ar-net.ru В панелях с окаймляющим арматурным каркасом сварной каркас следует располагать по периметру панели у менее нагретой стороны (рисунок 9.7, в).
Крепление панелей к каркасу должно осуществляться на болтах или на сварке так, чтобы панели могли свободно перемещаться при нагреве.
В конструкциях тепловых агрегатов из монолитного железобетона со стороны рабочего пространства в углах сопряжения стен, а также стен с покрытием и перекрытием следует предусматривать вуты.
При температуре рабочего пространства теплового агрегата свыше 800?С ограждающую конструкцию с целью увеличения ее термического сопротивления следует выполнять многослойной, с включением в ее состав слоев из эффективной теплоизоляции (рисунок 9.7, г).
Многослойная несущая или самонесущая конструкция со стороны рабочего пространства должна иметь футеровочную плиту из жаростойкого бетона, а с ненагреваемой стороны – несущее основание в виде железобетонной плиты или металлического листа с окаймляющими уголками, а между ними - слой теплоизоляции. Волокнистые огнеупорные материалы следует применять в температурных зонах сечения конструкции, где нельзя применять более дешевых и менее дефицитные материалы, например, плиты или маты из минеральной ваты.
 | |
| 474 × 558 пикс. Открыть в новом окне | |
а - двухслойная панель на металлическом листе; б - панель с окаймляющим каркасом из тяжелого жаростойкого бетона; в - панель с окаймляющим арматурным каркасом; г - панель на
металлическом листе со стальными анкерами и эффективной теплоизоляцией; 1 – уголок жесткости панели; 2 - металлический лист; 3 - анкер; 4 - легкий жаростойкий бетон с D1100 и менее; 5 - легкий жаростойкий бетон с D1200 и более; 6 - окаймляющий каркас из тяжелого жаростойкого бетона; 7 - арматурный каркас; 8 - эффективная теплоизоляция; 9 - усадочный шов; 10 – шайба
Рисунок 9.7 -Конструкции панелей из легкого жаростойкого бетона
9.31 Для обеспечения надежного соединения несущего и футеровочного слоев многослойной футеровки рекомендуется применять пространственные анкеры в виде соединенных между собой крестообразно установленных гнутых стержней, расположенных перпендикулярно к арматурной сетке, например, как показано на рисунке 9.8.
Пространственные анкеры устанавливают в швах плитной и минераловатной изоляции. Расстояние между анкерами принимают в пределах 0,7-1,0 м, а расстояние от краев панели до центра пространственного анкера принимают кратным размеру плит теплоизоляции и равным половине расстояния между анкерами. Плита из жаростойкого бетона, закрепленная с помощью анкеров, от действия собственного веса в горизонтальном положении панели будет работать как двухконсольная система с максимальными растягивающими усилиями в сечениях под пространственными анкерами, где имеются местные арматурные сетки, включенные в пространственный анкер для увеличения площади анкеровки.
Футеровочная плита из жаростойкого бетона в укрупненных монтажных элементах разрезается швами шириной 2 мм на отдельные части таким образом, чтобы каждый отдельный монолитный участок бетонной футеровки крепился к основанию панели четырьмя или двумя анкерами.
 | |
| 350 × 281 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок 9.8 - Пространственный анкер в многослойной конструкции панели железобетонной несущей плитой
1- пространственный анкер; 2 - железобетонная несущая плита; 3 - минераловатная изоляция; 4 - плитная изоляция; 5 - арматурная сетка; 6 - футеровочная плита из жаростойкого бетона
9.32 Конструкции, перекрывающие рабочее пространство теплового агрегата, могут быть свободно опертыми на стены, подвесными или монолитно связанными со стенами. Для покрытий при пролетах более 4 м должны преимущественно предусматриваться подвесные балки, плиты и панели. Расчетную схему работы подвесной конструкции следует принимать как для двухконсольной балки, при этом не должно допускаться возникновения растягивающих напряжений в бетоне со стороны более нагретой поверхности. Подвесные конструкции не должны воспринимать никаких внешних нагрузок, кроме собственного веса, и на них не должны устраиваться мостики или настилы для хождения обслуживающего персонала.
9.33 Купола и своды должны иметь стрелу подъема не менее 1/12 пролета в свету.
Купола и своды с плоской верхней поверхностью у пяты должны иметькомпенсационный шов шириной 20-40 мм на глубину, равную высоте сечения в замке (рисунок 9.9). Заполнение шва следует предусматривать из легкодеформируемого материала, с покраской пят тонким слоем битумного лака. За осевую линию в таких куполах и сводах допускается принимать дугу окружности, проведенную через центр пяты и середину высоты сечения в центре пролета.
 | |
| 421 × 307 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - кожух;2 - сетка из проволоки диаметром до 6 мм, приваренная к кожуху;3 - компенсационный шов толщиной 20—40 мм, заполненный легко деформируемым материалом;4 - бетонный купол; 5 - пята купола; 6 - шов бетонирования
Рисунок 9.9 - Конструкция купола перекрытия с технологическими отверстиями из жаростойкого бетоне для крутого теплового агрегата
В куполах и сводах с плоской верхней поверхностью, при высоте сечения в замке более 250 мм, кроме основной рабочей арматуры, установленной со стороны менее нагретой поверхности, необходимо предусматривать конструктивную сетку из проволоки диаметром 3-6 мм с ячейкой не более 75х75 мм, которую располагают в слое бетона с температурой, не превышающей предельно допустимую температуру применения конструктивной арматуры сетки (таблица. 5.10). Эта сетка должна соединяться хомутами с основной арматурой (рисунок 9.10).
 | |
| 374 × 218 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - купол;2 - пята купола;3 - опорное кольцо;4 - шов бетонирования;5 - кожух;6 - теплоизоляционная прослойка толщиной 20-40 мм;7 - рабочая арматура опорного кольца;8 - компенсационный шов шириной 20-40 мм, заполненный легко деформируемым материалом; 9 – рабочая арматура купола;10 - хомут из проволоки диаметром 6 мм;11 - сетка из проволоки диаметром 3-6 мм
Рисунок 9.10 - Конструкция железобетонного купола покрытия с плоской верхней поверхностью из жаростойкого бетона для круглого теплового агрегата
9.34 Рабочую арматуру в железобетонных конструкциях, перерезаемую различными технологическими отверстиями, следует приваривать к рамкам из арматуры или проката, устанавливаемым вокруг отверстий. Размеры рамки должны приниматься такими, чтобы толщина бетона со стороны отверстия была достаточной для обеспечения температуры металла рамки, не превышающей предельно допустимую температуру применения арматуры, устанавливаемой по расчету по таблице 5.10. Площадь сечения рамки в каждом направлении должна быть достаточной для восприятия усилий в перерезанных стержнях.
Отверстия большого размера следует окаймлять армированными бортовыми замкнутыми рамами. Сечение стенок бортовых рам определяют из расчета на усилия от воздействия температуры и нагрузки.
9.35 Основания фундаментов, боровов и других сооружений, расположенных под землей и подвергающихся нагреву, должны находиться выше уровня грунтовых вод. При наличии воды в основании этих сооружений, следует предусматривать их гидроизоляцию, либо железобетонные конструкции, находящиеся под землей, выполнять из обычного бетона с повышенной маркой по водонепроницаемости не менее W12.
9.36 Кожухи тепловых агрегатов из листовой стали допускается предусматривать, когда необходимо обеспечить газонепроницаемость конструкции, и когда имеется большое количество отверстий или точек крепления оборудования. Соединение кожуха с жаростойким бетоном следует производить при помощи арматурных сеток (рисунок 9.10) или металлических анкеров, приваренных к кожуху (рисунок 9.8).
В стенах и сводах печей для крепления к ним футеровочных материалов предпочтительно применение анкерных систем. Анкера следует предусматривать из жаропрочной стержневой арматуры или проката, а при эксплуатационной температуре свыше 1200оС – из огнеупорной керамики. Выбор марок сталей для анкеров следует производить с учетом предельно допустимой температуры применения сталей и максимальной температуры эксплуатации анкеров, по таблицам 5.10 и 9.3.
Т а б л и ц а 9.3
Предельно допустимая температура применения | Марки сталей | ||
Российского производства | Евросоюз | США | |
1 | 2 | 3 | 4 |
| не более 375оС | Ст.3 | - | - |
| не более 425оС | Ст.09Г2С | - | - |
| не более 475оС | Ст.12Х13 | 1.4006 | 403 |
| 1.4021 | 410 | ||
| не более 700оС | Ст.12Х18Н10Т, | 1.4541 | 321 |
Ст.08Х18Н10Т | 1.4878 | 321Н | |
| не более 900оС | Ст.20Х23Н18 | 1.4843 | 310 |
| 1.4845 | 310S | ||
X8CrNi25-21 | 314 | ||
| не более 1200оС | Ст.ХН32Т | X10NiCrAlTi32-20 | N08825 |
| свыше 1200оС | Только керамические анкера | Только керамические анкера | Только керамические анкера |
При проектировании анкерных систем для крепления жаростойких бетонов (футеровок) следует учитывать следующие показатели:
- рабочая температура устройства;
- толщина и количество слоев бетона или футеровки (одно- или многослойная);
- общий вес материалов и условия работы.
От выше перечисленных параметров зависит выбор формы и размеров анкера, шаг их установки. Наиболее распространенной является V-образная форма анкеров, с устройством загибов и гофр, как в плоскости изделия, так и вне плоскости (рисунок 9.11), с последующим объединением в пространственную систему, как показано на рисунке 9.8, поз. 1.
При проектировании анкерных систем шаг крепления анкеров для стен, как правило, принимается равным 300-400 мм, а для сводов – 200-250 мм. К металлическим кожухам тепловых агрегатов крепление анкеров осуществляется при помощи сварки.
 | |
| 669 × 467 пикс. Открыть в новом окне | |
а, б, в, г - анкеры для однослойного бетона, д, е, ж, з – анкеры для многослойного бетона
Рисунок 9.11- Образцы форм металлических анкеров для крепления жаростойких футеровок к металлическим кожухам тепловых агрегатов
9.37 Если жаростойкий бетон подвержен сильному истирающему воздействию со стороны рабочего пространства, то его следует защищать металлической панцирной сеткой, по которой наносится слой торкретбетона, или блоками из наиболее стойкого в этих условиях жаростойкого бетона или огнеупора.
9.38 При проектировании конструкций футеровок для цилиндрических трубчатых печей нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой промышленности в виде панелей из легкого жаростойкого бетона, формуемых на металлическом основании, необходимо предусматривать конструктивные решения, обеспечивающие кислото- и газонепроницаемость теплозащитного бетонного слоя на контакте с металлической поверхностью во избежание возникновения коррозии металла в процессе эксплуатации.
Футеровка конструктивных элементов печей (панелей) из жаростойкого бетона предназначена для изоляции металлической обшивки печи от воздействия температуры и снижения теплопотерь в процессе эксплуатации печей.
Поскольку жаростойкий бетон футеровок в процессе эксплуатации проявляет усадочные деформации в виде трещин, проблему изоляции металла от проникновения газов рекомендуется решать путем устройства антикоррозийной газонепроницаемой обмазки на границе раздела фаз «жаростойкий бетон - металл», которая позволяет обеспечить защиту метала от воздействия различных газов и кислот, адсорбирующих на поверхность металла.
Для исключения попадания дымовых газов, содержащих Н2S и SО2, на металлические поверхности оснований панелей и армирующих деталей, последние перед укладкой жаростойких бетонных смесей рекомендуется покрыть антикоррозионной газонепроницаемой обмазкой в виде промежуточного слоя (рисунок 9.12).
Газонепроницаемую обмазку следует наносить на металлические поверхности методом набрызга (торкретом) за 2-3 прохода при толщине каждого слоя не менее 3 мм или вручную. При этом необходимо обеспечить сплошность нанесения обмазки по всей площади защищаемой металлической поверхности.
 | |
| 468 × 163 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок 9.12 - Фрагмент футеровкицилиндрической трубчатой печи панелей из легкого жаростойкого бетона, формуемой на металлическом основании
В качестве антикоррозионной газонепроницаемой обмазки применяются на практике гидроизоляционные смеси на расширяющих добавках по ТУ 5749-009-00284345-99 со следующими характеристиками: