На главную Обратная связь Карта сайта

Статьи по теплоизоляции

Опыт диагностики трубопроводов в Санкт-Петербурге
Хейфец Александр Игоревич, начальник службы диагностики компании
«Тепловая сеть» филиала «Невский» ОАО «ТГК-1», г. С.-Петербург
3-я научно-практическая
конференция «Тепловые сети. Современные практические решения»
В Санкт-Петербурге теплотрассы подземной прокладки, состоящие
на балансе Компании «Тепловая сеть», составляют 90% от их общей
протяжённости, причём лишь 18% проложены в каналах, а 72% бесканально.
Срок эксплуатации трубопроводов, нормативно определённый значением 25 лет, во
многих вариантах не соответствует тому времени, в течение которого они работают
без повреждений. Ускоренная коррозия сплава до этого времени является основным
препятствием для обеспечения надёжной и безопасной эксплуатации тепловых сетей.
 Проблема оценки настоящего состояния
теплопроводов и их остаточного эксплуатационного ресурса, другими словами времени, в
течение которого может быть транспортировать теплоноситель к потребителю без внеплановых
отключений, существует столько же, сколько и сами термо сети. С 1972г.
Теплосетью «Ленэнерго» не один раз проводились
работы вместе с разными спец организациями по опробованию
методов технического диагностирования для практического внедрения в
обследовании теплопроводов. В различное время были фактически
проанализированы некие наиболее известные и малоизвестные способы дефектоскопии
и неразрушающего контроля: ультразвуковые, магнитные, электромагнитные,
акустической эмиссии, вихревых токов, радиографические, телевизионные, взаимомодуляционные. Проведенные опыты
показали, что ни один из этих способов не дозволяет получить гарантированный
технический диагноз состояния подземного теплопровода.
 Новый шаг технического диагностирования
трубопроводов Компании «Тепловая сеть» начался в конце 2004г., когда уже
была сформирована новенькая организационная единица – Служба диагностики и
электрохимической защиты, одной из главных производственных задач которой
является подготовка обоснованных советов по реконструкции участков тепловых
сетей, исходя из настоящего состояния трубопроводов, а не попросту по сроку
эксплуатации. В текущее время мы не располагаем единым способом неразрушающего
контроля сплава трубопроводов, который бы соединял в для себя сразу простоту
и широкий спектр внедрения на тепловых сетях, высшую эффективность и
достоверность результатов. В связи с сиим на Предприятии употребляются несколько
видов технической диагностики. Их достоверность проверяется
путём визуально-измерительного контроля и выборочной ультразвуковой толщинометрии при реконструкции, плановых и внеплановых шурфовках на участках, где уже была проведена диагностика.
Практически используются несколько способов диагностики и какой-то из них – тот,
который предложен НПК «Вектор» (г.Москва).
1.
Способ «Вектор» - акустический. При
движении теплоносителя по трубе постоянно имеют место пульсации давления различной
частоты. Коррозионный недостаток в виде утонения стены трубы является специфичной
мембраной с своей частотой колебаний. При близком значении частот
возникают резонансные колебания, которые распространяются по сплаву трубы и
воде. Работа заключается в размещении в точках доступа (термо камеры,
смотровые колодцы, подвалы домов) по концам диагностируемого участка виброакустических датчиков, сигналы от которых записываются
на магнитный носитель. Таковым образом, нужен доступ к трубопроводу по обоим
концам участка, необходимы зачищенные «пятна» сплава на трубопроводе размером около
10*10см в любом месте по циферблату. Запись сигналов продолжается 2 минутки. Потом
акустические записи обрабатываются на компе с внедрением специально
разработанного пакета прикладных программ. У данного способа есть некие
ограничения: использовать его можно лишь во время отопительного сезона, потому что
обязательно наличие тока воды и давление более 2,5 кгс/см кв. Не считая того,
длина диагностируемого участка обязана быть от 40 до 200 м. Не обязано быть
сильных наружных шумов. Способ не применим для трубопроводов в ППУ-изоляции. При всем этом достоинством способа «Вектор» является
то, что он даёт практическую возможность безпрерывно диагностировать сходу оба
трубопровода на огромные расстояния по теплотрассе, описывает не только лишь координаты
коррозионных повреждений, да и величину утонения сплава, дозволяет обнаруживать
течи.
 За период 2005 – 2007гг. способом «Вектор» были
обследованы 43,9 км трубопроводов по трассе. В отчётах в приятной форме
представлена информация о участках с докритическим и
критическим утонением стен, причём под ними понимаются, соответственно, остаточные
от номинальной толщины значения 40 – 60% и наименее 40%, что значительно
отличается от допустимых для предстоящей эксплуатации величин, указанных в РД
153-34.0-20.522-99. Даже при всем этом условии критические участки в сумме составили
в среднем около 12% от всей длины как подающего, так и обратного трубопроводов.
Докритические участки в сумме составили в среднем
около 47% от всей длины как подающего, так и обратного трубопроводов.
 Если осознавать под эффективностью соотношение
полученного результата и затраченных усилий, эффективность способа «Вектор»
можно считать высочайшей, потому что без нарушения технологического режима, без
вскрытия теплотрасс, при маленьких объёмах предварительных работ получены
десятки км продиагностированных участков.
 Достоверность способа самими разрабами
оценивается на уровне от 75% до 87%, а точность определения местоположения
дефекта +/- 2,5%, ежели осознавать под достоверностью доказательство наличия
коррозионных участков при визуально-измерительном контроле. Анализ данных,
полученных при обследовании и при следующем вскрытии теплотрасс, подтвердил,
что лучше выявляются протяжённые коррозионные участки, а для обнаружения
локальных язвенных дефектов в сплаве способ «Вектор» практически непригоден. По
оценкам создателей, при повреждении (утонении стен) протяжённостью 1м
вероятность его обнаружения – 80%, а протяжённостью 0,2м – 60%. Строго говоря,
с помощью способа «Вектор» выявляются места механических перенапряжений конструкции
трубопровода, которые в ряде всевозможных случаев могут быть обоснованы не утонением стены
трубы, а иными факторами, к примеру, разрушением скользящих опор, температурными
деформациями. Самым сложным и ответственным шагом в способе «Вектор» является
обработка (дешифрация) акустических записей. Делать эту работу должны
специалисты в области акустики. И что чрезвычайно принципиально, при распознавании дефектов
среди фоновых сигналов существенную роль играет
субъективный фактор . Практика внедрения способа на теплотрассах
Предприятия показала, что наибольшая длина обследуемого участка обязана составлять
не заявленные создателями 200 м, а 150 м, а в ряде всевозможных случаев – 100 м.
 Для доказательства приобретенных по отчёту
результатов хотя бы лишь на критических участках пришлось бы вскрывать
километры теплотрасс. Таковая работа реально ведётся лишь при устранении
повреждений и при плановых реконструкциях. По сиим данным, порядок
достоверности нами оценен как 40%.
2.
Иным способом диагностики
трубопроводов тепловых сетей, применяемым в Санкт-Петербурге, является
ультразвуковой способ “Wavemaker”,
разработанный в Англии для обследования магистральных нефтепроводов.
Особенность способа в том, что он быть может применим
как на заполненных рабочей средой трубопроводах, так и на трубопроводах без
заполнения, потому что для возбуждения акустических колебаний употребляется
автономный генератор и применительно к тепловым сетям его можно применять
круглогодично. Для диагностики трубопровода нужно удалить изоляционное
покрытие по всей окружности шириной 50-80см в зависимости от поперечника,
тщательная зачистка сплава не требуется. На это место накладывается надувное
кольцо с преобразователями, которые прижимаются к сплаву трубы. Температура
поверхности не обязана превосходить 50 градусов. Спиральная акустическая волна
распространяется в обе стороны от кольца и по её отражению от неоднородностей
можно судить о изменении площади поперечного сечения сплава. Выявляются места
с конфигурацией площади на 5% и поболее от номинальной.
Акустическая волна, создаваемая генератором, имеет ограниченную мощность, её
затухание определяется наличием сварных швов, углов поворота, переходов
диаметра. До нашего Компании этот способ никогда не употреблялся для
проведения диагностики трубопроводов тепловых сетей. Спектр деяния реально
составляет около 15м в каждую сторону от кольца, через компенсаторы и арматуру
волна не проходит. Таковым образом, при подземной прокладке можно применять
метод “Wavemaker”
только для диагностики участков трубопроводов, прилегающих к тепловым камерам,
а также при шурфовках (плановых и внеплановых).
Достоинством способа является сравнительная быстрота получения результата
диагностики, что в ряде всевозможных случаев делает вероятным получение инфы о
состоянии сплава конкретно на месте производства работ по устранению
повреждения.
 Однако следует отметить, что применение способа
“Wavemaker” на тепловых
сетях просит значимых усилий по подготовке рабочего места и, что
немаловажно, при всем этом возникает неувязка восстановления изоляции. В итоге
диагностики огромные по длине участки оказываются не
обследованы. Наше Предприятие ограничивалось по сиим причинам обследованием
только подающего трубопровода. Беря во внимание соотношение результата и издержек, способ
скорее следует отнести к малоэффективным. Что все-таки касается достоверности, то, по нашей оценке, она составляет
около 90%. Результаты диагностики представляются в таблично-графической форме в
отчёте, где указаны координаты мест расположения дефектов с точностью до
сантиметра и категория их угрозы: «критичный» при потере площади наиболее 50%,
«средний» при потере от 30% до 50%, «незначительный» при потере от 10% до 30%.
В 2006-2007гг. данным способом было обследовано 100 участков общей
протяжённостью 1378 м.
3.
3-ий способ диагностики,
применявшийся на тепловых сетях в 2005-2007гг. – это способ акустической
эмиссии. Он основан на принципе генерации (по другому: эмиссии) акустических
сигналов в местах нарушения структуры сплава при резком повышении давления рабочей
среды.
 Как показал опыт практического внедрения, для
обследования участка тепловой сети нужна кропотливая подготовка рабочего места.
Датчики инсталлируются на трубопроводе продольно по длине участка, расстояние
между примыкающими датчиками обязано быть около 20м. Сплав нужно кропотливо
зачищать до зеркального блеска «пятнами» поперечником около 7см на тех местах
трубопровода, где нет неровностей. Для проведения исследования (замера)
давление теплоносителя нужно поднять на 10% от эксплуатационного значения
и потом в течение 10-ти минут произвести запись акустических сигналов. Опосля
компьютерной обработки приобретенной инфы в отчёте представляются координаты
дефектов в сплаве с указанием степени их угрозы (от1-го до 4-го класса).
Один набор аппаратуры содержит в себе 16 датчиков. Это означает, что при одном
подъёме давления можно продиагностировать около 300 м
трубопровода. В полупроходных каналах из-за больших температур и недочета
кислорода нередко это можно сделать лишь при частичном вскрытии участка
теплотрассы. Для обеспечения подъёма давления теплоносителя нужна
предварительная организационная работа по координации действий с теплоисточником.
- при
достижении наиболее больших значений давления теплоносителя источники акустической
эмиссии (недостатки), выявленные ранее как неопасные, могут проявиться как надлежащие
более высочайшему классу;
- для
возобновления диагностики при наиболее низком давлении на участке, где уже проводился
эксперимент, сплав трубопровода должен продолжительно «отдыхать».
 Учитывая трудоёмкость предварительных работ
для обследования данным способом подземного трубопровода, наиболее целесообразным
представляется его применение на участках надземной прокладки. Эффективность
метода можно условно оценить как среднюю. Достоверность результатов оказалась, по
нашей оценке, на уровне 90%.
 Важным видом диагностики в Санкт-Петербурге
стали тепловая аэросъёмка и фотосъёмка сопровождения
тепловых трасс Компании, которые проводятся два раза в год в те узенькие
временные интервалы, когда совпадают технологические и погодные условия. Отчётные материалы представляются в виде каталога температурных
аномалий, в каком в комфортной для сопоставления форме приводятся фрагменты карты
расположения тепловых сетей, съёмки в оптическом и инфракрасном спектрах волн.
Кроме того, расшифровываются также растровые карты, по которым можно довольно
точно найти температуру в различных точках поверхности. Персонал
эксплуатационных районов оперативно производит внеплановые обходы тепловых
сетей в доступных для осмотра местах выявленных температурных аномалий, в
некоторых вариантах проводятся внеплановые шурфовки.
 Систематическая тепловая аэросъёмка
позволяет не только лишь найти места разрушения изоляции и разгерметизации
трубопроводов, да и выслеживать развитие во времени такового рода конфигураций.
Однако не следует забывать, что всё-таки никаких данных о существовании
зависимости меж скоростью коррозии железного трубопровода под слоем земли и
температурой на её поверхности не получено.
 Визуально-измерительный контроль в купе с
ультразвуковой толщинометрией употребляется
специалистами «Тепловой сети» не только лишь как метод оценки достоверности остальных
методов диагностики, да и как более обычная и доступная по выполнению форма
обследования фактического состояния сплава. При повреждениях на трубопроводах
диаметром 500 мм и поболее, также со сроком эксплуатации 10 лет и наименее на
место производства ремонтных работ выезжают спецы Службы диагностики и
электрохимической защиты. Проводится кропотливый визуально-измерительный
контроль сплава в месте повреждения, измерение электрического потенциала
трубопровода относительно земли, отбор грунта для хим анализа, ультразвуковая толщинометрия
участков, конкретно примыкающих к демонтированной трубе. В ряде всевозможных случаев
оперативно на месте решается вопросец о расширении границ производства работ. По
результатам обследования составляется Акт-заключение по утверждённой форме, к
которому прилагаются цифровые фото коррозионных повреждений трубопровода,
технического состояния неподвижных и скользящих опор, дренажной системы,
смежных инженерных коммуникаций. Не считая того, конкретно визуально-измерительный
контроль и выборочная толщинометрия,
частично в купе с иными способами диагностики, дозволили решить важную
производственную задачку: получение разрешения на дальнейшую эксплуатацию
теплотрасс со сверхнормативным сроком до следующей реконструкции.
 В Санкт-Петербурге
систематически проводятся коррозионные обследования зон залегания теплотрасс.
Эта работа дозволяет не только лишь оценить коррозионную опасность на внешних
поверхностях трубопроводов, да и найти территориальное размещение
источников вредного по отношению к тепловым сетям химического влияния.
Также при коррозионных обследованиях оценивается эффективность деяния
существующей системы химической защиты (ЭХЗ), а при использовании
методов математического моделирования определяется наилучшее размещение и
конфигурация контуров анодного заземления для строительства установок ЭХЗ на
теплотрассах опосля реконструкции.
 Реальную помощь персоналу эксплуатационных
районов и ремонтных служб при устранении повреждений на тепловых сетях
оказывают спецы по четкому определению местоположения этих повреждений:
снижаются издержки на создание земельных работ и восстановление дорожного
покрытия, миниатюризируется время перерыва теплоснабжения потребителей. Таковая работа
ведётся на Предприятии повсевременно и при её выполнении употребляются акустические
и корреляционные течеискатели.
 Опыт диагностики трубопроводов тепловых сетей
в Санкт-Петербурге подтвердил осознание того, что в текущее время нет
оснований полагаться на некий один «чудодейственный» способ. Для получения
пригодной для практического внедрения инфы о состоянии сплава в хоть какой
точке трубопровода следует, в зависимости от вида прокладки трубопроводов,
применять тот либо другой способ диагностики. На участках, где имели место
инциденты либо несчастные случаи вследствие разгерметизации трубопроводов,
целесообразно проводить диагностику 2-мя либо 3-мя способами, дополнять их
визуально-измерительным контролем для роста достоверности приобретенных
результатов. Для сбора статистических данных и оценки достоверности способов
диагностики нужно выборочно проводить обследования и на тех участках
трубопроводов, где в последнее время предстоит реконструкция. Необходимо
систематизировать и учить результаты обследований, находить новейшие способы
диагностики, подходящие к применению на трубопроводах тепловых сетей.
Рекомендуем еще поглядеть по теме .