因安装方便、施工快捷、维护便利等优点，钢烟囱被广泛应用于现代冶金工业的诸多生产阶段，如溶剂车间麦窑（竖窑）废气烟囱、炼铁高炉渣汽烟囱、炼钢转炉烟气烟囱、轧钢加热炉尾气烟囱等。另外从烟囱外形划分，有排气自立圆柱式烟囱、脱硫塔式烟囱、三杆塔式放散塔烟囱等。

近年随着脱硫改造、余热回收改造、超低排放达标改造等环保节能项目的实施，烟囱排出物温度降低、湿度增大。例如环保项目改造形成的40-60℃烟气温度，由于其远小于105±5℃的水汽结露温度和80℃的酸液露点温度，导致筒壁结露、内侧防腐涂层（防护纤维层）过早老化，钢板锈蚀锈穿、截面削弱。加之台风暴雨等极端天气及环境监测后期增设的烟气监测平台（爬梯）影响，钢烟囱的正常使用受到了诸多不利影响。近五年发生的多起钢烟囱倒塌事故，对冶金企业造成了较大的损失。因此，需要对钢烟囱易出现的结构病害隐患进行调查分析和梳理，为钢烟囱的病害防治、科学运维管理提供技术支撑。

钢排气筒在竖向拼接处通常采用法兰盘连接、烟囱壳壁对接焊两种连接方式。排气筒每10~15m高度分段在加工厂制作，现场地面完成拼接或分段吊装就位后焊接。因吊装变形、人工焊接等原因，拼接处的连接焊缝易出现焊脚高度不足、虚焊、漏焊、夹渣和咬边等缺陷，长期风载作用下焊缝撕裂，最终出现倒塌。

自立式单筒钢烟囱为风致敏感、高柔体系构筑物，高度多为30~50m。由于筒壁沿高度坡度变化小或无变化，未按图纸设置螺旋板式破风圈时，易发生涡激共振，导致烟囱在低于设计风速的气象条件下，发生明显的、影响安全的横向振动和扭转变形。

钢烟囱内壁通常采用耐热防腐漆，但由于烟气排出物中含S^2-、S₂O₄^2-、NO₃^-等强腐蚀性介质，结露形成酸液导致内侧涂层加速老化脱落，钢筒严重锈蚀，如果腐蚀介质侵入有缺陷的拼接焊缝，就会加剧焊缝的开裂。

实验室试验[1]的现象展示出锈蚀渐进的过程（见下图）：当锈蚀龄期较小（试件J3、J6）时，钢材表面存在大量微小锈坑；随着锈蚀时间的延长（试件J9、J12、J15），相邻锈坑逐渐融合导致其尺寸增大。锈蚀不仅会引起钢材厚度损失，还会在钢材表面形成大小不一的点蚀坑，引起局部应力集中现象，使得裂纹更容易在蚀坑处形成。

钢烟囱高度超过50m时，通常采用塔架式结构，此时排气筒自重由壳壁本体承受，风或水平地震作用通过塔架与排气筒间的滑道式连接节点协调传递，由塔架承担。因连接节点漏设或连接不当，会出现排气筒壁、塔架梁构件碰撞变形甚至排气筒倒塌的现象。

自立式单筒钢烟囱通常采用大直径锚栓与混凝土基础连接，底部锚栓螺母常因防护包裹油布的遮挡或埋于地面下，损伤难以检查，常有底部法兰处安装偏差导致的锚栓被人为切削截面、烟囱底部酸液冷凝渗漏导致的螺杆截面锈断等损伤现象不易被发现。

烟囱常临近高大厂房，从风场数值模拟显示，在厂房高度范围内的塔架来流风复杂、紊乱，“狭道效应”明显，部分层间实际等效静力风荷载会比规范建议值偏大10~20%。因厂区靓化的需要，常常对塔架式烟囱进行外侧封闭改造[2]。封闭导致实际受风面增大，风载效应明显增加并超过塔架原设计工况。风荷载较大的区域，会出现塔架侧向变形大于排气筒自身变形的情况；如果烟囱采用管桩基础，可能导致水平向抗剪承载能力不足，形成新的结构安全隐患。

钢烟囱易受施工质量、极端天气、腐蚀介质和后期改造等因素影响，须加强日常检查，针对性采取措施，实现科学运维管理。建议采取以下三方面措施：

（1）根据个体烟囱的烟气排放情况（如腐蚀介质含量、烟气温湿度），关注烟囱壳壁的涂层老化和钢板腐蚀的速度，及时修复，防止“小疾拖成大病”。

（2）对烟囱结构重点部位（现场拼接焊缝处、地脚螺栓等）进行定期检查。若拼接质量存在偏差，也可采用增设立板的方式消缺处理，降低运维成本。

（3）每间隔5年，或烟囱接长、增设设备平台、塔架外侧包裹等改造前，建议对烟囱进行全面的结构检测鉴定，以掌握技术状况。