Експериментальні дослідження тривалої втомленості сталевих каналізаційних конструкцій

  • Serhii Maksimov Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона http://orcid.org/0000-0002-5788-0753
  • Valerii Makarenko Національний університет «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка» http://orcid.org/0000-0001-9178-9657
  • Yuriy Vynnykov Національний університет «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка» http://orcid.org/0000-0003-2164-9936
  • Yulia Makarenko Університет «Манітобо», м. Вінніпег
Ключові слова: каналізаційна підземна споруда, сталева конструкція, хімічно-агресивне середовище, тріщиностійкість, деформація, текучість, межа міцності, в’язкість

Анотація

Наведено результати експериментальних досліджень тривалої втомленості (міцності) сталевих конструкцій каналізаційних підземних споруд у хімічно-агресивному середовищі, які одночасно містять хімічні інгредієнти та біологічно-агресивні бактерії. В лабораторних випробуваннях використано арматурні стрижні діаметром 32 мм зі сталі марки 20ГС. Отримано нові емпіричні залежності між концентрацією гетеротрофних бактерій (ГТБ) у розчині та спротивом втомленості сталевих зразків, вирізаних із арматури залізобетонних конструкцій каналізаційних споруд, при їх циклічних випробуваннях на згин і кручення. Для порівняння аналогічні дослідження виконано для умов розчинів хлористого натрію. Встановлено, що тривала втомленість (міцність) сталевих конструкцій каналізаційних підземних споруд значно зменшується при тривалій експлуатації, а особливо при перевищенні терміну 20 років і більше, в хімічно-агресивних середовищах побутово-господарських стоків, що призводить часто до корозійно-механічних руйнувань. Доведено, що в процесі тривалого терміну експлуатації суттєво знижуються показники тривалої втоми арматурних сталевих стрижнів залізобетонних конструкцій, що спричиняє утворення тріщин в з’єднанні «арматура – бетон», яке, як правило, призводить до руйнувань залізобетонних труб і конструкцій в цілому. Отримані результати пояснено тим, що в процесі тривалої експлуатації каналізаційного устаткування відбувається окрихчення та деградація металу.

Посилання

1. DBN B.2.6-98:2009 (2009). Constructions of buildings and structures. Concrete and reinforced concrete structures. Basic design provisions. Kyiv: Ministry of Regional Development of Ukraine

2. Goncharenko D. & Aleinikova A. (2013). Water supply networks of Kharkiv and possible ways to increase their operational durability. MOTROL. Commission of motorization and energetics in agriculture: Polish Academy of sciences, 15(6), 3-10

3. OFWAT (2004). Maintaining Water and Sewerage Systems in Englandand Wales, OurProposed Approach for the 2004 Periodic Review. London

4. Alekseev S., Ivanov F., Modry S. & Shissl P. (1990). Durability of reinforced concrete in aggressive environments. Moscow: Stroyizdat

5. Sanchez-Silva M. & Rosowsky D.V. (2008). Biodeterioration of construction materials: State of the art and future challenges. J. of Materials in Civil Engineering, 20(5), 352-365

6. Bielecki R. & Schremmer H., (1987). Biogene Schwefelsäure-Korrosion in teilgefüllten Abwasserkanälen. Sonderdruck aus Heft 94 der Mitteilungen des Leichtweiβ-Instituts für Wasserbau der Technischen Universität Braunschweig

7. Okada T. & Hattori S. (1985). The relationship between the salt concentration in water and the corrosion resistance of structural steel containing 0.37% carbon. Proceedings of the American Society of Mechanical Engineers, 3, 98-107

8. Medovar L.B., Saenko V.Ya., Us V.I. & Yarosh V.M. (2020). Features of design of bimetallic preparations for production of a reinforcing profile with a corrosion-resistant cladding layer from 316L steel. Industrial construction and engineering structures. Kyiv: SC "Ukrainian Institute of Steel Structures. V.M. Szymanowski », 2-6.

9. Vynnykov Y.L, Makarenko V.D., Kravets I.A. & Minenko I.S. (2019). Investigation of the reasons for the decrease in the strength of CHP pipelines. Problems of friction and wear. 1 (82), 63 – 68.
http://dx.doi.org/10.18372/0370-2197.1(82).13488

10. Makarenko V.D., Paliy R.V. & Galichenko E.N. (2004). Physico-mechanical bases of hydrogen sulfide corrosion destruction of field pipelines. Monograph. Chelyabinsk: CNTI

11. Makarenko V.D., Kovensky I.M. & Prokhorov N.N. (2000). Corrosion resistance of welded metal structures of oil and gas facilities. Moscow: Nedra-Business Center LLC

12. Makarenko V.D., Maksimov S.Y., Bilyk S.I., Vynnykov Y.L., Kuskov Y.M., Kuzmenko O.G. & Makarenko Y.V. (2021) Corrosion destruction of sewer systems of Ukraine: Monograph. Kyiv: NULES of Ukraine

13. Bazhenov Yu.M., Demyanova V.S. & Kalashnikov V.I. (2006). Modified high-quality concrete. Moscow: DIA Publishing House

14. Marinin A.N., Garibov R.B. & Ovchinnikov I.G. (2008). Resistance of reinforced concrete structures to the effects of chloride corrosion and carbonization. Saratov: "RATA"

15. Sakharov V.N. & Mayorov V.G. (2005). Modern methods of anticorrosive protection of metal structures in hydraulic engineering. Hydraulic construction, 3, 46-50
Опубліковано
2020-12-30
Як цитувати
Maksimov Serhii Експериментальні дослідження тривалої втомленості сталевих каналізаційних конструкцій / Serhii Maksimov, Valerii Makarenko, Yuriy Vynnykov, Yulia Makarenko // ACADEMIC JOURNAL Industrial Machine Building, Civil Engineering. – Полтава: ПНТУ, 2020. – Т. 2 (55). – С. 89-95. – doi:https://doi.org/10.26906/znp.2020.55.2349.