8. Відмови водогосподарських об’єктів

8.1. Види технічного стану об’єктів

8.1.1. Стан об’єкта

Робота водогосподарської системи характеризується станом елементів системи. Всі види стану об’єкта, за ДСТУ 2860, поділяють на такі: справність, несправність, працездатний, непрацездатний, а також критичний і граничний стани.

Справність об’єкта – стан об’єкта, за яким він здатний виконувати усі задані функції об’єкта.

Несправність об’єкта – стан об’єкта, за яким він нездатний виконувати хоч би одну із заданих функцій об’єкта. Несправний стан у більшості є наслідком відмови об’єкта, але може бути й без неї.

Через причини виникнення несправності поділяються, за ДСТУ 2860, на такі види. Несправність через перенавантаження викликана прикладанням під час використання об’єкта навантажень, що перевищують його можливості. Несправність через невміле поводження спричинене неправильним чи необережним поводженням з об’єктом. Несправність через зношування та (чи) старіння спричинене відмовою, викликану природними процесами старіння та (чи) зношування, що відбуваються в середині. Конструкційна несправність спричинена недосконалістю проекту об’єкта.

За зовнішніми ознаками проявлення несправність об’єкта є стабільна несправність, що може бути усунена тільки за допомогою ремонту, прихована несправність, яка існує, але ще не виявлена та маскована несправність складової частини об’єкта, яка не може бути виявлена через особливості об’єкта чи маскується іншою несправністю цієї чи іншої складової частини об’єкта.

За розмірами несправність об’єкта може бути незначною, значною, частковою і повною несправністю.

Незначна несправність не порушує жодної з функцій при роботі об’єкта, як значна несправність порушує хоча б одну із функцій об’єкта.

Часткова несправність – несправність, що викликає нездатність об’єкта виконувати частину потрібних функцій, а повна несправність характеризується повною нездатністю об’єкта виконувати усі потрібні функції.

Працездатний стан – це стан об’єкта, який характеризується його здатністю виконувати усі потрібні функції.

Непрацездатний стан – стан об’єкта за яким він нездатний виконувати хоч би одну з потрібних функцій.

Для складних великих систем, до яких відносяться водогосподарські об’єкти із роботою експлуатаційного персоналу може наставати критичний стан – стан об’єкта, що може призвести до травмування людей, значних матеріальних збитків чи інших неприйнятних наслідків. Рівень критичності стану може бути встановлений за спеціальними критеріями критичного стану.

Граничний стан – стан об’єкта, за яким його подальша експлуатація неприпустима чи недоцільна, або відновлення його працездатного стану неможливе чи недоцільне.

Граничний стан наступає, наприклад, тоді, коли параметр потоку відмов стає неприйнятним та (чи) об’єкт стає не ремонтопридатним внаслідок несправності.

Меншим за рівнем відповідальності є подія пошкодження та дефект.

Пошкодження – подія, яка полягає у порушенні справного стану об’єкта, коли зберігається його працездатність.

Дефект – подія, яка полягає у порушенні справного стану об’єкта встановленим вимогам.

Перехід об’єкта із справного стану в несправний протікає випадково у вигляді процесів, які знижують міцність. До таких основних процесів, які діють на ВГО відносять: втома, зношування, корозія, старіння, руйнування, деградація тощо.

Втома – процес поступового нагромадження пошкоджень матеріалу під діянням змінних напружень, який призводить до зміни властивостей, появи тріщин, їх розвитку та руйнування матеріалу.

Зношування – процес руйнування та відокремлювання матеріалу від поверхні твердого об’єкта та (чи) нагромаджень в ньому залишкових деформацій під час тертя, який проявляється у поступовому змінюванні розмірів і (чи) форм об’єкта. Розрізняють зношування абразивне, кавітаційне, контактно втомне тощо.

Корозія – процес руйнування поверхні об’єкта внаслідок хімічної чи електрохімічної взаємодії з активним середовищем (активна атмосфера, розчин кислот, лугів солей тощо). Наприклад, вуглекислота, лужна, кислотна електрохімічна корозія металу та бетону.

Старіння проявляється як поступове незворотне змінювання властивостей фізичними процесами, що самочинно протікають в матеріалах.

Руйнування – розділення матеріалу об’єкта на частини з повною втратою його міцності та працездатності.

Деградація (деградації процес) – дія одного чи сукупності природних процесів старіння, корозії, зношування, втоми та руйнування.

Для природно-технічних об’єктів та виготовлення із них систем та її елементів характерні специфічні де градаційні процеси, які спричинені дією одного чи сукупністю природних процесів суфозії, ерозії, замулення, засмічення.

Суфозія (від лат. suffossio – підкопування, підривання) – процес виносу дрібних мінеральних частин і розчинених з’єднань (хлоридів, сульфатів, карбонатів) із ґрунту під дією фільтраційного потоку води. Розрізняють суфозію механічну вимивання дрібних мінеральних частинок із ґрунту), хімічну (вилуження розчинених солей), та колоїдну (вимивання колоїдних частинок ґрунту з руйнуванням мікроагрегатів, що коагулюють глинисті мінерали).

Ерозія (від лат. erosio – роз’єднання) – процес руйнування гірських порід і ґрунту, ложе каналу водним потоком. Розрізняють поверхневу (вирівнювання нерівностей рельєфу), лінійну (розчленування рельєфу), бокову (підмив берегів річок, каналів, гідротехнічних споруд), і глибинну (врізання русла потоку в глибину). Водна ерозія руйнує канали і споруди, дороги, замулює канали, водосховища.

Замулення – процес відкладання мулистих і піщаних часток (наносів), органічних осадів, хімічних з’єднань у водосховищах, відкритих водотоках, дренажних трубах, свердловинах, фільтрах та в інших гідротехнічних і гідромеліоративних спорудах. Замулення приводить до порушення нормального функціонування водогосподарських об’єктів і потребує значних затрат та попереджувальні і очисні заходи.

Замулення водосховищ проходить за рахунок надходження наносів з водозабору в період повені і паводків, а також в результаті абразії берегів.