Д.т.н. Есин А.М.**, к.т.н. Калякин А.М.*, Сауткина Т.Н.*, Чеснокова Е.В.*

Саратовский государственный университет имени Гагарина Ю.А.*, Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова **

МЕТОДЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

ВОДОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ

Одной из главных задач при строительстве и эксплуатации трубопроводов является обеспечение надёжности их функционирования в заданном режиме. В частности, одним из вопросов является анализ работоспособности и надёжности старых трубопроводов, срок эксплуатации которых превысил установленный амортизационный предел.

Самым действенным способом уменьшения риска аварий вследствие утечек воды и предупреждения значительных экономических потерь является капитальный ремонт линейной части коммунальных трубопроводов. Замена труб при таком способе осуществляется целыми участками, что требует больших затрат. Обобщение опыта работы жилищно-коммунального хозяйства показывает, что в большинстве случаев нет необходимости в полной замене труб. Достаточно выяснить локальные дефекты трубы и таким образом ликвидировать их; при этом вскрытие трассы трубопровода также локальные. Поэтому в настоящее время особое значение приобретает разработка методов и средств диагностирования.

Ниже рассматриваются основные методы диагностирования и их особенности.

1. Визуальный метод. Он не позволяет получить достоверные данные об изменении толщины обрастания трубы и поэтому имеет ограниченные возможности (позволяет визуально установить место сквозных трещин).

2. Применяются ультразвуковые толщиномеры различных конструкций – они предназначены для выявления вероятных мест будущей коррозии и механической эрозии [1].

3. Для оценки и измерения величины корродирующего слоя применяют коррозиомеры – они используются для непрерывной регистрации величины коррозии.

4. Акустический метод, заключающийся в установке на поверхности над трубопроводом чувствительного микрофона – с его помощью прослушиваются звуки, создаваемые движущимся в трубе объектом.

5. Телеинспекционный метод позволяет обнаружить небольшие трещины, течи, засоры и посторонние предметы, причину снижения пропускной способности, определить точное месторасположение и характер дефекта, определить состояние трубопровода вокруг дефекта для принятия решения о ремонте.

Как видно, ни один из методов не является универсальным для любого случая аварии.

В связи с этим целью настоящей работы является создание методов оценки и повышения работоспособности трубопроводов с применением вероятностного подхода на основе теории риска.

Риск (темп) обрастания трубопровода во времени является инженерной характеристикой конструкции и в соответствии с теорией вероятности определяется выражением:

r_t=Sp/So, (1)

и зависимость для r_t в частности может иметь вид:

, (2)

где Sp – площадь поперечного сечения трубопровода, подверженного обрастанию за период времени эксплуатации t; So – площадь поперечного сечения нового трубопровода, λ – коэффициент гидравлического трения, зависящий от факторов, влияющих на обрастание.

Последнее выражение определяет вероятность того, что в течение интервала времени t произойдет n случаев такого зарастания трубы, при котором расход будет катастрофически мал.

Риск обрастания трубопроводов связан с уравнением работоспособности (надежности Pн) следующим соотношением:

Pн = 1- rt (3)

На величину обрастания внутренней поверхности трубопроводов влияют различные по своей физической природе факторы: содержание солей в воде, качество внутренней поверхности трубопровода, его материал, внешние механические причины, градиент температуры вдоль внешней поверхности трубы и другие причины часто случайные. Можно поэтому сделать вывод, что величина r_t распределена по нормальному закону.

Прогноз состояния трубопроводов на любой период времени (с учетом факторов, влияющих на работоспособность трубопроводов) позволяет получить периоды времени до вложения средств в капитальный ремонт участков трубопроводов в условиях длительной эксплуатации дает возможность установить степень необходимости и сроки производства работ по прочистке трубопровода путем сопоставления ее фактических параметров с требуемыми.

Литература

1. Борьба с коррозией в системах водоснабжения / В.И. Терентьев, С.В. Караван, Н.М. Павловец. – СПб: «Проспект науки», 2007. – 328 с.

2. Сауткина Т.Н. Никонова В.Т., Сауткина Е.Ю. Особенности исследования коррозии трубопроводов с позиции теории риска // Совершенствование методов гидравлических расчетов водопропускных и очистных сооружений: межвуз. науч. сб. – Саратов: СГТУ, 2009. – С. 65 – 72.

3. Сауткина Т.Н, Сауткина Е.Ю., Калякин А.М., Чеснокова Е.В. Оценка работоспособности трубопроводов на основе теории риска // Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе региона: сб. науч. тр. по материалам II. Всерос. науч.-практ. конф. – Саратов: СГТУ, 2012. – С. 227 – 231.