某工业冷却塔结构损伤调查及可靠性鉴定分析

冷却塔作为工业生产的关键辅助设施，长期处于高温、高湿、腐蚀及动力荷载的复杂环境中，其结构健康状况直接关系到连续生产安全和运营成本。本次受检冷却塔为钢筋混凝土双曲线型自然通风塔，已服役超过二十年。业主单位在日常巡检中发现塔筒内壁存在局部剥落、渗水迹象，出于安全生产的审慎考量，特委托我司启动此次专项鉴定。

项目背景与调查目的

该冷却塔位于长三角某工业区内，该区域气候湿润，空气中存在一定程度的工业性腐蚀介质，对混凝土结构的耐久性构成长期挑战。本次调查的核心目的有三：其一，全面查明冷却塔主体结构（包括塔筒、支柱、集水池等）存在的损伤类型、分布范围及严重程度；其二，依据现行国家及行业标准，对结构材料的现有性能（如混凝土强度、碳化深度、钢筋锈蚀状况）进行量化评估；其三，综合损伤情况与材料性能数据，对结构的当前安全性、正常使用性及剩余耐久性进行分级鉴定，并为后续的维修、加固或退役决策提供科学依据。

检测内容与方法体系

为确保鉴定的准确性与可靠性，我司技术团队制定了多维度、多层次的综合检测方案。检测内容主要涵盖以下几个层面：

一、结构几何参数与外观质量普查，采用全站仪、激光测距仪等设备测量塔体倾斜、变形，并系统记录裂缝、剥落、渗漏等表观缺陷；

二、结构材料性能现场检测，包括采用回弹法结合钻芯法抽样检测混凝土抗压强度，利用酚酞试剂测定混凝土碳化深度，通过电磁感应法及局部破损法检测钢筋配置与保护层厚度，并借助半电池电位法评估钢筋锈蚀概率；

三、结构构造与连接调查，核查支撑体系、爬梯、检修平台的连接完整性；四、运行环境与荷载历史调查，了解冷却塔的工艺参数、维修历史及所处腐蚀环境。这套方法体系融合了传统检测技术与现代无损、微损技术，力求在最小干扰下获取最全面的结构信息。

• 结构几何与外观 全站仪、激光测距仪、高倍望远镜、无人机航拍 获取结构变形、整体倾斜及宏观缺陷分布

• 混凝土强度 回弹法、超声回弹综合法、钻芯法 评估承重结构材料现有强度等级

• 耐久性参数 碳化深度测定仪、钢筋探测仪、半电池电位仪 分析混凝土碳化与钢筋锈蚀状况

• 裂缝专项检测 裂缝观测仪、超声波检测仪 测定裂缝宽度、深度及发展趋势

• 构造连接 目视检查、锤击检查 确认附属设施连接可靠性

主要结构损伤调查结果

经过细致的现场勘查，技术团队发现了若干典型的结构损伤。塔筒外表面总体状况尚可，但内壁由于长期处于高温饱和蒸汽环境中，损伤较为集中：在淋水装置上方约10-15米高度区域，混凝土表面出现大面积麻面、疏松，局部保护层剥落，最大剥落深度达40毫米，部分区域暴露的箍筋已出现中度锈蚀。塔筒底部人字支柱根部存在多处竖向裂缝，裂缝宽度在0.2毫米至0.5毫米之间，经超声波检测，部分裂缝深度已贯穿保护层。集水池侧壁存在渗漏形成的钙质析出物。这些损伤模式与冷却塔特有的“高位湿热、低位干湿交替”环境高度相关，也与其他地区类似老旧冷却塔的病害特征相符，如北方某电厂冷却塔也曾因类似裂缝问题引发安全关注。

材料性能与耐久性分析

对现场取样的混凝土芯样进行抗压试验表明，塔筒主体混凝土现有强度推定值约为设计强度的85%，存在一定程度的强度衰减。混凝土碳化深度普遍在15-25毫米之间，而多数部位钢筋保护层实测厚度为20-30毫米，这意味着碳化前沿已在部分区域抵达钢筋表面，为钢筋锈蚀提供了条件。半电池电位检测结果进一步证实，在混凝土剥落和裂缝密集区域，钢筋发生锈蚀的概率较高。综合判断，该冷却塔结构材料的耐久性已显著下降，处于加速劣化阶段，若不及时干预，损伤将进一步发展。

可靠性鉴定评估与评级

依据国家标准《工业建筑可靠性鉴定标准》（GB ），我们对冷却塔的子项和综合项目进行了可靠性评级。子项评估中，结构布置与构造评为B级（略低于国家现行标准，可不采取措施），承重结构承载力在考虑损伤和材料衰减后评为C级（不符合国家现行标准要求，影响正常使用，应采取措施），结构耐久性因碳化与锈蚀问题评为C级。综合以上子项，该冷却塔的整体可靠性等级最终评定为Ⅲ级，即“显著影响整体安全或正常使用，应立即采取处理措施”。此评级意味着该结构虽未至随时发生倒塌的危险状态，但其安全储备已严重不足，继续带病运行存在较大风险。

成因分析与维护建议

导致当前损伤状况的原因是多方面的。首要原因是环境侵蚀，高温高湿与可能存在的弱酸性介质长期共同作用，加速了混凝土的中性化和钢筋的电化学腐蚀。，结构在温度应力、风荷载及设备振动等长期往复荷载作用下产生疲劳效应，导致裂缝萌生与发展。可能存在的初始施工缺陷（如局部混凝土振捣不密实、保护层厚度控制不均）也为后期损伤埋下了伏笔。基于鉴定我们提出分阶段处理建议：短期内，应立即对严重剥落、露筋区域进行剔除疏松混凝土、除锈、采用聚合物砂浆修复的应急处理，并对主要裂缝进行压力灌浆封闭，以阻断进一步侵蚀的通道；中长期，建议业主单位制定全面的加固改造方案，可考虑对塔筒关键受力区域采用碳纤维布或增设环向预应力进行加固，并建立定期的结构性健康监测体系。

行业启示

本次对某工业冷却塔的结构损伤调查与可靠性鉴定工作表明，对于已进入中老年期的工业构筑物，系统性的专业检测与科学评估是保障其安全运行的前提。通过定量化的检测数据与规范化的鉴定程序，能够准确揭示潜在风险，将安全管理由“经验判断”转向“数据驱动”。凭借在幕墙、钢结构、桥梁、房屋等领域的深厚检测技术积累，能够为客户提供从损伤检测、鉴定评估到加固咨询的一站式解决方案。建议建立定期与专项相结合的结构检测制度，尤其对冷却塔、烟囱、除尘器等高耸薄壁特种结构予以高度重视，做到病害早发现、风险早控制，从而有效延长资产使用寿命，确保生产安全与经济效益的统一。

检测咨询：15021139104