Определения состояния металла трубопроводов тепловых сетей по результатам обследования индикаторов коррозии иженерной диагностики

Внутренняя коррозия на подающих и  обратных трубопроводах ТС

Повышение коррозионной повреждаемости на трубопроводах «подачи» может  быть связано с более высоким  давлением и температурой сетевой  воды, большим ее аэрированием. На трубопроводе «обратки» эти факторы коррозионного поражения металла действуют в меньшей степени (растворенные газы, проходя по подающим трубопроводам, взаимодействуют с металлом трубы и снижают свою активность).

Рассмотрим две основные причины, которые могут вызвать  ускоренную коррозию и порывы на обратных трубопроводах.

1. Застойная вода в  трубах после проведения гидравлических  испытаний. Несдренированная или неполностью сдренированная вода может вызвать стояночную коррозию металла. Так развивается внутренняя коррозия металла язвами и пятнами по нижней образующей трубы.

2. Низкий гидравлический  напор в трубах. Если при монтаже  ТС заложены диаметры трубопроводов,  значительно превышающие расчетные,  то низкий гидравлический напор  в трубах приведет к медленному  току воды, вызванному недостаточным  потреблением тепла потребителями,  что спровоцирует развитие коррозии.

Механизм коррозионного  поражения такой же, как и при  стояночной коррозии.

Застойная вода или низкий ток воды необходимо рассматривать  как высокий фактор риска внутреннего  коррозионного поражения труб.

Так, в отопительный период 2006-2007 гг. (октябрь) на трубопроводе (0159x6 мм, протяженность участка 185 м) на ТС от ТК-4 до ТК-5 в микрорайоне Ленинский  произошли 3 порыва на «обратке», вызванные внутренней коррозией металла трубы (все порывы выявлены с использованием метода инженерной диагностики с применением корреляционного течеискателя «Вектор-2001»).

Визуально-измерительный  контроль вырезок катушек с трубопроводов  показал, что наружное состояние  металла труб удовлетворительное, а  течи образовались с внутренней стороны  по нижней образующей трубы. При этом обратный трубопровод, на котором выявлены течи, прокорродировал сильнее трубопровода подачи.

Определение коррозии металла по результатам  инженерной диагностики

Индикаторы коррозии позволяют  по скорости коррозии (от высокой к  постоянной), развившейся за отопительный год, определить долговечность трубопровода, принять меры по снижению агрессивности сетевой воды. Это возможно только при сплошной равномерной коррозии. Но из года в год могут меняться свойства теплоносителя и, соответственно, вместе с ними меняется характер коррозионного процесса. Рассчитанная низкая скорость коррозии не гарантирует долговечный ресурс трубопровода и не уменьшает опасности локального коррозионного поражения. И, естественно, не может предупредить коррозию труб от прокапывания через плиты перекрытий, затопления канала и пр.

Участившиеся в последние  годы порывы трубопроводов ТС во многих случаях обусловлены именно процессами локальной коррозии. Одной из основных причин сильного коррозионного поражения  труб и участившихся порывов в 2005-2006 гг. является передача ветхих тепловых сетей на баланс МУП «Йошкар-Олинская ТЭЦ-1».

Решение проблемы - это выборочный капитальный ремонт наиболее опасных  участков

трубопроводов. Надо только определить и оценить их степень  опасности.

Целью проведения инженерной диагностики ТС как раз и является определение местоположения и оценка уровня напряжений на трубах, в том  числе вызванных коррозионными  поражениями в металле.

С июня 2006 г. по июнь 2007 г. на тепловых сетях МУП «Йошкар-Олинская ТЭЦ-1» лабораторией неразрушающего контроля и диагностики были записаны акустические сигналы корреляционным течеискателем 294-х участков тепловых сетей. Обследовано 45,52 км тепловых сетей (двухтрубное исполнение), что составило 14% погонных км от общей протяженности ТС на МУП «Йошкар-Олинская ТЭЦ-1» (протяженность ТС на 2007 г. - 175,6 км). Рекомендовано участков на шурфовки - 106. Сразу после инженерной диагностики было проведено 23 шурфовки, результаты обследования которых представлены в табл. 4.

Оценка состояния ТС проводится по шурфу, который, как правило, длиной около 3 м (длина одной плиты перекрытия). В шурфе, из-за ограниченности его  размеров, не всегда видны строительно-монтажные  дефекты: коррозия или обрушение  скользящих и неподвижных опор, вызывающие провисание труб, компенсаторы, не полностью  компенсирующие напряжения, и даже «упирание» труб в углах поворота и пр. Сильная эмиссия акустических сигналов вызывается любыми напряжениями на трубах. Это объективная данность, которую надо выявить и правильно интерпретировать. Ни по амплитуде, ни по виду сигнала на коррелограмме нельзя однозначно установить природу возмущения. И шурфовка, установившая удовлетворительное состояние труб, показывает только то, что не установлена причина, вызвавшая напряжение на трубах. Но неоспорим факт, что трубы, находящиеся под напряжением, корродируют быстрее рассчитанного ресурса. Устранение выявленных коррозионных и строительных дефектов -это предотвращенный порыв.

Нами была проведена запись акустических сигналов корреляционным течеискателем вновь смонтированного участка по ул. Красноармейская с целью оценки напряженного состояния на трубопроводах. Отсутствие всплесков акустической эмиссии на коррелограмме послужило еще одним показателем качественно проведенного монтажа.

Мы предлагаем использовать корреляционный течеискатель «Вектор-2001» не только для диагностики уже бывших в эксплуатации участков ТС для определения течей, коррозионных поражений и пр., но и производить запись акустических сигналов на вновь смонтированных участках ТС.

Анализ произведенных  работ по инженерной диагностике  ТС за 2006 г. показал, что коррозионные поражения металла труб в основном обусловлены наружной коррозией, которую  неизбежно провоцируют строительно-монтажные  дефекты.

С июня 2006 г. по июнь 2007 г. на ТС МУП «Йошкар-Олинская ТЭЦ-1» корреляционным те-чеискателем выявлено дефектов:

■ 26% - сильная наружная коррозия;

■ 39% - строительных дефектов, в том числе: обрушение плит перекрытий - 25%, каналы завалены землей - 6%, отсутствие строительных подушек - 4%, сильная коррозия скользящей опоры - 4%.

Акустическая запись вновь  смонтированного участка позволяет  оценить напряжения на компенсаторах, углах поворота, при пересечениях со смежными коммуникациями, кабелями. Конечно, обрушение плит перекрытий, засыпание канала землей на новом  участке не должно быть. Но защемление трубопровода, вызванное неполной температурной  компенсацией, упирание труб в стенку канала на углах поворота и даже оценка качества монтажных сварных стыков - вполне надежно регистрируются по всплеску акустической эмиссии на корреллограммах. Кроме того, повторная диагностика участков по истечении нескольких лет покажет динамику изменений напряжений на трубопроводах и позволит оценить состояние не только металла трубы, но и участка ТС.

Инженерная диагностика  позволяет достаточно надежно выявлять обрушение плит перекрытий, завалы землей и пр., т.е. все, что касается труб, диагностируется достаточно надежно: сигнал высокой амплитуды и протяженности. Коррозионные повреждения, чаще всего, надежно диагностируются совместно  со строительно-монтажными дефектами.

С использованием программного обеспечения «течь» было выявлено 27 порывов. Протяженность обследованных  участков 3,87 км (в двухтрубном исполнении). На всех участках были проведены шурфовки. Точность определения течи составила: 92,6%. На 25-ти участках течи определены с погрешностью ±2%. И только на двух участках течь была определена с погрешностью 9%. Ошибка в определении течи была связана с близостью расположения смежных коммуникаций (кабелей и пр.). Необходимо отметить, что только одновременная расшифровка акустических сигналов с трубопроводов «подачи» и «обратки» позволяет точно установить место порыва, поскольку струя воды с одной трубы бьет в стенку другой. И этот второй сигнал часто оказывается доминирующим.

Таким образом, использование  современных методов инженерной диагностики позволяет достаточно надежно установить и устранить  коррозионно-опасные напряжения на трубопроводах ТС.

 

 

Литература

1. Шарапов А.А., Родионова  И.Г., Бакланова О.Н. и др. Повышение  коррозионной стойкости сталей  для труб тепловых сетей путем  обеспечения чистоты по коррозион-но-активным неметаллическим включениям // Новости теплоснабжения. 2005. № 9. С. 41-45.

2. РД 34.20.501-95 «Правила технической  эксплуатации электрических станций  и сетей Российской Федерации».

3. РД 153-34.1-17.405-00 «Методические  указания по оценке интенсивности  процессов внутренней коррозии  в тепловых сетях».

4. РД 153-34.0-20.507-98 «Типовая  инструкция по технической эксплуатации  систем транспорта и распределения  тепловой энергии (тепловых сетей)».

5. МУ34-70-171-87 «Методические  указания по определению готовности  систем теплоснабжения к прохождению  отопительного сезона».

6. Жук Н. П. Курс теории  коррозии и защиты металлов. - М.: Металлургия, 1976. -472 с.

7. Батуев С.П. Защита  водогрейных котлов и теплообменников  от заноса механическими загрязнениями  // Новости теплоснабжения. 2007. №  5. С. 32-35.