Специальные методы диагностики повреждений в трубопроводах
Обнаружение утечек из трубопроводов — сложная техническая задача, решение которой требует специального оборудования и профессионального подхода. Сегодня существует ряд методов для поиска утечек воды, но до сих пор не разработан единый способ, пригодный для работы в любых условиях. В статье мастер сантехник рассмотрит специальные методы диагностики повреждений в трубопроводах.
Методы диагностики труб и трубопроводов
В процессе эксплуатации трубы подвергаются внешнему и внутреннему воздействию, в результате которого накапливаются дефекты и повреждения. Кроме того, независимо от способа эксплуатации, на внутренних стенках со временем образуются различные виды отложений. Они не только ухудшают пропускную способность, но и приводят к аварийным ситуациям и выходу системы из строя. Современные виды оборудования позволяют проводить диагностику и оценку состояния труб без остановки системы и ее демонтажа, выявлять проблемные места и возможные неисправности, делать своевременную прочистку и, тем самым, минимизировать риск возникновения аварийных ситуаций и порчи оборудования.
Как правило, поиск утечек воды на подземных трубопроводах в аварийных случаях проводят с помощью корреляционных течеискателей или акустических течеискателей (грунтовых микрофонов).
Однако в условиях большого города эти методы позволяют точно найти утечку только в 85% случаях. В оставшихся 15% случаях источники шума вблизи места поиска утечки, сложная конфигурация сетей и другие обстоятельства не позволяют точно локализовать место утечки акустическими методами. В этих случаях возможно применение специальных методов.
Использование телеинспекции трубопроводов
При поиске утечек на водопроводе в трубопровод запускается робот с видеокамерой (или проталкиваемая видеокамера). Поиск свища или другого дефекта производится визуально при перемещении видеокамеры по трубопроводу. Недостатком метода является необходимость остановки подачи воды и вырезка в трубопроводе (или снятие задвижки) для ввода системы телеинспекции.
Кроме того, поиск небольшого свища в трубопроводе, внутренние стенки которого покрыты ржавчиной и отложениями, представляет собой непростую задачу. В связи с этим телеинспекция трубопровода проводится через очень небольшой временной промежуток после снятия давления (в течение 30 минут), при этом оператор может наблюдать струйку воды, которая до этого выходила из трубы в грунт, а после снятия давления возвращается из грунта в трубу через тот же свищ. Такой метод поиска утечек на водопроводе широко применяется Центром Технической Диагностики Мосводоканала и рядом других крупных организаций.
Робот для телеинспекции трубопроводов с системой локальной опрессовки
Локальная система опрессовки представляет собой специальную насадку для самоходного робота для телеинспекции трубопроводов. Данная насадка состоит из двух надувных баллонов, между которыми находится датчик давления, а также видеокамера робота. При подаче воздуха в надувные баллоны они раздуваются и герметично перекрывают область между ними. Затем в эту область подается избыточное давление, которое контролируется датчиком давления. Если на данном участке нет свищей и других дефектов, приводящих к разгерметизации трубопровода, то давление воздуха между баллонами остается стабильным. Если разгерметизация есть, то датчик фиксирует падение давление, после чего данная область детально обследуется видеокамерой. Расстояние между надувными баллонам может быть от 15 см (такими насадками контролируют герметичность муфтовых соединений) до 6 метров (такие насадки используют для пошагового контроля больших участков трубопроводов). Система позволяет контролировать герметичность как безнапорной канализации, так и напорного водопровода.
Система может применяться как при строительстве труб (для оперативного контроля фланцевых или сварных соединений строителями, чтобы избежать проблем при сдаче уже закопанного трубопровода заказчику и его полной опрессовки), так и при диагностике трубопроводов, находившихся в эксплуатации на предмет поиска утечек воды. Для работы в трубах с наростами и отложениями на внутренних стенках применяется специальное покрытие – лента (толщиной 1 см и более) из особо эластичного и очень прочного пластика, которая надевается на надувной баллон и обеспечивает герметичное перекрытие внутренней полости труб при наростах на стенках 1 см и более.
Магнитные и ультразвуковые снаряд-дефектоскоп
Этот метод широко используется для диагностики магистральных нефтяных и газовых трубопроводов, когда оснащенный ультразвуковыми или магнитными датчиками снаряд загружается в трубопровод и, перемещаясь по нему, производит измерение толщины стенки трубы.
Такой снаряд позволяет не только выявить свищи и трещины, не только определить остаточную толщину стенки трубопровода и состояние сварных швов, но и определить наличие внутренних напряжений в металле трубы. Для диагностики водопровода данный метод мало распространен, во-первых, из-за высокой стоимости оборудования, во-вторых, из-за высоких требований к геометрии трубопровода и чистоте внутренней поверхности стенок трубопровода. В нефтяной или газовый трубопровод снаряд-дефектоскоп вводится через специальную камеру запуска на компрессорной станции и, затем, проходит вместе с потоком нефти или газа до следующей компрессорной станции (расстояние может составлять 70 км и более).
Магистральные нефтяные и газовые трубопроводы как правило не имеют резких поворотов и выступающей внутрь трубы запорной арматуры, которые могли бы препятствовать движению снаряда-дефектоскопа. Внутренние стенки нефтяных и газовых трубопроводов работают в благоприятной среде и мало подвержены коррозии. Несмотря на это, до запуска снаряда-дефектоскопа по трубопроводу несколько раз (иногда 12 раз и более) пропускают скребки для очистки стенок до металла (для обеспечения качественного контакта датчиков со стенками трубопровода), а затем один или несколько раз пропускают «калипер» — снаряд, измеряющий внутреннее сечение трубопровода, чтобы гарантировать сохранность, работоспособность и беспрепятственное движение основного снаряда-дефектоскопа по трубопроводу.
Понятно, что такое обследование весьма трудоемко и не дешево. Импортные комплекты снарядов-дефектоскопов со всем сопутствующим оборудованием стоят несколько миллионов долларов, причем для каждого диаметра трубы нужен свой снаряд. Зарубежные производители датчиков для снарядов-дефектоскопов считают применение такого оборудования для обследования водопровода нерентабельным, а зачастую и невозможным (из-за сложной геометрии городского водопровода).
Тем не менее, в России есть предложения специализированных снарядов-дефектоскопов для сетей водоснабжения. Такие «магнитные интроскопы» были разработаны и созданы в Обнинске и находились на эксплуатации в ЦТД «Мосводоканала». При этом магнитный интроскоп загружался в отключенный трубопровод через вырезанную верхнюю часть трубы и протягивался по трубопроводу при помощи троса, требования к очистке внутренней поверхности трубы были значительно менее жесткими, чем для газопроводов и нефтепроводов.
Снаряд-дефектоскоп на основе метода акустического резонанса
В Скандинавии был разработан и создан специализированный снаряд-дефектоскоп для поиска утечек воды на городских водопроводах. Впервые для решения этой задачи был использован метод акустического резонанса, который ранее использовался для обследования нефтяных (топливных) резервуаров на затонувших кораблях.
Метод позволяет определить внутреннюю коррозию, внешнюю коррозию и толщину стенки по всей длине в полностью заполненном водой трубопроводе, выявить производственные дефекты и определить остаточный ресурс трубопровода. Прибор определяет также утечки и оснащен бортовой видеокамерой для телеинспекции трубопровода и оценки состояния внутренних стенок трубопровода. Прибор позволяет обследовать участки трубопровода длиной до 1500 метров из одной точки доступа с высокой производительностью. Данная технология позволяет проводить диагностирование с наростами и отложениями на стенках трубопровода.
Результатом работ по диагностированию методом акустического резонанса является отчёт о техническом состоянии обследуемого трубопровода, который включает:
- Остаточную толщину стенки трубопровода по всей его длине;
- Потрубная раскладка с характеристикой каждого элемента трубопровода;
- Расчет остаточного ресурса трубопровода;
- Заключение о техническом состоянии трубопровода;
- Указание мест ремонтов;
- Рекомендации по ремонту и дальнейшей эксплуатации трубопровода (режимы эксплуатации);
- Сроки проведения следующего диагностического обследования.
В 2014 году данная технология поиска утечек воды и других дефектов трубопроводов была внедрена в России по соглашению с производителем.
Поиск утечки воды на водопроводе при помощи тестового газа
Сравнительно более простым специальным методом поиска утечек воды на водопроводе является применение газовых течеискателей. При этом в действующий водопровод через пожарный гидрант или домовое подключение вводится специальный тестовый газ, состоящий на 5% из водорода и на 95% из азота. Этот газ выходит через свищ и место его выхода определяется индикатором газа. Благодаря своей специфической плотности и молекулярной структуре тестовый газ проникает через все типичные материалы на поверхности земли (бетон, плитку, асфальт и т.д.) и поднимается вертикально вверх от места утечки в трубе. Это позволяет точно определить место утечки воды из водопровода.
Поиск утечек воды при помощи микрофона, перемещаемого в трубопроводе
Еще один специальный метод поиска утечек воды состоит в вводе в действующий водопровод микрофона на длинном жестком кабеле. Этот метод применяется, прежде всего, для поиска утечек на полиэтиленовых трубопроводах (и особенно в местах их подводки к строениям). Микрофон перемещается внутри действующего трубопровода до момента, когда шум утечки станет максимальным. Кроме высокочувствительного пьезомикрофона в датчике находится также передающая катушка для образования магнитного поля, которое улавливается приемником трассопоискового прибора и позволяет точно определить место нахождения микрофона.
Для ввода такого микрофона необходимо сделать врезку в трубопровод и установить шлюз, который содержит сальниковый узел и позволяет вводить и перемещать микрофон и стеклопруток в трубопроводе под давлением. Шлюз может быть также установлен на месте каких-либо датчиков, расположенных на трубопроводе, например на месте временно снятого счетчика воды.
Видео
В сюжете - Диагностика линейной части магистральных трубопроводов
В сюжете - Внутритрубная диагностика трубопровода
Системы телеинспекции трубопроводов, системы локальной опрессовки, магнитные интроскопы, приборы на методе акустического резонанса, методы использования тестового газа и микрофона в трубопроводе представляют собой большой набор специальных методов и средств для поиска утечек воды в сложных ситуациях.
В продолжение темы посмотрите также наш обзор Современные методы бестраншейного ремонта трубопроводов
Источник
https://santekhnik-moskva.blogspot.com/2021/11/Spetsialnyye-...
https://tvin270584.livejournal.com/854714.html
https://dzen.ru/media/id/6007c9d6e1be7a0d33505026/specialnye...
https://www.facebook.com/groups/santehnikmoskva