Федерации федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Скачать 1.47 Mb.
|
Внутренние водопроводные сети. Внутренние сети из пластмассы ПЭХ для горячего и холодного водоснабжения были разработаны в середине 1970-х годов. Трубы этих водопроводов могут укладываться в обычные стены или заливаться в бетон междуэтажных перекрытий. Эти трубы могут применяться для рабочих давлений до 1 MПa (10 бар) при температуре +90° С.Сети из ПП-r для подачи холодной и горячей воды начали применяться с начала 1990-х годов. Обозначение ПП-r используется для разработанного полипропиленового материала, применяемого в условиях высоких температур. Трубы из ПП-r могут использоваться для рабочих давлений до 1 МПа (10 бар) при температуре 70° С. Внутренние водопроводные системы из пластмассы марки ПП-r включают широкий ассортимент труб и фасонных частей к ним диаметром от 16 мм до 110 мм и могут быть получены разнообразной цветовой гаммы. Типовой набор может включать от 150 до 250 различных фасонных частей. Соединение труб осуществляется при помощи сварных муфт в основном вручную, если диаметр труб не превышает 50 мм, и при помощи сварочного автомата для труб больших диаметров. Подсоединение к металлическим трубам или другим металлическим деталям водопроводной сети выполняется посредством специально сконструированных и изготовленных инжекционным методом фасонных частей с металлическими вставками. Основными преимуществами пластмассовых труб являются:
Выбор состава технологического оборудования должен сводиться к решению задачи, связанной с получением минимального комплекта технических средств, обеспечивающих выполнение технологического процесса бестраншейного ремонта трубопроводов конкретного диаметра, выполненных из конкретных материалов, при обоснованных конкурентных ценах. Обязательный состав технологического оборудования для всех способов ремонта включает:
3.2 Очистка трубопроводов В процессе эксплуатации металлических трубопроводов имеет место значительное снижение их пропускной способности из-за:
Для удаления отложений из трубопровода, перед началом процесса по его восстановлению, применяются различные виды очистки в зависимости от технического состояния трубопровода и состава отложений. Анализ существующих методов очистки трубопроводов (рисунок 3.7) позволяет сделать вывод о том, что наиболее распространенными и эффективными методами очистки эксплуатируемых трубопроводов следует считать механические и гидравлические. 3.2.1 Механическая очистка трубопроводов Механическую очистку трубопроводов применяют для удаления плотных отложений. При этом используют специальные скребковые очистители, протаскиваемые в трубах стальным тросом (рисунок 3.8); для очистки от незначительных мягких, илистых или песчаных отложений используется щеточный очиститель (щетка из стальной упругой проволоки). Небольшие по протяженности, и диаметру условного прохода, прямолинейные участки трубопроводов рекомендуется выполнять специальными стальными ершами (рисунок 3.9) которые протягиваются гибким тросом.  Рисунок 3.8 – Схема механической очистки трубопровода Очистка труб механическим способом широко применяется при очистке старых, с большим сроком эксплуатации коммуникаций и дефектных труб, где промывка водой под давлением категорически воспрещается. 3.2.2 Гидравлическая очистка трубопроводов Гидромониторный способ очистки трубопроводов от коррозионных отложений. В основу гидромониторного способа очистки положе но ударное действие струи жидкости с одновременным смыванием шлама с твердой поверхности. Сущность гидромониторного способа очистки заклю чается в том, что вода от насоса высокого давления пода ется в высоконапорный шланг длиной 150-200 м, намотанный на барабан лебедки с гидравлическим приво дом. На другом конце шланга закреплен соплодержатель (насадок). Конусообразный пучок струй воды (рисунок 3.10), выходящих из отверстий сопла (головки) с большой ско ростью, очищает поверхность трубы. Под действием реак тивной силы соплодержатель совершает одновременно поступательное движение в трубе, увлекая за собой шланг. При этом коррозионные отложения на внутренней поверхности труб измельчаются струями воды при давле нии 30-50 МПа до такой степени, что наблюдаются в воде только во взвешенном состоянии. Поверхность металла полностью освобождается от обрастаний до се ребристо-серого цвета стали. Порядок производства очистных работ следующий. Высоконапорный агрегат устанавливают в позицию относительно трубы, удобную для разматывания шланга с барабана в направлении очистки. Шланг с очищающей насадкой заводится в отверстие не менее чем на 10 см от передней кромки. После чего шланг водовода подключается к всасывающему патрубку насоса высокого давления и производится запуск насосного агрегата и по дача воды. По выходному манометру насоса устанавлива ется давление воды 40-50 МПа и регулятором гидравли ческой лебедки осуществляется равномерная подача ру кава в трубу. Скорость движения снаряда по очищаемому трубопроводу – 0,51,1 м/с.  Рисунок 3.10 - Гидромониторный способ очистки труб: 1 - стенка трубопровода; 2 - внутритрубные отложения; 3 - гибкий шланг высокого давления; 4 - насадка с отверстиями; 5 - очищающие струи воды. Существует два типа промывочных машин: для промывки водоотводящих трубопроводов (рабочее давление в этих машинах достигает 400 бар) и для очистки водопроводов (с рабочим давлением до 2000 бар). Очистка трубопроводов с помощью пневматических камер. Широкое распространение получил способ восстановления пропускной способности трубопро водов путем очистки их от отложений воздействием на них пульсирующими ударными волнами, генерируемыми независимым источником возмущения. Сущность пневмо ударной регенерации трубопроводных систем заключает ся в том, что определенное количество сжатого воздуха подается по пневмомагистрали в пневмокамеру, где он на капливается порциями, а затем резко «схлопывается» с эффектом микровзрыва. После выхлопа воздуха в трубо проводе с водой образуется воздушный (газовый) «столб», в котором давление сначала значительно возрастает, а за тем в момент прекращения расширения «столба» давле ние начинает падать, воздух при этом сжимается. Таким образом после каждого выхлопа на стенку трубы действу ет несколько пульсирующих импульсов сжатия и разре жения. Использование энергии сжатого воздуха способствует разрушению осадков и восстановлению про пускной способности трубопроводов. Общий вид пневматической камеры, разработанной в инженерном центре «Кавитрон», и маги страли подачи сжатого воздуха приведен на рисунке 3.11. Ка мера состоит из корпуса (1), дифференциального поршня (2), снабженного со стороны меньшего диаметра глухим осевым ступенчатым отверстием, состоящим из меньшей ступени (3) и большей ступени (4), канала (5), фланца (6). Поршень (2) размещен на штоке (7) со сквозным каналом (8), соединенным с источником сжатого воздуха. Шток (7) имеет канал (9) и ступень (10). Поршень (2) и шток (7) образуют управляющую камеру (11) и тормозную камеру (12). Корпус (1) и поршень (2) образуют гидравлическую камеру (13) с сопловыми отверстиями (14). В корпусе (1) выполнены выхлопные отверстия (15), закрытые фланцем (6) поршня (2). Поршень (2) герметизируется кольцами (10) и (17). К корпусу (1) присоединяется сменная рабочая ка мера (18) и подведен пневматический рукав (19). На рисунке 3.7 показаны также трубопровод (20), отложения (21), жид кость (22).  Рисунок 3.11 - Общий вид пневмокамеры в исходной позиции (а) и в момент ее срабатывания (б). Работает устройство следующим образом. По пневма тическому рукаву (19) сжатый воздух поступает в канал(8) штока (7) и, далее, в управляющую камеру (11), гдевоздействует на дно глухого отверстия с меньшей ступе нью (3) и перемещает поршень (2) вправо до упора в уп лотнительное кольцо (16). При этом открываются каналы(5) и (9), и сжатый воздух поступает в тормозную камеру(12) и рабочую камеру (18). При заполнении всех полостей устройства сжатым воздухом оно готово к работе. При этом происходит сле дующее. В связи с тем, что диаметр Дl поршня (2) большедиаметра Д2, то сила, воздействующая на поршень (2) состороны рабочей камеры (18), больше, чем суммарная сила слева, действующая в тормозной камере (11). Поршень (2) начинает движение влево, происходит перекрытие канала (5) штоком (7) и канала (9) поршнем (2). Одновременно происходит разуплотнение кольца (16), и сжатый воздух рабочей камеры (18) начинает резко воздействовать на всю площадь фланца (6) поршня (2). Сила, действующая на поршень (2), резко возрастает и поршень 2 начинает уско ренное движение влево, выдавливая жидкость (воду) из сопловых отверстий (14). Так как камера помещена в тру бопровод (20) заполненный жидкостью (водой), с отложе ниями (21), то образовавшийся реактивный импульс рез ко продвигает камеру по трубопроводу (20) на участок не разрушенных отложений. В это время поршень (2) с боль шой скоростью открывает выхлопные отверстия (15), и сжатый воздух рабочей камеры (18) через жидкость (22) в виде ударной волны воздействует на отложения (21) и раз рушает их. В связи с тем, что отверстия (15) выполнены под неко торым углом к продольной оси устройства, отложения от брасываются назад и вымываются жидкостью, а само уст ройство получает дополнительный реактивный импульс, который является продолжением гидравлического реак тивного импульса, полученного посредством сопловых от верстий (14). Поршень (2) тормозится в левом крайнем положении за счет сжатия воздуха в управляющей камере (11). С выбросом сжатого воздуха из рабочей камеры (18) сила, действующая на поршень (2) справа, исчезает и за счет камер (12) и (11) поршень (2) возвращается в исходное положение до герметизации его кольцом (16) и открытия каналов (5) и (9). После этого снова происходит заполне ние рабочей камеры (18) сжатым воздухом через канал(5). Цикл работы на этом заканчивается. Отличительной особенностью устройства является то, что поршень (2) имеет малый вес за счет большой выбор ки металла глухим отверстием, что обеспечивает хорошую динамику срабатывания. Резкий выброс жидкости через сопловое отверстие (14) обеспечивает хороший реактив ный импульс, а быстрое открытие выхлопных отверстий.(15) обеспечивает ударную волну с крутым передним фрон том, что повышает эффективность разрушения отложе ний. Введение «замкового механизма», перекрытие кана лов (5) и (9) во время «выстрела» И открытие их в исход ном состоянии поршня (2) повышает надежность работы устройства. Сжатый воздух в рабочую камеру (18) посту пает только после открытия канала (5) поршня (6), а это происходит только после герметизации рабочей камеры(18) кольцом и поршнем (2). В связи с разной прочностью отложений (21), запасен ную энергию в рабочей камере (18) можно изменять за счет использования сменных камер (18) различного объе ма. Применение сменных камер выгоднее, чем уменьше ние рабочего давления, так как уменьшение рабочего дав ления снижает крутизну переднего фронта, ударной вол ны, а это, в свою очередь, снижает эффективность разру шения отложений. Гидромеханический способ очистки трубопроводов от продуктов коррозии. Гидромеханический способ очистки водоводов, предназначен для срезки наростов и отложе ний с внутренней поверхности труб рабочими органами механического устройства, введенного в очищаемый тру бопровод, и удаления из него разрушенных продуктов коррозии транспортируемой водой. Движение трубоочис тного снаряда по водоводу, срезка и удаление отложений осуществляются за счет усилия, создаваемого перепадом давления перекачиваемой воды до и после снаряда. Снаряд фирмы «Рейнхарт» имеет следующие элементы (рисунок 3.12) переднюю ножевую головку, заднюю ножевую головку, движитель, центрирующие пружины.  Рисунок 3.12 - Схема гидромеханического устройства фирмы "Рейнхарт»: 1 - передняя ножевая головка; 2 - задняя ножевая головка; 3-движитель; 4 - прибор обнаружения снаряда; 5 - центрирующее оперение из пружины. Ножевые головки имеют по 8 ножей, которыми явля лись V-образные сдвоенные резцы. Головки, как и осталь ные детали, сконструированы с расчетом использо вания их для очистки определенного диаметра трубопро вода. Резцы прижимаются к стенкам трубы пру жинами рессорного типа, а форма и расположение ножей в шахматном порядке, относительно разных головок, обес печивают очистку всей внутренней поверхности трубо провода. «Движитель» обеспечивает движение снаряда в осе вом направлении под действием давления воды. Для обеспечения продвижения очистного снаряда по трубо проводу «движителю» требуется давление от 0,08 до 0,37 МПа. Снаряд развивает скорость движения от 0,8 до 1,2 м/с в зависимости от давления, расхода воды, толщи ны и прочности наростов. Ножевые головки и движитель соединены между со бой шарнирами, позволяющими снаряду проходить пово роты на очищаемых участках водовода с радиусом более 6 метров. Участки трубопровода, очищаемые таким способом, могут сразу же заполняться чистой водой. Достоинством технологии очистки является возможность пропуска воды через снаряд во время очистки, что приводит к вымыва нию срезанных ножами внутритрубных отложений впе ред, в направлении очистки и препятствует образованию пробок из шламовых скоплений. Широкое применение в практике экс плуатации водопроводов нашла конструкция очистного снаряда, состоящая из двух ман жет. Внутренняя часть каждой манжеты такого ус тройства выполнена из эластичных элементов, располо женных по кругу в несколько слоев, в шахматном поряд ке. Наружная часть каждой манжеты выполнена из пру жинных элементов, расположенных в два ряда, также в шахматном порядке. Наружные и внутренние элементы закреплены на полой штанге между фланцами, что обес печивает эластичность манжет и сохранность их формы. Наружный ряд пружинных элементов образует на повер хности манжет, равномерно распределенные по окружно сти клиновидные щели, сужающая часть которых направ лена по ходу очистки. Угол клина не более 25 градусов. Для перемещения очистного снаряда перепад давления до и после устройства создают в пределах 0,2-1,25 МПа.  Рисунок 3.12 - Трубоочистное гидродинамическое устройство манжетного типа: 1 - манжеты; 2 - эластичный элемент манжеты; 3 - пружинный элемент манжеты; 4 - полая штанга; 5, 6 - фланцы; 7 - клиновидные щели; 8 - трубопровод. Недостатком двухманжетной конструкции очистного снаряда является то, что при крепких отложениях требу ется увеличивать перепад давления, а это приводит к зак линиванию устройства, низкому качеству очистки и сни жению производительности работ. Кроме того, при уве личении расхода воды синхронно возрастает и скорость движения устройства, однако скорость и кинетическая энергия струй, образуемых этим устройством, не возрас тают. Наоборот, часть энергии гасится задней манжетой, отчего эффективность очистки снижается.
Рисунок 3.7 – Способы очистки трубопроводов
Рисунок 3.9 - Прочистные насадки 3.3 Методы диагностики технического состояния трубопроводов На сегодняшний день российские водопроводные и водоотводящие сети находятся в крайне изношенном состоянии. Анализ состояния этих сетей в городах России показывает, что средний износ водопроводных сетей составляет - 76%, а водоотводящих - 70%. В трубопроводных сетях преобладают недолговечные металлические трубы. Возникновение в стенках трубопроводов сквозных отверстий приводит к большим потерям транспортируемой воды. Определение мест утечек было и остается серьезнейшей проблемой в работе эксплуатационных служб. Даже в среднем по величине российском городе происходит ежедневно несколько десятков утечек. Это приводит к огромным финансовым потерям. Только питьевой воды "утекает" на несколько десятков миллионов рублей в год. К этим потерям прибавляются большие эксплуатационные затраты на земляные, восстановительные работы, перебои в подаче воды потребителям. Острейшим образом проблема встает при пересечении водопроводных сетей с другими коммуникациями, при прохождении водопровода под дорожными покрытиями, инженерными сооружениями. Затраты на устранение утечек в таких случаях возрастают многократно. Нельзя не упомянуть и о сложностях определения места утечки в осенне-зимний период, когда выход воды на поверхность может происходить в нескольких десятках, а то и сотнях метров от места утечки. Методы поиска утечек обрели актуальность практически сразу после появления трубопроводов. Но только с середины 50-х годов прошлого столетия появились первые приборы, предназначением которых был контроль утечек. Со временем эти приборы приобретали все большее значение для специалистов, оборудование развивалось, становилось все более прогрессивным. Диагностика технического состояния эксплуатируемых трубопроводов является одним из важнейших показателей, влияющих на его работоспособность. Значение степени изношенности трубопровода определяют показатели надежности его работы. Разработке критериев надежности работы закрытых трубопроводов посвящены работы Мирцхулавы Ц.Е., Косиченко Ю.М., Щедрина В.Н. и других. Выбор способа ремонта эксплуатируемого трубопровода базируется на анализе технико-экономических показателей его технического состояния. Определяющим фактором, в данном случае, следует считать наличие нарушений сплошности стенок трубопровода и их количества на испытуемом участке. Поиск утечек в водопроводах может быть разделён на следующие части:
В настоящее время наиболее распространенными методами диагностики трубопроводов (рисунок 3.13) являются:
3.3.1 Рентгеновский метод диагностики технического состояния Трубопроводов Суть метода заключается в том, что чем меньше плотность материала, тем больше энергии рентгеновских лучей дойдет до их регистратора. В рентгеновской дефектоскопии наиболее распространенным регистратором является фотопленка. Ровный фон засветки на проявленной пленке свидетельствует об отсутствии дефектов. Недостатками рентгеновского метода являются:
3.3.2 Ультразвуковой и акустико-эмиссионный методы диагностики технического состояния трубопроводов По мнению ряда авторов таких, как Н.П. Алешин, А.Ю. Базаров, В.И. Долгих, И.Н. Ермолов, А.М. Курганова, А.И. Потапов и других в основе, как ультразвукового, так и акустико-эмиссионного методов лежит принцип звуковой локации. Механические ультразвуковые колебания с помощью преобразователя возбуждаются в металле в направлении, которое задает оператор. Ультразвук попадает на поверхность дефекта, отражается и возвращается к преобразователю. Если в разных местах трубопровода поставить по преобразователю - приемнику импульсов акустической эмиссии то, используя известные из радиопеленгации приемы, можно установить координаты точки, из которой вышел импульс акустической эмиссии. Тем самым, можно установить наличие и расположение дефекта. Контроль утечек. Паспортизация утечек является первым шагом при их локализации. Многокилометровую водопроводную сеть делят на зоны, т.е. на ограниченные участки. Именно в этих зонах обычно в ночное время, когда расход воды минимален, и проводятся измерения с помощью специальных датчиков "Пермалог". "Пермалог" (Permalog) - это автоматический датчик-регистратор шумов, который может быть установлен на любой металлической поверхности (задвижке, трубе, гидранте), в том числе находящейся под водой. Регистраторы шума системы "Пермалог" работают от автономных батарей, рассчитаны для постоянного использования в течение 10 лет и более. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | В федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |