spatiul vizitabil la cosurile duble (fata interioara a trunchiului portant si
fata exterioara a tubului de evacuare);
- inregistrari vizuale sau/si comentate asupra starii cosului la varf
(coronament + tub de evacuare) in masura in care accesul este posibil;
- inregistrari vizuale si comentarii privind elementele auxiliare ale
cosului: scari si platforme (inclusiv elementele de prindere), balizajul de zi
si de noapte, instalatia de paratrasnet, accesul canalelor de fum.
8.6.4 Raportul de inspectie
Raportul de inspectie se va baza si va completa inregistrarile vizuale
facute pe cos si care il insotesc. Eventual zonele punctuale la care se face
referire in comentariul inregistrarilor sau in raport vor fi demarcate vizual
(de ex. cu creta pe suprafata cosului).
Comentariul inregistrarilor si raportul se vor limita la descrierea naturii
si extinderii defectelor constatate dar nu se vor substitui raportului
ingineresc de specialitate cu privire la cauzele defectelor, necesitatea, tipul
si amploarea lucrarilor de remediere. Acestea vor fi fundamentate de catre
inginerul responsabil pe baza interpretarii tuturor datelor disponibile si,
daca este cazul, cu ajutorul unor proceduri de calcul.
In raportul de inspectie se vor include si toate constatarile de interes
care nu rezulta explicit din inregistrarile vizuale facute pe cos.
Se vor face aprecieri cantitative privitoare la extinderea degradarilor,
pentru a se putea aprecia cat mai corect cantitatile inscrise in lista de
lucrari.
8.6.5 Raportul ingineresc
In mod suplimentar fata de raportul de inspectie, raportul ingineresc
cuprinde interpretarile datelor vizuale relevate de inspectie, fundamentate,
daca este cazul, si prin alte procedee de investigatie.
Acolo unde se considera necesare calculele vor cuprinde verificari ale
structurii si/sau o analiza de tiraj pentru a determina regimul de presiuni in
cos.
Raportul ingineresc privitor la urmarirea comportarii cosului este o
componenta esentiala in procesul de gestionare a mijloacelor fixe ale unitatii
productive.
Rapoartele ingineresti succesive vor fi pastrate in Cartea Tehnica a
constructiei.
In masura in care sunt disponibile in format electronic, tema inspectiei,
raportul de inspectie si raportul ingineresc vor fi inregistrate pe o discheta
sau un CD anexate si ele cartii constructiei.
Tabelul 8.1 Cerinte ale urmaririi comportarii cosurilor industriale
______________________________________________________________________________
| Tip cos | Cerinte de urmarire | Interval
|
|___________|______________________________________________|___________________|
|Cosuri |Urmarire curenta: Se poate face de la nivelul |Cel putin o data
pe|
|metalice |solului cu mijloace proprii. Pentru cosurile |luna |
| |mai inalte de 10 m la cercetarea vizuala se |
|
| |va folosi binoclu. Se vor urmari oscilatiile |
|
| |transversale sub actiunea vantului in regim | |
| |permanent daca exista. Se vor depista - daca |
|
| |exista - semne de avariere dupa furtuni. |
|
| | |
|
| |Urmarire extinsa: Investigarea vizuala a |Cel putin o data
la|
| |suprafetei exterioare a cosului insotita de |3 ani sau la
|
| |elaborarea unui raport de inspectie de catre |intervale mai
|
| |alpinisti utilitari. Raport inginer |scurte daca se
|
| |responsabil. |recomanda in
Raport|
|___________|______________________________________________|___________________|
|Cosuri de |Urmarire curenta: se poate face de la nivelul |Cel putin o data
la|
|caramida |solului cu mijloace proprii. Se va folosi cu |trei luni
|
| |necesitate un binoclu. Se va urmari daca |
|
| |exista caramizi dislocate sau cumva lipsa, cu |
|
| |precadere in zona varfului. Se vor cerceta |
|
| |posibilele degradari provocate de furtuni. Se |
|
| |va urmari starea treptelor de acces si a | |
| |vopsitoriei acolo unde exista. |
|
| | |
|
| |Urmarire extinsa: Investigarea vizuala a |Cel putin o data
la|
| |suprafetei exterioare a cosului insotita de |3 ani si la
|
| |elaborarea unui raport de inspectie de catre |intervale mai
|
| |alpinisti utilitari. Raport inginer |scurte daca se
|
| |responsabil. |recomanda in
Raport|
|___________|______________________________________________|___________________|
|Cosuri de |Urmarire curenta: Se poate face de la nivelul |Cel putin o data
la|
|beton armat|solului cu mijloace proprii. Se va folosi cu |trei luni
|
|- Trunchiul|necesitate aparatura optica cu o rezolutie |
|
|portant |satisfacatoare in functie de inaltimea |
|
| |cosului. Se vor urmari fisurarea si |
|
| |exfolierile acoperirii cu beton, urmele de |
|
| |rugina - daca exista. Se vor mai urmari si |
|
| |starea vopsitoriei de balizaj, eventualele |
|
| |afectari dupa furtuni. |
|
| |In primii 5 ani dupa receptie se vor urmari cu|
|
| |mijloace topometrice tasarea si inclinarea |
|
| |cosului. |
|
| | |
|
| |Urmarirea extinsa: Investigarea vizuala a |Cel putin o data
la|
| |suprafetei exterioare a cosului insotita de |5 ani sau mai
|
| |elaborarea unui raport de inspectie de catre |frecvent daca se
|
| |alpinisti utilitari. Raport inginer |recomanda in
|
| |responsabil. |Raport.
|
|___________|______________________________________________|___________________|
|Cosuri de |Urmarirea extinsa: a) Investigarea vizuala la |Cel putin o data
|
|beton armat|interior. Se poate face doar cand cosul este |la 5/7 ani pentru
|
|- Tuburi de|oprit un interval suficient pentru a se raci |cosurile cu
|
|evacuare |si pentru a fi eliminate prin ventilare gazele|functionare
|
|din |nocive. Se vor urmari: nivelul de fisurare; |continua si o data
|
|caramida |starea rosturilor de dilatare si a zidariei la|la 3 ani pentru
|
| |petrecerea intre tronsoane; starea caramizilor|cele cu
functionare|
| |si a mortarului din rosturi. |intermitenta.
|
| |b) Investigarea vizuala la exterior. Se poate |
|
| |face doar la cosurile cu spatiu vizitabil, |
|
| |recomandabil in timpul functionarii. Se vor |
|
| |urmari: starea termoizolatiei, a structurii de|
|
| |rezemare, a scarilor si platformelor |
|
| |interioare. Lucrari in teren executate de | |
| |alpinisti utilitari; Raport de inspectie; |
|
| |Raport inginer responsabil. |
|
|___________|______________________________________________|___________________|
8.7 Consideratii finale
Cosurile industriale reprezinta o veriga in lantul constituit de un proces
industrial. Ca orice instalatie care deserveste un proces industrial cosurile
sunt in timp supuse degradarii, fie ca urmare a exploatarii curente, fie ca
urmare a expunerii conditiilor atmosferice. Degradarile mai pot sa apara si ca
urmare a exploatarii necorespunzatoare care poate rezulta din deficiente ale
procesului industrial deservit.
La fel ca si celelalte mijloace fixe care sustin un proces industrial,
cosurile industriale au nevoie de verificari periodice si, daca este cazul,
reparatii.
Inspectiile cosurilor se vor desfasura periodic, nu doar atunci cand se
constata avarii si/sau cosul ajunge in mod evident sa puna in pericol
vecinatatile.
Pentru buna desfasurare a procesului de urmarire a comportarii cosului se
recomanda sa se recurga la asistenta tehnica din partea unor societati
comerciale in masura sa ofere servicii ingineresti de specialitate si acces
pentru lucrul la inaltime in conditii de siguranta.
Lucrarile de reparatii curente recomandate in rapoartele de urmarire
curenta sau extinsa se vor executa pe cat posibil in timpul functionarii
cosului sau in perioadele de intrerupere planificata a functionarii.
9 Cerinte privind reabilitarea cosurilor din beton armat
9.1 Date generale
Reabilitarea cosurilor industriale din beton armat implica activitati de
stabilire a starii de deteriorare, cu gruparea tipurilor caracteristice de
deteriorari, inspectare, determinari, masuratori, expertizarea tehnica pentru
cerinta de rezistenta, stabilitate si durabilitate, stabilirea deciziei de
interventie structurala sau dupa caz demolare, stabilirea deciziei de
interventie asupra termoizolatiei si protectiilor anticorozive, cerinte
minimale pentru materialele si produsele folosite, verificarea prealabila a
solutiilor de interventie cu aplicare integrala sau partiala (pentru structura,
termoizolatii, protectii anticorozive), controlul executiei, urmarirea
comportarii in timp.
In subcapitolul 9.2 se reiau mai dezvoltat principalele aspecte de
deteriorare la cosurile de fum din beton armat, pentru a permite o mai buna
intelegere a cerintelor privind reabilitarea prezentate in subcapitolele
urmatoare.
9.2 Probleme de deteriorare la cosuri din beton armat
9.2.1 Deteriorarea betonului
- Deteriorarea fizica si mecanica
Deteriorarea fizica si mecanica a betonului rezulta sub forma de fisuri
locale sau distribuite regulat sau neregulat, datorate unor supraincarcari ca
tasari, cutremur, impact, explozii, efectelor de temperatura (supraincalzire,
penetrarea umiditatii, inghet), defectiunilor de executie (decofrarea prea
rapida, zone poroase datorita compactarii insuficiente, acoperire cu beton
insuficienta, neomogenitate, contractiei betonului), fisuri verticale
favorizate de golurile de trecere a tijelor de glisare. Indiferent de cauzele
fisurarii, rezultatul este acelasi, atacul chimic putand penetra in fisurile
formate.
- Deteriorarea chimica a betonului
se poate observa sub forma de dizolvare a cimentului (sub actiunea clorului),
umflarea cimentului (sub actiunea sulfatilor), dizolvarea agregatelor (sub
actiunea fluorurilor).
Adesea deteriorarea chimica a betonului (ex. carbonatarea) are consecinte
asupra armaturii, care la randul ei afecteaza betonul.
Evitarea acestor deteriorari impune satisfacerea unor cerinte de calitate
inalta a betonului in ceea ce priveste:
- densitatea (compactitatea)
o densitate ridicata este importanta pentru reducerea atacului chimic
- omogenitatea
- limitarea deschiderii fisurilor
- realizarea acoperirii minime cu beton a armaturii
si a unor cerinte de armare corespunzatoare pentru preluarea anumitor
solicitari mecanice si termice.
9.2.2 Coroziunea armaturii de otel in beton
are o importanta particulara prin efectele asupra constructiei si se prezinta
sub urmatoarele forme:
- Coroziunea datorata alcalinitatii reduse si care are drept consecinte
reducerea sectiunii armaturilor si respectiv deteriorarea betonului ca urmare a
expansiunii produselor de coroziune
- Coroziunea datorata actiunii clorului
- Coroziunea sub tensiune (in cazul utilizarii de armaturi pretensionate)
Coroziunea armaturii din otel este de asemenea o consecinta directa a
deteriorarilor betonului, prezentate mai sus si care faciliteaza penetrarea
umiditatii si agentilor agresivi la armatura.
Cerintele pentru o calitate inalta a betonului, in principal densitatea
(compactitatea) ridicata, reduc semnificativ expunerea armaturii la actiunea
umiditatii si agentilor agresivi.
9.2.3 Deteriorari din coroziune a componentelor din otel
- Coroziune comuna
- Coroziune sub tensiune
- Coroziune datorata oboselii materialului sau contactului bimetalic
- Coroziune atmosferica
- Coroziune datorata eroziunii sau abraziunii
Cerintele privind protectia componentelor din otel privesc in primul rand
tipul si calitatea protectiilor aplicate.
9.2.4 Deteriorarea lucrarilor din zidarie
- Fisurarea extinsa, in camp curent sau la petrecerile intre tronsoane,
produsa de actiunea temperaturii tehnologice
- Afectari provocate de actiunea fortelor orizontale din vant (mai rar) sau
cutremur
- Reducerea grosimii zidariei ca urmare a:
- Fisurarii de suprafata datorata eforturilor ridicate din temperatura
- Inghetului
- Eroziunii si abraziunii
- Actiunea unor componente agresive din gaze
- Fisurarea si pierderi de mortar in rosturile zidariei
- Deteriorare locala la rezemari, puncte de dilatare, etansare, ancore
- Reactii cu substante care duc la marire de volum si care nu poate fi
preluata de rosturile de dilatare.
9.2.5 Deteriorarea protectiei rosturilor
Se produce la petrecerile intre tronsoanele de zidarie datorite dilatarilor
si contractiilor termice repetate, a depunerilor de cenusa si materiale de
condens cu actiune agresiva.
9.2.6 Deteriorarea termoizolatiei
Deteriorarea termoizolatiei poate fi cauzata in mod obisnuit de reactii
chimice cu substante active din gaze, condens, absenta locala a termoizolatiei,
fisuri.
9.2.7 Deteriorarea protectiilor peliculogene
- Reducerea calitatii protectiilor sub forma de pelicule sub actiuni
chimice si chiar mecanice si termice sau vibratii
- Reducerea calitatii protectiilor sub forma de pelicule sub efectul
schimbarilor de temperatura a gazelor si a schimbarilor diurne ale temperaturii
atmosferice
Tinand seama de marea varietate de produse de protectie, fiecare sistem de
protectie sub forma de pelicule trebuie sa se adapteze actiunilor chimice,
mecanice si termice. Acest lucru cere un inalt nivel de cunostinte de expert si
know-how pentru materiale si produse.
Se mentioneaza extinderea utilizarii substantelor de protectie penetrante,
care contribuie totodata la marirea compactitatii superficiale a betonului si
nu necesita intretinere si refacere ca in cazul peliculelor aplicate pe
suprafata betonului.
9.3 Cerinte privind expertizarea tehnica a cosurilor industriale din beton
armat
9.3.1 Cerinte pentru inspectarea detaliata a cosului
- Asigurarea conditiilor de acces pentru inspectare, fotografiere si luare
de probe
- Verificarea trunchiului portant la stabilitate si durabilitate - starea
de deteriorare
- Verificarea tubului de evacuare a gazelor la stabilitate, abraziune,
actiunea acida
- Fotografii ale zonelor de rosturi si ale schimbarilor detectate
- Luarea de probe de material la diferite nivele si incercari de laborator
- Evaluarea rezultatelor
- Asigurarea supervizarii inspectarii pentru toate specialitatile proprii
alcatuirii cosurilor industriale din beton armat (structura, izolatii,
protectii)
9.3.2 Cerinte pentru utilizator/proprietar
- Prezentarea proiectului executat incluzand calculul eforturilor
- Documente privind perioada de utilizare precedenta a cosului: durata,
urmarirea comportarii, interventii
- Semnalari ale depasirii parametrilor de functionare: temperatura,
continut gaze
- Date privind debitul maxim si minim de gaze, temperatura minima si maxima
de intrare a gazelor, densitatea gazelor
- Date privind schimbari in caracteristicile gazelor evacuate
- Date privitoare la schimbarea continutului gazelor evacuate (continut
Sox, temperatura, umiditate) ca urmare a introducerii unei statii de
desulfurizare inainte de intrarea in cos - acolo unde este cazul.
- Cerinte privind aprecierea efectelor asupra mediului si necesitati de
considerare a modificarii conditiilor de emisii de gaze acceptate anterior
- Clarificari/precizari privind perioada de functionare ulterioara
efectuarii interventiilor
9.3.3 Determinari speciale
- Caracteristici dinamice proprii, termografie in infrarosu
9.3.4 Cerinte privind evaluarea analitica a nivelului de protectie antiseismica
si a efectelor altor actiuni asupra rezistentei, stabilitatii si durabilitatii;
Masuri de consolidare a trunchiului portant
- Considerarea prevederilor actuale privind solicitarea seismica in relatie
cu durata de exploatare preconizata dupa efectuarea interventiilor
- Considerarea unor solutii de consolidare cu performante superioare, ca de
ex. consolidarea longitudinala cu benzi pe baza de fibre de carbon,
consolidarea inelara prin precomprimare
- Stabilirea deciziei de interventie structurala (reparare, consolidare,
dupa caz demolare), in acord cu durata de timp preconizata pentru functionarea
ulterioara interventiilor
9.3.5 Evaluarea masurilor de interventie privind izolatia termica
Evaluarea masurilor de interventie are in vedere in ce masura izolatia
termica satisface cerintele de functionare si anume:
- de a mentine eforturile cauzate de temperatura in materialul trunchiului
portant si in tubul de evacuare a gazelor in limitele reglementate;
- de a garanta o cadere redusa de temperatura intre intrarea si iesirea
gazelor; de a preveni pierderi ridicate de caldura prin zidarie;
- de a preveni penetrarea condensarii acide prin tubul din zidarie sau
inhibitia vaporilor.
9.3.6 Evaluarea masurilor de interventie privind protectiile anticorozive
Evaluarea masurilor de interventie are in vedere in ce masura cerintele
protectiilor anticorozive satisfac urmatoarele cerinte pentru cosurile de fum:
- Aderenta la suprafata-suport:
- Rezistenta la inghet-dezghet;
- Flexibilitate: se recomanda ca protectiile peliculogene sa asigure
preluarea fisurilor de ordinul 0,5 mm;
- Rezistenta la agenti chimici
Ex. pentru interior, la urmatorii agenti chimici:
2-
- SO2, SO4 ; H2SO4
- Cl-; HCl;
- F-; HF;
- Rezistenta la abraziunea generata de gazele arse cu concentratie de
pulberi.
9.4 Cerinte minimale pentru materialele si procedeele folosite la repararea
si consolidarea trunchiului portant
Cerintele pentru materialele de reparare/consolidare pentru trunchiul din
beton armat se prezinta in continuare dupa compozitia si modul de aplicare ale
acestora.
Betonul turnat, ca si betonul/mortarul torcretat trebuie sa aiba in general
o compozitie apropiata de a betonului existent, dar cu adeziune ridicata si cu
precizarea ca granulele maxime nu trebuie sa depaseasca 1/3 din grosimea
stratului aplicat. In cazul torcretului compozitia amestecului trebuie sa se
adapteze tehnicii de torcretare, pentru a obtine aderenta si compactitate cu
minimum de material ricosat.
Mortarele se pot folosi ca material de reparatii/consolidari pentru
refacerea acoperirii armaturilor, precum si pentru injectarea fisurilor.
Pentru mortare realizarea unui mortar bogat in ciment, cu densitate
ridicata si putin sensibil la carbonatare, trebuie corelata cu prevenirea
contractiei si a desprinderii/detasarii. In general sunt disponibile mortare cu
intarire rapida si cu compozitie granulometrica garantata si la care se pot
adauga solutii de silice-alcalina pentru cresterea alcalinitatii.
La mortarele cu adausuri de materiale sintetice si caracteristici
superioare (structura densa, rezistenta si aderenta superioare, rezistenta
ridicata la atacul chimic, intarire rapida), cerintele de calitate tin in mod
esential de amestecul corect si de metodele de amestecare corecte.
Restabilirea continuitatii betonului in fisuri prin injectare cu rasini
sintetice implica satisfacerea unor cerinte speciale pentru aceste rasini:
vascozitate redusa, rezistenta satisfacatoare la intindere si mai ales aderenta
inalta.
Pentru prevenirea penetrarii materialelor agresive in suprafata betonului
este necesara o selectare potrivita intre materiale aplicate prin peliculizare
si produse chimice de impregnare/etansare a suprafetei betonului.
Pentru consolidarea trunchiului portant se recomanda sa se ia in
considerare unele tehnici avansate ca:
- armare cu benzi din fibre de carbon
- precomprimarea inelara in diferite solutii - cu fundamentarea realizarii
precomprimarii permanente.
Tehnicile mentionate nu exclud considerarea altor posibilitati care se vor
analiza pe masura aparitiei lor.
Recomandarea folosirii solutiilor de consolidare in rapoartele de expertiza
va fi insotita de o fundamentare corespunzatoare a modului cum sunt indeplinite
cerintele esentiale de rezistenta, stabilitate si durabilitate din
reglementarile in vigoare.
Posibilitatea legala de aplicare a tehnicilor noi este conditionata de
existenta agrementelor emise conform reglementarilor in vigoare si de
certificarea conformitatii produselor folosite.
Observatie:
Pentru cele doua procedee mentionate se recomanda sa se acorde o atentie
speciala asupra mentinerii in timp a caracteristicilor de aderenta a materialelor
de lipire si, respectiv, asupra realizarii precomprimarii permanente
proiectate.
In functie de specificul aplicatiei si pentru satisfacerea cerintelor
mentionate, specificatiile tehnice pentru materialele de reparare/consolidare
vor trebui sa precizeze urmatoarele marimi caracteristice:
- rezistenta la compresiune si intindere
- modulul de elasticitate
- coeficientul de dilatare liniara
- contractie, curgere lenta, relaxare
- capacitatea de aderenta
- etanseitatea la apa si rezistenta la umiditate
- rezistenta la temperaturi inalte si joase
- rezistenta la coroziune
9.5 Solutii de reparare/consolidare/reabilitare
Aplicarea unor solutii integrale de reparare/consolidare/reabilitare
implica existenta unei echipe de experti/specialisti cu experienta in principal
pe domeniile structura, termoizolatie, protectii anticorozive si o conlucrare
stransa intre acestia.
Tinand seama de caracteristicile cosurilor industriale si de costurile
ridicate ale lucrarilor de interventie si pentru asigurarea accesului pe cos,
este necesar ca solutiile sa fie verificate riguros si in conditiile
particulare ale aplicatiei.