[Smartboy]

Мачта 18 метров, пояса из круглых труб 32х3,2 ГОСТ 3262-75. Решетка из прутка диаметром 14 мм.

Чем может быть вызвано такое разрушение трубы??

ps Если нужна какая еще информация по конструкции, спрашивайте.

[Cfytrr]

от изгиба и осевой нагрузки самое напряженное состояние получается по сторонам и ниже узла, а на фотках трещина вроде выше узла...

[IMG]http://i064.***********/0905/e2/24b91d9351a3t.jpg[/IMG]

[vegas]

А откуда тогда вмятина к центру трубы? или у меня плохо со зрением?

[MMV]

Smartboy, В Мельникове, например, есть (он лежит в дауне)

[AMS]

Утро вечера мудренее...
Подводя итоги складывается впечатление, что основные причины повреждений необходимо искать в доэксплуатционом периоде - до или во время монтажа.
Против версии воздействия ветровых нагрузок на мачту, включая вненормативные:
- при значительных повреждениях на локальных участках от внешних воздействий на мачту, прежде всего ветровых, должны деформироваться решетки, но не в плоскости, не из плоскости рам, деформации решеток возле мест разрыва отсутствуют, нет признаков и того, что впоследствии деформированные элементы поправляли;
- нет видимых, по крайней мере на фото повреждений (изгиба, вмятин) на противоположных от них ветвях, на них так же должны остаться последствия совместной работы с поврежденными ветвями;
Против версии разрыва замерзшей водой труб в проектном положениии:
- не исключена, но крайне мала вероятность накопления атмосферной влаги после монтажа одновременно и избирательно в двух трубах ( для заполнения естетвенным образом в этом районе должно бы выпасть не менее 1000- 1500 мм осадков);
- разрывы шовных труб, как они выглядят на фото не характерны для повреждений при морозном воздействии, иначе появились бы протяженные трещины вдоль шва, без "выворачивания" металла и разрыва в нескольких местах по периметру (вторая труба на фото 1).
Для окончательного выводов не достаточно данных более полного обследования, прежде всего о состоянии остальных элементов мачты, что позволило бы уменьшить диапазон от в принципе возможных до наиболее вероятных причин.
Исправить выеденнного яйца не стоит, но выявить причину (естественную или по неосторожности) по сути так и не получилось - на месте события криминалисты поработали не в полном объеме, не обратив внимание на отдельные сопутствующие ему "детали".

[Ильнур]

Сообщение от Smartboy ... Откуда тогда местная устойчивость то будет?...

От возможностей стали и за пределами упругости и текучести. Просто не достигнут предел по временному сопротивлению.
АMS:

крайне мала вероятность накопления атмосферной влаги после монтажа одновременно и избирательно в двух трубах

Поэтому нужно искать причину водопроникновения и водонакопления именно в этих трубах. Осадков нужно наверно не 1500 мм - сбор и накопление идет со всей мачты.
Насчет узла, с котрого идет ступенчатое повышение усилия - весьма точно замечено. Если повреждение от осевого усилия в трубе, то не от пика усилий в узле, а там, где было "тонко". Тонкость возникла необязательно от воды, а например от удара при погрузке.
На фото1 вторая труба, как и первая, имеет единственный разрыв - по шву. Там только разрывы лакокрасочного покрытия.

[Люсик]

Все гораздо проще, сталкивались с подобным неоднократно. Завод-изготовитель использует б/у-шные трубы. Подрихтовали разрыв, который уже был, подшпаклевали ( им гадам даже лень проварить шов), и заказчик имеет счастье. А в эксплуатации ветерок подул, качнуло- результат на фото. А вообще интересная конструкция мачты ( больше похожа на башню, но с оттяжками_.

Сообщение от AMS Утро вечера мудренее... Против версии разрыва замерзшей водой труб в проектном положениии: - не исключена, но крайне мала вероятность накопления атмосферной влаги после монтажа одновременно и избирательно в двух трубах ( для заполнения естетвенным образом в этом районе должно бы выпасть не менее 1000- 1500 мм осадков); - разрывы шовных труб, как они выглядят на фото не характерны для повреждений при морозном воздействии, иначе появились бы протяженные трещины вдоль шва, без "выворачивания" металла и разрыва в нескольких местах по периметру (вторая труба на фото 1). Для окончательного выводов не достаточно данных более полного обследования, прежде всего о состоянии остальных элементов мачты, что позволило бы уменьшить диапазон от в принципе возможных до наиболее вероятных причин. Исправить выеденнного яйца не стоит, но выявить причину (естественную или по неосторожности) по сути так и не получилось - на месте события криминалисты поработали не в полном объеме, не обратив внимание на отдельные сопутствующие ему "детали".

В целом согласен, тем не менее выскажу свою гипотезу. Основным аргументом против "ледяной" теории является предположение, что воде, да еще в таком количестве неоткуда появиться в трубе. Кроме того, не находится объяснения, почему поврежденными оказались две трубы из четырех. Попробую объяснить как это может быть. При косом дожде площадь сбора воды для каждой трубы достаточно велика. Вода, стекая по трубам где-то находит дырочки, через которые протекает внутрь этих труб. При этом, возможно, в силу каких-либо причин, вода находила выход из двух неповрежденных труб.

[Lopuch]

Сообщение от ЛИС Сначала посмотрите на эпюру моментов в таких мачтах - что-то мне подсказывает(еще из Савицкого), что трубки просто не выдержали хороший ветерок.

К этому стоит добавить предупреждение из американского стандарта А53 для "kitchen tubes":


- Хорошо подумайте прежде чем применять эти трубы для расчетных конструкций (не дословно)

Трубы изготовленные методом печной сварки в амерских котлах для пакето змеевиков нагрева в закрытом топочном пространстве (в случае разрыва все выносится в трубу). По советским нормам котлостроения даже для таких случаев дорускались только бесшовные трубы по ТУ

[Fsorockin]

Обратите внимание на фото 2 общий вид мачты - решетка идет с расцентровкой по граням и в пространстве получается элемент пояса имеет изгибные деформации из плоскости. Как раз в месте разрушения решетка должна испытывать изгиб - при расетах по стержневой схеме такие деформации считаются "топорно" поэтому в данном месте - может быть недобор прочности. Учтите все силовые факторы и просчитайте данный узел в конечно-элементном пакете. А лучше обратитесь к спецам или в близлежащий ГАСУ к металоведам. Если там был брак трубы это легко установить. Усталость также легко отловить на месте.

[Lopuch]

Сообщение от Fsorockin Обратите внимание на фото 2 общий вид мачты - решетка идет с расцентровкой по граням и в пространстве получается элемент пояса имеет изгибные деформации из плоскости. Как раз в месте разрушения решетка должна испытывать изгиб - при расетах по стержневой схеме такие деформации считаются "топорно" поэтому в данном месте - может быть недобор прочности. Учтите все силовые факторы и просчитайте данный узел в конечно-элементном пакете. А лучше обратитесь к спецам или в близлежащий ГАСУ к металоведам. Если там был брак трубы это легко установить. Усталость также легко отловить на месте.

С прочностью трубы нормального качества может быть все в порядке, но наличие дефекта в сварном шве может запросто вызвать что-то подобное. Помнится был свидетелем разрыва бесшовной трубы печного змеевика 219 х 8. При внимательном рассмотрении в начале разрыва был обнаружено повреждение аккуратно заплавленное аргонодуговой сваркой. Последствия - меридиональный разрыв на длине 1.5 м

[ETCartman]

Оба на. 91 пост. Выполнить усиление - кусок железяки и 10 минут работы.

[Рей-Норд]

Посвящается Опусу, его профессионализму и настойчивости, которые остаются с ним даже при отсутствии известной всем кнопки…

На первой фотке обратил внимание на дальнюю стойку. Краска потрескалась так, как будто ее нанесли на резиновый лист, а потом его равномерно растянули.
А если свернуть лист в трубку, закрыть торцы, создать внутри давление? Очевидно цилиндрическая поверхность трубки также будет испытывать растяжение.

Единственная причина, которая способна вызвать растягивающие напряжения в стенке по площадкам, расположенным вдоль образующей цилиндрической поверхности, является вода. Эта аномально удивительная вода при превращении в лед увеличивает свой объем на 9,05%.

Здесь сразу возникают два вопроса:
1) почему трещины расположены именно там, где мы их наблюдаем,
2) может ли лед создать напряжения, превышающие расчетное сопротивление стали растяжению по временному сопротивлению.

В плане трещины очевидно привязаны к сварным швам, выполненным при изготовлении труб (см. ГОСТ 3262).

Положение трещин по высоте я объясняю следующими причинами. В том месте, где рвануло, внутри еще целой трубы, очевидно уровень напряжений должен быть очень высоким, но при этом под действием этих больших напряжений сам лед не должен деформироваться как твердое тело, иначе ему не распереть трубу. (См. прилагаемую схему).
Такая ситуация возможна, если в этом месте НДС (σ-ε состояние) льда будет соответствовать шаровому тензору напряжений. То есть лед будет находиться в условиях гидростатического сжатия. При таком НДС его объемные деформации под действием внешних сил будут практически нулевыми (как в дегазированной воде – она не сжимаема!). И тогда в чистом виде будет проявляться только расширение льдом объема, занимаемого водой.
Из условий симметрии очевидно горизонтальные напряжения в пространстве льда σx и σy равны.
Вертикальное напряжение вдоль оси трубы σz достигнет максимального значения, если поперечное сечение, в котором оно действует будет зажатым как снизу, так и сверху.
Внизу под трещиной для льда есть опора-преграда в виде фланца. Но нужно, чтобы и выше уровня трещины лед не мог при расширении двигаться вверх. Иначе получится как с пивом-льдом в холодильнике, которое легко срывает пробку и торчит некоторым фаллическим символом, дожидаясь владельца пива… А бутылка при этом цела.

Какая же пробка спрятана в трубе? А сам лед! Вернее силы сцепления и трения льда со стенками. Если длина участка с водой над будущей трещиной будет достаточно большой, то силы сцепления заблокируют движение льда вверх и тогда в столбе льда начнет формироваться шаровой тензор напряжений. Это позволит расширяющемуся льду вступить в «смертельные схватку» с трубой.
Элементарные расчеты показывают, что труба проиграет, к сожалению для Smartboyя, и достаточно быстро (см. ниже).

После этих рассуждений я пришел к следующим интересным выводам.
1) Не при всякой высоте воды в трубе ее рванет! Если воды не много, то лед не сможет самоблокироваться и будет проскальзывать по стенкам, вместо того чтобы формировать большие растягивающие напряжения в стенках. Поэтому нашему коллеге не повезло – дождей было много перед заморозками.
2) Высота столба воды в трубе перед замерзанием была гораздо больше, чем расстояние от нижних фланцев до трещины (сечение по льду поперек трещины должно быть симметричным относительно верхней и нижней равнодействующей сил сцепления).
3) Из всего этого автоматически следует, что для всех труб одного диаметра и толщины стенок рвать должно приблизительно на одном уровне, который определяется закономерностями образования Fсцеп.
4) Это расстояние, измеряемое вдоль трубы, не зависит от ее угла наклона. Лишь бы вода не выливалась.

Теперь дадим некоторые количественные оценки (на коленке).

Растягивающие напряжения в стенке по площадкам, расположенным вдоль образующих цилиндрической поверхности описываются формулой Лапласа:
σ = 2*p /(D/s-1) ≤ Ru.
Здесь р – давление в трубе, вызванное расширением льда (см. прилагаемую схему)..
Если принять для нашей трубы Ru=3350 кг/см2, то по формуле Лапласа давление внутри трубы перед разрывом должно составлять ~ р=650 кг/см2 (540 кг/см2 по критерию прочности сварного шва трубы).
Эти напряжения вызовут увеличение диаметра трубы на ~ 0,3-0,4 % с учетом уменьшенного среднего модуля упругости стали из-за ее пластичности.

Если же в сечении по середине трещины рассматривать лед (условия плоской деформации), то он должен распереть диаметр трубы почти на 14%! Поскольку 14% >>0.4%, то треск гарантирован, и наступит он достаточно быстро.

Расчет максимальной ширины раскрытия трещины дал величину, равную 4,9 мм. Для «коленки» это хорошее совпадение теории с практикой , ну то есть с размерами трещины на фото (учтите, что наружный диаметр трубы до треска равен 42,3 мм).
Следует отметить, что вода в лед будет превращаться от периферийных зон трубы к центру, выделяя при этом тепло.

В заключении еще несколько реплик.

- Лед обязательно раскроет трещину достаточно широко. Это твердое тело, а не жидкость в домкрате. На сброс давления при появлении трещины (как кто-то писал на ветке) не надейтесь!
Но на заключительной стадии лед конечно начнет выходить из трубы, нарушая условия гидростатического НДС и снижая свой «разрушительный напор». Кстати, при выходе лед дополнительно разгибает берега трещины наружу. Это хорошо видно на фотографии.

- Возможны две причины появления воды в трубах:
а) верхний фланцевый стык с растяжками. Не разглядел на фото, надежно ли растяжки крепятся.
б) прожоги в сварных швах. Хорошие у вас сварщики – к стенке трубы толщиной 3 мм варят пруток D=14 мм. Контроль сплошной? После зарплаты не работают 2 дня?
Уверен, что дырок от прожогов – как звезд на небе. И в каждой секции скорее всего вода, но только немного….

- Я не понял, о каких сливных отверстиях тут тихо бредили? Трубы все должны быть заглушены и приварены к фланцам плотно-прочными швами. Иначе возможны тяжелые последствия – см. ветку про конденсат в холодном складе.

-Нельзя просто заварить трещины! Надо вырезать разрушенный металл. Иначе при следующем ЧП придется заниматься уже НДС, вызванным работой мачты, как несущей конструкции…

- Ну и главный вопрос к авторам проекта – а почему трубы? Почему не открытые профили (уголки и т.п.)? Ведь с ними проще, надежней, дешевле!

Авторы проекта – глубоко законспирированные «левые». Они трубами долговечность своей конструкции уменьшили раза в два, и поэтому фактически провели скрытую экспроприацию собственника мачты.
…Интересно, а когда вместо мачты будет нефть, а труба будет диаметром не 32 мм, а значительно больше?
Вот такие грустные аналогии навеяли трещины на фотках …Наверно это из-за косых дождей за окном, которые рождаются у нас и приходят к вам (М. Хлебникова и DK на #87).

С далекого Севера … Рей-Норд

[Ильнур]

Сообщение от ETCartman Оба на. 91 пост. Выполнить усиление - кусок железяки и 10 минут работы.

Так-то да, заварить и все. Думается, автор этим не интересуется - возможно даже, что давно уже заварено. Автора интересует причина.
Но самое интересное в этой теме то, что есть конкретный дефект, и путем "камеральной" обработки имеющейся по сути только визуальной информации нужно установить причину. В ходе размышлений мы отклоняемся от истины в разные стороны и в различной степени, пытаясь приблизиться к истине. Будет полезно в итоге вернуться обратно на начало и для себя "оценить возможности", анализируя ход мышления уже на основе установленной причины.
Если она будет установлена.
Доп. после п.92: по приведенной версии над дефектом воды было около 1 метра.

[AMS]

Вода в поврежденные трубы могла попасть до монтажа секций, практически в неограниченном количестве, находясь в предзимний период в "лежачем" положении. При сборке секций не пороверив, затянули фланцы и подняли вместе с водой. Это сразу снимает вопрос, почему не разорвало трубы, находящиеся на противоположной грани - они находились выше.
Основной вопрос в развитии гипотезы разрушительного действия замерзающей воды - состояние мачты в предзимний период и время ее сборки.
Для этого достаточно свидетельских показаний, если подтведится, то «The X-Files» - 203: The Truth is Out Here ...

[BDG]

мне хочется думать что секцию мачты просто ударили (деформировали) при транспортировке или монтаже. может просто поговорить по душам с прорабом?

Сообщение от BDG мне хочется думать что секцию мачты просто ударили (деформировали) при транспортировке или монтаже. может просто поговорить по душам с прорабом?

Если бы ударили, были бы вмятины. У нас же, наоборот, наблюдается расширение трубы.

[IBZ]

При наличии только такой информации, согласен с выводами автора темы в посте 61. Да и пост 86 имеет под собой реальные факты, увы

А вообще с аналогичной ситуацией сталкивался не раз. Например, говорят нам: " У растянутого пояса вашей фермы выгиб из плоскости 150 мм - экспертов уже пригласили и в суд вас ща затаскаем"
- Да не учли они, что при продольном ветре там появляется сжатие 0,5 т - говорят эксперты.
- Да не, при такой сжимающей силе пояс не теряет устойчивость (а уж тем более не может иметь остаточных деформаций), даже при том, что его гибкость равна 210, отбиваемся мы.
После представления экспертного заключения о том, что проектировать мы не умеем, поднимаемся на на эту ферму - явные следы удара. Долго пытаемся выяснить откуда они у компетентных структур. Тщетно. Потом идем в цех ...
- Откуда? - удивляется "дядя Вася" - дык при установке крана по фермам молотили и молотили

[kruz]

Сообщение от DK Если бы ударили, были бы вмятины. У нас же, наоборот, наблюдается расширение трубы.

Вмятин могло и не быть. Из опыта монтажа ЛЭП. Поставили - наживили - повело - смяло 2 стойки - чтобы не соскочило их притянули болтами - тросом поставили обратно - стойки разогнулись - все, поехали монтировать следующую.

[viking1963]

Smartboy ,
Добрый вечер, вероятнее всего трещина появилась в результате нескольких причин.
Очень правдоподобно выглядит версия разрушения от давления льда изнутри + скручивание мачты от ветрового воздействия. Вода вполне могла проникнуть через швы между неглухими фланцами (атмосферными осадками, стекая по длине стоек мачты)
Интересная тема. Чтобы исключить версию про давление льда изнутри и оставить версии заводского брака (недосмотра микротрещин или действительно, применения б/у труб) и версию ударного воздействия (при перевозке или монтаже), если у Вас, как Вы говорите, по расчетам все нормально,
Может быть решить все проще :
Участники темы находят кусок трубы (круглая труба 32х3,2 ГОСТ 3262-75 длиной 1-2 м), дожидаются зимы (либо в холодильник трубу пихают), заливают воду, выставляют сей эксперимент на мороз (вертикально) ну а потом : фото в студию! (разорвало) или (неразорвало)
т. е. подтверждение теорий и версий практическим экспериментом (тем более что небольшой кусок трубы 32х3,2 для подтверждения (опровержения) версии найти в принципе можно)

[Smartboy]

Рей-Норд, спасибо большое за подробный ответ!
Все бы хорошо, но есть одно но..

Сообщение от Рей-Норд Внизу под трещиной для льда есть опора-преграда в виде фланца. - Я не понял, о каких сливных отверстиях тут тихо бредили? Трубы все должны быть заглушены и приварены к фланцам плотно-прочными швами. Иначе возможны тяжелые последствия – см. ветку про конденсат в холодном складе.

Нету ее там этой преграды. Писал я уже это выше. Смотрите подобное соединение в приложенной картинке. Проекта под рукой сейчас нет, это из учебника Беленя. В данной конструкции соединение точно такое, только заглушек нет..

Сообщение от Рей-Норд б) прожоги в сварных швах. Хорошие у вас сварщики – к стенке трубы толщиной 3 мм варят пруток D=14 мм. Контроль сплошной? После зарплаты не работают 2 дня? Уверен, что дырок от прожогов – как звезд на небе. И в каждой секции скорее всего вода, но только немного….

Про сварщиков это отдельная тема)) однозначно про это ничего не могу сказать. В защиту их могу сказать лишь одно, таких мачт стоит огрооомное количество по всей России, и на моей памяти претензий и проблем относительно сварных соединений в них небыло. Вот с поясом беда случилась впервые...

Сообщение от Рей-Норд - Ну и главный вопрос к авторам проекта – а почему трубы? Почему не открытые профили (уголки и т.п.)? Ведь с ними проще, надежней, дешевле!

Насчет проще это да, но насчет остального я бы не стал так однозначно утверждать. Посмотреть хотя бы относительно новый учебник Горева. Раздел по типам сечениям ферм (см. приложение)

По расходу стали для сжатых стержней ферм наиболее эффективным является тонкостенное трубчатое сечение.
Большим преимуществом круглых труб является хорошая обтекаемость, что особенно важно для высотных сооружений (башни, мачты).
В пространственных фермах (башнях, мачтах), где пояс является общим для двух ферм, его сечение должно обеспечивать удобное сопряжение в разных плоскостях, этому требованию лучше всего отвечает трубчатое сечение.
Минусы конечно есть в сопряжении элементов из труб.
А про уголки
При относительно небольших усилиях стрежни ферм можно выполнять из одиночных уголков. Такое сечение проще в изготовлении.
В четырехгранных фермах при небольших усилиях простейшим типом сечения пояса является одиночный уголок.

Сообщение от Рей-Норд Авторы проекта – глубоко законспирированные «левые». Они трубами долговечность своей конструкции уменьшили раза в два, и поэтому фактически провели скрытую экспроприацию собственника мачты.

Такие выражения обычно сопровождают аббревиатурой ИМХО. Зачем же так утверждать не зная? Или попытка угадать на интуиции?)))
Нет никаких левых, относительно серьезная организация. Понятно дело не идеал, и косяков хватает. Но где их нет? ИМХО, на уровне российского уровня проектных контор, в котором огромный процент шаражек и контор, которые лепят то, на что страшно посмотреть, у нас все цивильно и грамотно. А случай описанный в этой теме явно единичный форсмажер. Это же и подтверждает статистика обращений с проблемами к нам, хотя бы даже по таким мачтам.



Cfytrr, спасибо что не поленились посчитать схемку. Ценная информация.

Люсик, спасибо за "практический" ответ. Как раз хотел услышать нечто подобное, от людей которые сталкивались с таким!

Fsorockin, помоему в расчетах это все учитывается. Схема задано стержневой в таком виде, моменты в поясе получаются. Расчетная длина берется по СНип (рис 9 г) Все проходит. Что то я сомневаюсь что что то изменится если я замоделирую. Наоборот запас должен по сути стать еще больше.

kruz, спасибо за ответ из опыта. Очень очень вероятно так могло и быть....

AMS, нее, как то неправдопадобно, чтоб собрать и воду из них не вылить...это уже через чур....хотя...