Технологии бестраншейной прокладки и ремонта трубопроводов водоснабжения и водоотведения. Учебное пособие
.pdf
Контрольныевопросыкглаве3
2.Назовите отличия способов прокладки «труба в трубе без разрушения» и «труба в трубе с разрушением».
3.Укажите суть способа ремонта с применением полимерного чулка и приведите его основные преимущества и условия применения.
4.Поясните основные варианты применения способа
U Liner.
5.Какие преимущества нанесения цементно-песчаного покрытия обусловили его использование при производстве чугунных труб с шаровидным графитом?
51
Глава 4.
Диагностика состояния трубопроводов
Внастоящее время для определения состояния потенциальных ремонтных участков трубопроводов производится диагностический контроль телевизионны-
ми роботами.
Телевизионные роботы или системы для телеинспекции коммунальных трубопроводов впервые появились в Европе в середине 50-х годов XX века. В 1980-е годы практически во всех развитых в промышленном отношении странах прошел бум внедрения робототехники в отраслях, обслуживающих городские подземные трубопроводы. С начала 1990-х годов началось активное использование телероботов в нескольких крупных городах России. При этом необходимо заметить, что современные системы диагностики являются дорогостоящими как для приобретения, так и аренды, и регулярно применяются коммунальными службами только крупнейших городов. Наиболее продуктивно теледиагностические обследования проводятся в водоканалах Москвы и Санкт-Петербурга, где осуществляются не только выборочная инспекция определенных типов трубопроводов и аварийных участков, но и плановый мониторинг действующих водопроводных и водоотводящих сетей, а также обязательный телеконтроль трубопроводов после строительства или ремонта. Выборочная инспекция позволяет оценить состояние разветвленных и протяженных сетей по определенным площадям и прогнозировать изменение этого состояния. Достигаемая при этом точность достаточна для выработки стратегии реновации подземных инженерных коммуникаций. Про-
52
ведение теледиагностики канализационных сетей предусмотрено нормативными документами [17, п. 3.2.17].
Способ видеодиагностики зависит от диаметра труб и их протяженности. Видеодиагностика может производиться при помощи проталкиваемых систем и роботизированных комплексов.
Проталкиваемые системы используются для диагностики труб диаметром от 25 мм, длиной участков труб в несколько десятков метров. При этом вручную проталкивается шланг, оснащенный камерой и фонариком. Изображение выводится на монитор.
Более продвинутая система, позволяющая проводить телеинспекцию трубопроводов, включает в себя следующее основное оборудование: видеокамеру, монитор, диагностический аппарат, записывающее устройство. Такая система обладает широкими возможностями для видеодиагностики трубопроводов. Полное обследование позволяет определить места протечек и деформации трубопровода, разрушения стыковых соединений, незаконных врезок, засоров трубопровода, прорастание корней деревьев, а также построить профиль сети, измерить уклоны трубопровода и т.д. После проведения такой инспекции можно получить детальный отчет с обзором проблемных мест и координатами их расположения.
Роботизированные комплексы позволяют исследовать наружные трубопроводы диаметром от 150 мм, длиной участков в несколько сотен метров. Комплекс состоит из колесного робота, оснащенного видеокамерой. Изображение внутренней поверхности трубопровода поступает на пульт управления. При видеоинспекции обеспечиваются следующие действия:
—изменение направления движения робота и регулирование скорости его продвижения по трубопроводу;
—изменение угла обзора камеры и ее положения, фокусировка и кратность увеличения видеокамеры;
—регулировка освещения.
53
Глава 4. Диагностика состояния трубопроводов
Обеспечивается обработка изображения и его записи: данные телеметрии, стоп-кадры, отчеты диагностики, размеры объектов.
Современные телевизионные роботы могут совмещать функции диагностики технического состояния трубопроводов и локального (местного) ремонта отдельных его участков. В этом случае они называются ремонтными роботами.
На сегодняшний день принята следующая классификация телеинспекционных роботов:
—переносные проталкиваемые телекамеры с черно-бе- лым или цветным монитором, углом бокового обзора 63° и возможностью фокусировки изображения; они предназначаются для оперативной диагностики технического состояния труб диаметром от 40 до 300 мм на расстояние до 100 м;
—дистанционно-управляемые телекамеры с цветным монитором, углом бокового обзора 75° и возможностью фокусировки изображения; предназначаются для диагностики технического состояния труб диаметром от 100 до 1200 мм на расстояние до 1000 м; снабжаются разъемом для подключения персонального компьютера;
—дистанционно-управляемые телекамеры с сателлитами, т.е. дополнительными телекамерами; система предназначена для одновременного проведения инспекции основного трубопровода и примыкающих к нему по ходу движения ответвлений диаметром 100–200 мм и длиной от 25 до 50 м;
—специализированные телекамеры (беспроводные и глубинные — для скважин).
На рисунке 19 показан робот в процессе телеинспекции трубопровода, а на рис. 20 — одна из разновидностей роботов.
54
Рис. 19. Телеинспекция трубопровода19
Современные роботы могут использоваться в трубопроводах канализации, заполненных сточной жидкостью и даже агрессивными промышленными сточными водами. При этом в зависимости от уровня наполнения трубопровода применяются самоходные роботы на колесах или роботы, смонтированные на плавучей платформе.
Базовые станции, предназначенные для управления роботами и приема поступающей информации, размещаются в специально оборудованных автомобилях, что позволяет обеспечить быстрое перемещение оборудования по обследуемому району канализационных сетей.
19 Рисунок с сайта. URL: http://просперити.рф/теледиагностика/ (дата обращения: 29.08.2022).
55
Глава 4. Диагностика состояния трубопроводов
Рис. 20. Комплект оборудования для телеинспекции трубопроводов20
Контрольные вопросы к главе 4
1.Укажите основные цели использования систем видеодиагностики.
2.Какое оборудование используется в системах видеодиагностики трубопроводов?
3.При каком комплекте оборудования для видеодиагностики можно получить наиболее полный отчет по обследованию состояния трубопровода?
4.Приведите классификацию и укажите основные характеристики телеинспекционных роботов.
20 Рисунок с сайта. URL: https://екб.оборудование-профессионалам.рф/ teleinspekcija-truboprovodov/s-300 (дата обращения: 29.08.2022).
56
Глава 5.
Очистка и промывка трубопроводов
Развитие и нормальное функционирование современной городской инфраструктуры невозможно без обеспечения ее надежной эксплуатации, которая в том
числе предусматривает мониторинг за состоянием инженерных сетей (водоснабжения, канализации), а также, при необходимости, их очистку и промывку. Системы видеодиагностики, о которых говорилось в главе 4, позволяют установить не только места повреждений трубопроводов, но и места образования засоров в трубопроводах и отложений на стенках трубопроводов. Такие засоры вызываются различными причинами: разрушение трубопровода или колодца, выпадение загрязнений из сточной жидкости при снижении скорости потока ниже самоочищающей, попадание загрязнений (посторонних предметов) через открытые люки канализационных колодцев. Отложения (инкрустации) на стенках трубопроводов могут быть вызваны химическими процессами в воде или сточных водах, в том числе взаимодействия воды с материалом труб, жировыми отложениями и др. Отдельной проблемой является прорастание корней деревьев в трубопроводы через дефекты трубопровода или стыковых соединений труб.
К способам очистки трубопроводов можно отнести механические, гидромеханические и химические (в системах наружного водопровода и канализации практически не используются). Механические способы предназначены для разрушения засора, его разрыхления, удаления загрязнений. К самым простым видам такого оборудования можно отнести полужесткий кабель или полужесткую плоскую стальную ленту, которые использу-
57
Глава 5. Очистка и промывка трубопроводов
ются на прямых участках трубопроводов. Барабанные кабельные очистители могут быть использованы для очистки засорений в трубопроводах диаметрами до 200–250 мм на участках длиной до 100 м. Для больших диаметров трубопроводов механическая очистка основана на применении различного типа скребков, в качестве чистящих элементов в которых выступают диски, ножи, проволочные щетки, цепи и др. (рис. 21).
Рис. 21. Элементы для механической очистки21
К гидроструйному оборудованию с небольшими габаритами можно отнести аппараты для обработки труб диаметрами до 200– 250 мм с размещением в них сопла небольшого размера и подачей воды под высоким давлением от внешнего источника для очистки трубы от жира, ила и др.
21 Рисунок с сайта. URL: https://unicon-pirs.ru/uslugi/sanatsiya- truboprovodov/ (дата обращения: 29.08.2022).
58
Более мощные установки позволяют создавать через насадки (сопла) высокое давление, которое в старом трубопроводе способно повредить материал трубопровода (рис. 22).
Рис. 22. Гидроструйная установка22
Все типы насадок имеют на корпусе отверстия прямого и обратного типа, в которые под большим давлением подается вода. Давление воды из насадок может достигать до 100 и более атмосфер со значительными расходами.
Применяемые насадки имеют различную форму: округлые, остроконечные, с цепями и т.д. По назначению их можно подразделить на следующие группы:
—пробивные, которые пробивают слежавшиеся, «затвердевшие» засоры;
22 Рисунок с сайта. URL: https://gktt54.ru/catalog/apparaty-dlya-promyvki- trub-s-benzinovym-dvigatelem/apparat-vysokonapornoy-jm-3080-a-vodostruynoy- ochistki-general-pipe-cleaners/ (дата обращения: 29.08.2022).
59
Глава 5. Очистка и промывка трубопроводов
—вращающиеся, позволяющие удалять осадки по всему диаметру трубы;
—донного типа для очистки отложений (песок, ил), скапливающихся на дне трубопровода;
—режущего типа для измельчения корней растений и других посторонних предметов;
—роторного типа для очистки жировых отложений на стенках труб;
—универсального типа, выполняющие различные функ-
ции очистки.
Суть способа гидродинамической очистки трубопроводов заключается в том, что при использовании реактивного способа движения насадка (сопло) продвигается по трубопроводу и размывает струями с высоким давлением воды отложения
изасоры на внутренней поверхности трубы. При вытягивании насадки обратно она вымывает эти отложения и весь мусор (песок, щебень, осколки кирпичей и другие предметы), скопившийся на дне трубы, в смотровой колодец. Из колодца мусор
иосадок извлекаются и вывозятся. Кроме оперативного (аварийного) устранения засоров гидродинамическая очистка применяется для профилактической промывки трубопроводов, что позволяет предотвратить образование новых засоров.
На рисунке 23 представлены различные виды насадок и варианты их движения в трубопроводах при промывке.
Существует значительное количество типов гидроструйных насадок (сопел), применяемых в различных условиях. Достаточно часто в литературе фигурирует название каналопромывочные насадки. Подробная классификация и общий вид насадок приведены в [18, с. 100].
Впрактику эксплуатации систем канализации внедряются каналопромывочные машины, позволяющие совместить процесс промывки участка трубопровода и удалить из него извлеченные загрязнения (рис. 24).
60