Системный анализ состояния и тактика реновации водопроводных и водоотводящих сетей

• Автор: Орлов, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 350 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Обзорная информация и комплексная аналитическая оценка технического состояния трубопроводов водопроводных и водоотводящих сетей на предмет интенсификации их реновации

1.1. Состояние напорных водопроводных и водоотводящих сетей .

1.2. Состояние безнапорных водоотводящих сетей.

1.3. Анализ концептуальных подходов к стратегии реновации трубопроводов

1.4. Обоснование тактики реновации трубопроводных сетей и формулирование предмета проводимых исследований.

1.5. Краткие выводы по главе 1

Глава 2. Классификация дефектов трубопроводов, анализ статистики повреждений и типов внутренних защитных покрытий для их устранения.
2.1. Сущность и значение теледиагностики для выявления и анализа дефектов трубопроводов.
2.2. Типичные повреждения напорных и безнапорных трубопроводов. Классификация дефектов трубопроводов
2.3. Анализ статистики повреждений, установление причинноследственных связей и функциональных зависимостей между ними .
2.4. Внутренние защитные покрытия трубопроводов как эффективное средство устранения дефектов водопроводных и водоотводящих сетей
2.5. Внутренние покрытия как косвенный фактор санитарной надежности системы подачи и распределения воды.
2.6. Краткие выводы по главе 2
Глава 3. Классификация и ранжирование факторов, дестабилизирующих работу трубопроводов. Паспортизация участков трубопроводных сетей и автоматизация поиска объектов реновации
3.1. Общий подход к определению критериев и рейтинговой значимости дестабилизирующих факторов, воздействующих на трубопроводную систему
3.2. Определение функциональных зависимостей между дестабилизирующими факторами.
3.3. Внутреннее ранжирование элементов состояния факторов по балльной рейтинговой системе значимости.
3.4. Паспортизация участков напорной и безнапорной сети
3.5 Разработка алгоритмов и автоматизированных программ
поиска потенциальных объектов реновации.
3.6. Краткие выводы по главе 3.
Глава 4. Разработка методик прочностного расчета трубных конструкций по оценке состояния участков трубопроводов на предмет
реновации.
4.1. Оценка прочности действующих напорных трубопроводов систем водоснабжения и водоотведения Г
4.1.1. Обоснование иерархических уровней принятия решения
по проведению реновации стальных трубопроводов.
4.1.2. Подходы к прочностному расчету действующих
стальных трубопроводов.
4.1.3. Обоснование иерархических уровней принятия решения по проведению реновации трубопроводов из других материалов.
4.1.4. Подходы к прочностному расчету напорных двухслойных конструкций действующий трубопроводов защитное покрытие
4.2. Оценка прочности действующих безнапорных сетей,
выполненных из различных материалов
4.2.1. Обоснование иерархических уровней принятия решения
по проведению реновации безнапорных сетей
4.2.2. Подходы к прочностному расчету безнапорных двухслойных конструкций действующий трубопроводов защитное покрытие.
4.3. Краткие выводы по главе 4
Глава 5. Определение гидравлических характеристик внутренних защитных покрытий и. оценка их совместимости с материалами исходных трубопроводов в период реновации
5.1. Понятие гидравлической совместимости труб из различных материалов цели и задачи гидравлических исследований
5.2. Проведение гидравлических экспериментов на опытнопроизводственном стенде для напорных и безнапорных сетей, интерпретация результатов и их практическое использование .
5.2.1. Гидравлические эксперименты на напорных трубопроводах.
5.2.2. Гидравлические экспериментына безнапорных трубопроводах.
5.3 Натурные и аналитические исследования транспортирующей способности потока сточной жидкости в местах стыков труб, интерпретация результатов на предмет гидравлической совместимости
восстановленных и невосстановленных участков сети.
5.3.1. Обоснование необходимости учта факторов транспортирующей способности и гидравлической совместимости участков водоотводящих сетей, выполненных из различныхматериалов и диаметров.
5.3.2. Натурные исследования, анализ экспериментальных и расчтных данных по гидравлической совместимости участков безнапорных водоотводящих сетей.
5.4. Натурные эксперименты на напорных водоотводящих сетях, подвергнутых реновации полимерным покрытием.
5.5. Краткие выводы по главе 5.
Глава 6. Принципы техникоэкономической оптимизации выбора
метода бестраншейной реновации и формулировка тактических задач реновации трубопроводов.
6.1. Критерии оптимизации при выборе технологии реновации
6.2. Разработка автоматизированных программ выбора
оптимального метода реновации трубопроводных сетей
6.3. Формулировка тактических задач реновации трубопроводов .
6.4. Краткие выводы по главе 6
Глава 7. Разработка учебнотренировочных комплексов по вопросам реновации подземных трубопроводов с помощью защитных покрытий
7.1. Разработка практикума по решению задач оптимизации для обучающихся
7.2. Разработка автоматизированных программ выбора
параметров санации защитными покрытиями для трубопроводов,
выполненных из различных материалов.
7.3. Краткие выводы по главе 7
Общие выводы
Список литературы


Важными факторами для оценки эффективности работы водоотводящих сетей являются год их постройки и диаметр. В частности, в, работах Храменкова С. В. и Примина О. Г. для оценки сроков полезной службы напорных трубопроводов проведен анализ статистических данных по отказам участков напорных канализационных трубопроводов системы канализации города Москвы за лет эксплуатации в зависимости от сроков их укладки таблица 1. Таблица 1. Годы постройки трубопроводов Длина по материалам труб, км Среднее значение интенсивности отказов, 1г. Сталь Чугун ж. Как следует из таблицы 1. В таблице 1. Таблица 1. Диаметр, мм Длина, км Число отказов, п Интенсивность отказов у 1г. Обработка и анализ фактических данных по эксплуатации трубопроводов показали, что реальные сроки полезной службы для напорных канализационных трубопроводов Московской канализации весьма отличаются от нормативных, оцениваемых в лет. На практике расчетные значения сроков службы напорных трубопроводов, обеспечивающие требуемый уровень надежности, ниже нормативных. Как установлено Приминым О. Г., среднее значение наработки на отказ участков напорных трубопроводов по данным выполненных статистических расчетов составляет ,6 лет . Городская безнапорная водоотводящая сеть эксплуатируется при воздействии на не множества внешних неблагоприятных факторов, подавляющее большинство которых носит случайный и практически неконтролируемый характер. Специфика работы водоотводящей сети безнапорный режим течения, неравномерность расходов по часам суток, транспортировка тврдых включений и т. Это проявляется в виде выпадения взвешенных веществ в лотковой части трубы в часы минимального водоотведения, образованиямногочисленных дефектов по длине трубопровода, приводящих в конечном итоге к явлениям эксфильтрации и инфильтрации. Однако при этом сеть остатся работоспособной, выполняя свою основную функцию транспортировки сточных вод к очистным сооружениям. Водоотводящие сети воспринимают усилия от 1рунта, подземных вод, горизонт которых расположен над действующим трубопроводом, временных и постоянных статических и динамических нагрузок, изменяющих их. Спецификой работы трубопроводов водоотводящей сети городовмегаполисов Москва, СанктПетербург и других, в том числе зарубежных городов является то, что они подвержены восприятию дополнительных динамических и статических нагрузок от наземных и подземных метро транспортных средств, от прокладываемых новых инженерных коммуникаций, от строительномонтажных работ вблизи действующих трубопроводов и насыщенной параллельной и пересекающейся подземной инженерной инфраструктуры , , , . Для каждого крупного города проявляются свои специфические проблемы. Например, отличительной особенностью эксплуатации водоотводящих сетей г. Мировой опыт показывает, что при длительной эксплуатации водоотводящих сетей характерно проявление на их внутренних стенках биологической коррозии 8, 9, , . В результате воздействия кислоты на часть свода трубопровода, расположенного выше уровня воды, а также малой концентрации кислорода и конденсации воды происходит постепенное разрушение трубопровода 9, . Анализ характера повреждений безнапорных водоотводящих трубопроводов как в нашей стране, так и за рубежом показывает, что в большей степени разрушению подвергаются сводная часть трубопровода и стыковые соединения , , . Отечественные и зарубежные исследователи отмечают, что к дестабилизирующим нормальную работу водоотводящих сетей факторам могут быть отнесены засоры, абразивный износ, бактериологическое разрушение защитного слоя, жировые отложения и любые конструктивные изменения расхождение стыков, появление трещин и т. Опыт МГУП Мосводоканал свидетельствует, что фактор наличие засоров различного происхождения относится к тем базовым, на которых строится практика выбора объекта восстановления. Однако сущность и причины проявления данного фактора пока полностью не раскрыты, несмотря на имеющийся в подразделениях значительный статистический материал по засоряемости действующих безнапорных водоотводящих сетей .