На главную Обратная связь Карта сайта

Статьи по теплоизоляции

Новейший подход к определению остаточного рабочего ресурса трубопроводов тепловых сетей
Журнальчик "Анонсы теплоснабжения", № 8 август 2007,
К.т.н. Е.В. Самойлов, начальник отдела диагностики, ООО «НПК Курс-ОТ», г. Москва
Данная статья посвящена основам разработки методики определения остаточного рабочего ресурса трубопроводов тепловых сетей (работа выполнена по Договору с Департаментом науки и промышленной политики г. Москвы).
Под остаточным рабочим ресурсом понимается время, отсчитываемое от момента проведения работ по определению фактического технического состояния трубопровода (диагностики) до того момента, когда считается, что трубопровод исчерпал собственный рабочий ресурс, т.е. находится в «ветхом» состоянии. Для воплощения разработки расчета остаточного рабочего ресурса нужно:
1. конкретизировать параметр оценки технического состояния;
2. найти значение рассматриваемого параметра, при превышении которого трубопровод считается «ветхим»;
3. найти динамику конфигурации параметра оценки технического состояния во времени.
Более много элементы для реализации данной схемы решения задачки даны в работе Е.Я.Соколова [1].
Для воплощения разработки указанной методики сначала нужно найти параметр и условие, по которому техническое состояние трубопровода считается «ветхим» и следует разглядывать вопросец о его капитальном ремонте (перекладке). В работе [1] приведено выражение:
- коэффициент эффективности капитальных вложений, 1/год;
- толика ежегодных отчислений от капитальных издержек (на амортизацию, текущий ремонт и т.д.);
- поток отказов, отказ/(п км.год); у - издержки на ликвидацию 1-го отказа с учетом расхода на компенсацию вреда от перерыва в подаче тепла, руб./отказ.
Согласно (1), экономически целесообразный срок эксплуатации трубопровода определяется из условия, что годовые расчетные издержки при сооружении новейшего теплопровода равны либо меньше ежегодных издержек на ликвидацию отказов работающего теплопровода.
Параметром, определяющим техническое состояние трубопровода, является поток отказов
. Условие равенства в выражении (1) описывает пороговое значение указанного параметра
, при достижении и превышении которого следует разглядывать вопросец о перекладке трубопровода.
Следуя предложенной схеме решения, при проведении работ по диагностике технического состояния трубопровода, результаты должны быть представлены через параметр поток отказов либо аналогичный ему. Тогда, осуществив диагностику, мы сначала получаем итог, на основании которого делается заключение о допустимости предстоящей эксплуатации либо необходимости проведения капитального ремонта трубопровода.
Для конкретизации, в качестве базисной выбрана разработка диагностики трубопроводов тепловых сетей акустическим способом [2], сначала поэтому, что результаты диагностики (уровень напряжений либо дефектности) представляются через параметр аварийно-опасность, аналогичный сгустку отказов.
Коротко о способе, при помощи которого проводится оценка технического состояния трубопроводов транспорта водянистых сред [3]. Разработка диагностики разработана преднамеренно для трубопроводов теплоснабжения [2].
Диагностируются трубопроводы наземной и подземной, канальной и безканальной прокладки, поперечником от 80 мм и поболее, находящиеся в режиме эксплуатации при давлении наиболее 0,25 МПа и при неотклонимом наличии тока воды. Работы осуществляются методом расстановки датчиков на трубу в точках доступа по концам обследуемого участка. Делается запись акустических сигналов, распространяющихся по трубе. Дальше осуществляется обработка записей на компе при помощи специальной программы.
При обработке записей оператор получает информацию о местоположении и уровне завышенных напряжений на трубе, обусловленных разными недостатками конструктивных частей, которые в 70-80% случаев представляют коррозионное утонение стены трубы (рис. 1).
О техническом состоянии трубопровода, способности предстоящей эксплуатации либо необходимости проведения ремонтных работ (перекладки) судят методом сопоставления значения коэффициента аварийно-опасности, приобретенного по результатам диагностики, с предельным, приведенным в РД [2].
Для описания динамики конфигурации параметра, описывающего техническое состояние трубопровода, можно пользоваться зависимостью, приведенной в работе [1] для параметра потока отказов:
- срок деяния теплопровода, отсчитываемый от года ввода в эксплуатацию;
- число лет опосля первого отказа, за которые поток отказов достигнет значения
(1/км.год). Проанализируем зависимость (2).
1. Отсчет осуществляется от момента образования первой аварии
, т.е. нрав конфигурации технического состояния трубопровода до первой трагедии не учитывается.
2. Крутизна кривой, которая отражает скорость «старения» трубопровода задается коэффициентами
. 1-ый из их определяется на основании данных диагностики (определение потока отказов
3. Оба коэффициента зависят от параметра
- наработка на 1-ый отказ. Таковым образом, для того чтоб пользоваться формулой (2) для описания динамики «старения» трубопровода нужно сначала иметь точную информацию о времени появления первой трагедии.
Но, разглядим последующий пример. Пусть мы имеем трубопровод длиной 1 п км, находящийся по всей длине в схожем техническом состоянии - однообразный уровень «старения». На трубопроводе через время
происходит 1-ая трагедия, т.е. мы можем перейти к описанию динамики «старения». Но, на практике осуществляется рассмотрение технического состояния труб на единичном участке - от одной тепловой камеры до 2-ой! Длина единичного участка в среднем составляет 100 м, чему соответствует 200 п м трубы (подающая + обратная).
Рассматриваемый 1 п км трубопровода состоит из 5 единичных участков. Потому что течь была лишь одна, для описания динамики старения определен лишь один из 5 участков. Вопросец: как найти (отыскать) еще четыре участка, для которых нужно применить этот же закон «старения», не дожидаясь, когда на их произойдет трагедия. При этом, ежели трагедия произойдет на одном из оставшихся участков, то она будет уже 2-ой на данном интервале длиной 1 п км.
Таковым образом, из практических суждений, параметр
- наработка на 1-ый отказ, не определен!
Сохраняя закономерность описания динамики старения трубопровода (2), зададим зависимость конфигурации коэффициента аварийно-опасности в виде:
- время эксплуатации трубопровода.
В данном случае динамика конфигурации параметра аварийно-опасность задается коэффициентами A и B.
Значение коэффициента A примем связанным с факторами интенсификации коррозии, которые фиксируются при проведении работ по диагностике участка трубопровода. Коэффициент A обрисовывает общую, среднестатистическую закономерность «старения» трубопровода.
Коэффициент B является уточняющим параметром, т.е. учет определенных действий «старения» на рассматриваемом участке. Значение коэффициента B определяется по результатам диагностики труб.
определено на основании данных диагностики трубопроводов тепловых сетей с внедрением способа акустической диагностики и имеющихся в базе НПК «Вектор», и представлено в табл.1.
Все обилие трубопроводов по используемому поперечнику и условиям эксплуатации разобьем на подгруппы.
На основании близкого значения толщины стены трубы, подгруппы:
• Ду от 80 до 200 мм - это, в основном, трубопроводы разводящих сетей, с шириной стены трубы от 3 до 5 мм;
• Ду от 250 до 400 мм - это, в основном, трубопроводы подводящих к ЦТП сетей, с шириной стены трубы от 5 до 8 мм;
• Ду наиболее 500 мм - это, трубопроводы магистральных сетей с шириной стены от 8 и поболее мм.
Скорость «старения» трубопровода определяется коррозионными действиями в основном внешной поверхности - условия эксплуатации. Эти коррозионные процессы обоснованы факторами интенсификации коррозии, к которым относятся:
• подтопление, прокапывание, запаривание - «вода»;
• блуждающие (неизменные и переменные) токи. Таковым образом, будем разглядывать три
группы трубопроводов (относительно Ду), находящихся при последующих критериях эксплуатации:
• наличие блуждающих токов на трубе рассматриваемого участка.
Для нахождения значений коэффициента A были применены результаты диагностики около 1000 участков трубопроводов тепловых сетей. Приобретенные значения коэффициента A представлены в табл. 1.
Приобретенные значения коэффициента A в выражении (3) обрисовывают общую, статистическую закономерность конфигурации коэффициента аварийно-опасности трубопровода на участке в зависимости от выявленных причин интенсификации коррозии. В силу того, что скорость коррозии не только лишь на каждом определенном участке, да и по длине трубопровода на участке варьируется в широком спектре, в выражении (3) предусмотрена корректировка при помощи коэффициента B.
Таковым образом, используя табличные значения коэффициентов
, также результаты первой диагностики участка трубопровода
, осуществленной на
году эксплуатации, используя выражения (3) и (5) можно получить прогнозное значение параметра аварийно-опасность для года эксплуатации. В табл. 2 представлены результаты сравнения прогнозных значений коэффициента аварийно-опасности с фактическими, приобретенными при повторной диагностике.
• группа 2 - отличия превосходят 20%. Для трубопроводов, у каких на момент проведения работ по диагностике причин интенсификации коррозии не выявлено, в 70% случаев расхождения меж расчетными и фактическими значениями не превосходят в среднем 10%.
При наличии же причин интенсификации коррозии возрастает процент трубопроводов, у каких расхождения превосходят 20%. Это показывает на большее значение величины коэффициента аварийно-опасности и, соответственно, на наиболее интенсивный износ труб по факту. Это в значимой мере соединено со сдвигом по времени начала процесса коррозии сплава трубы.
Опосля прокладки теплотрассы либо перекладки в исходный, в ряде всевозможных случаев довольно долгий, период причины интенсификации коррозии (вода) еще не достигли сплава трубы -нет протечек через стыки перекрытий, гидроизоляция не нарушена и т.п. В течение указанного времени скорость «старения» относительно невелика - близка к нулю. Со временем происходит нарушение водоизоляционных параметров частей конструкции трубопровода (гидроизоляция перекрытий и труб, намокание термоизоляции и т.п.), т.е. у воды возникает доступ к поверхности сплава трубы и на ней начинаются коррозионные процессы. В силу этого, рассчитанное по результатам первой диагностики значение коэффициента B является «заниженным», т.к. обхватывает временной интервал нулевой скорости «старения».
Исключить влияние «времени ожидания» можно используя результаты повторной диагностики, рассчитав
На рис. 2 представлены зависимости конфигурации коэффициента аварийно-опасности без учета «времени ожидания» - прогноз динамики «старения» по результатам первой диагностики, и корректировка динамики по результатам повторной диагностики согласно выражениям (5) и (6). На основании выражения (3) остаточный рабочий ресурс трубопровода (для первой и последующихдиагностик) определяется по формуле:
Таковым образом, для определения остаточного рабочего ресурса единичного участка либо совокупы участков одной сети трубопроводов тепловой сети нужно:
1. Иметь начальную техно информацию (поперечник, протяженность на отдельных участках, год прокладки (капитального ремонта)).
2. Выполнить диагностику трубопроводов акустическим способом согласно РД 153-34.0-20.673-2005 [2], в том числе:
• выявить причины интенсификации коррозии.
3. Определение остаточного рабочего ресурса осуществляется для трубопроводов, у которых
4. На основании выявленных при работах по диагностике факторах интенсификации коррозии, определяется значение параметра A (см. табл. 1).
5. На основании приобретенного при диагностике значения коэффициента аварийно-опаснос-ти X рассчитывается значение параметра B по формуле (5).
6. Величина остаточного рабочего ресурса определяется по формуле (7).
7. Делается заключение о допустимости предстоящей эксплуатации трубопровода на период «остаточного рабочего ресурса» (с точностью около 20%) и необходимости проведения повторной диагностики:
  через два года.
8. По результатам повторной диагностики осуществляется корректировка величины остаточного рабочего ресурса.
Выставленные на рис. 2 данные (красноватая и голубая полосы), указывают на необходимость воплощения мониторинга технического состояния трубопроводов начиная с 3-4 года эксплуатации с периодом 2-3 года.
Литература 1. Соколов Е.Я. Теплофикация и термо сети - 7-е изд. -М.: Издательство МЭИ, 2001. - 472 с.
2. Методические советы по техническому диагностированию трубопроводов тепловых сетей с внедрением акустического способа. РД 153-34.0-20.673-2005. М.: Изд-во «Анонсы теплоснабжения», 2006.
3. Самойлов Е.В. Диагностика состояния трубопроводов тепловых сетей// Сборник трудов конференции «Термо сети. Современные решения». - НП «Русское теплоснабжение», 2005. С. 118-136.
По вопросцам приобретения устройств и программы для диагностики тепловых сетей и поиску мест утечек можно обращаться к Сергею Быстрову по тел. 8(903)119-68-46, 8(495)542-88-23 и по e-mail:
Рекомендуем еще поглядеть по теме .
      
Метки:
Наши филиалы: Самара / Омск / Казань / Челябинск / Ростов-на-Дону / Уфа / Москва /