Разработка системного подхода к реновации напорных стальных трубопроводов систем водоснабжения и водоотведения

• Автор: Орлов, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 210 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Анализ статистических данных по техническому состоянию и аварийности трубопроводов водопроводной и

водоотводящей сетей

1.1. Оценка состояния стальных водопроводных и напорных водоотводящих сетей

1.1.1. Состояние проблемы и общий подход к ее решению

1.1.2. Водопроводная сеть на примере Москвы

1.1.3. Напорная водоотводящая сеть на примере Москвы

1.2 Основание для проведения работы по разработке системного

подхода к реновации сетей и предмет проводимых исследований .

1.3. Краткие выводы по главе 1 .

Глава 2. Комплексный анализ результатов диагностики технического состояния трубопроводов водопроводной и канализационной сети. Классификация и ранжирование факторов, дестабилизирующих надежность и долговечность трубопроводов .
2.1. Мониторинг толщины стенки и защитных покрытий водопроводных и напорных канализационных сетей.
2.2. Мониторинг гидравлических показателей.
2.3. Мониторинг мест повреждения трубопроводов.
2.4. Мониторинг качественных показателей воды
2.5. Мониторинг коррозионной активности грунта, блуждающих токов, потенциалов и качества изоляции.
2.6. Классификация и ранжирование факторов, дестабилизирующих работу напорных трубопроводов
2.6.1. Определение рейтинговой значимости дестабилизирующих факторов и воздействий на трубопроводную систему.
2.6.2. Внутреннее ранжирование элементов состояния
факторов по балльной рейтинговой системе значимости
2.7. Краткие выводы по главе 2
Глава 3. Разработка критериев и методики оценки состояния трубопроводов
3.1. Общий алгоритм оценки и прогноза состояния трубопроводов
3.2. Остаточный ресурс и методы его оценки
3.2.1. Понятие остаточного ресурса. Повреждения трубопроводов, ведущие к коррозионным процессам
3.2.2. Методики и алгоритм расчета остаточного ресурса стального трубопровода в зависимости от толщины его
стенки
3.2.3. Разработка автоматизированной программы прочностного расчета для определения толщины стенки стального трубопровода
3.3. Краткие выводы по главе 3
Глава 4. Проведение стендовых исследований по определению гидравлических показателей труб покрытий из разных материалов на предмет их совместимости в период реновации сетей
4.1. Задачи исследований и описание опытнопроизводственного гидравлического стенда.
4.2. Методика проведения экспериментов на гидравлическом стенде
4.3. Интерпретация результатов экспериментов.
4.4. Практическое использование результатов экспериментов
4.5. Краткие выводы по главе 4.
Глава 5. Техникоэкономическое сравнение вариантов проектирования ремонта стальных трубопроводов систем водоснабжения на основе применения бестраншейных технологий
5.1. Базовый объект и варианты его реновации
5.2.Гидравлический и техникоэкономический расчеты вариантов
проектирования ремонта.
5.3. Краткие выводы по главе 5
Общие выводы.
Список литературы


Автор диссертации пришел к выводу, что разработанные программы позволяют лишь оценить прогнозы показателей надежности, выделяя некие слабые звенья системы участки трубопроводов, имеющие наибольший риск аварий, но при этом не позволяют выйти на конкретные объекты первоочередной реновации изза недостатка ее объективных причин и возможных случайных ошибок, когда во главу угла ставится анализ аварийности трубопроводов без учета внешних дестабилизирующих факторов, конкретных дефектов труб и условий их работы окружающие грунты и подземные воды, качественные показатели воды, гидравлические параметры и т. Дело в том, что статистика повреждений дат возможность оценивать состояние трубопроводов лишь условно, поскольку, как правило, никакой оценки технического состояния труб со сбором статистических данных не связано. Статистика не может заменить специальные знания и профессиональный опыт инженера по эксплуатации сетей. Она является полезным вспомогательным средством. Только в этом случае может быть установлено влияние каждого дестабилизирующего фактора на возникновение отказов и принято оптимальное решение о методе его последующей реновации , . В условиях МГУГ1 Мосводоканал проводились исследования по анализу зависимости интенсивности отказов трубопроводов от сезонов года. В частности, установлено, что сезон года не имеет значительного влияния на общее количество аварий, возникающих на всей системе трубопроводов Московского водопровода. В зимние и осенние месяцы наблюдается увеличение числа повреждений на стальных и чугунных трубопроводах, вызываемых резкими перепадами температуры наружного воздуха и проявляемых в нарушениях стыковых соединений. Но, вместе с тем, уменьшается количество повреждений труб, связанных с перемещением грунта. Это и приводит к тому, что в целом по системе существенного изменения числа повреждений в зависимости от сезонов года не наблюдается. Наиболее сложной оказывается связь между интенсивностью отказов, сроками укладки, материалом и величиной диаметра трубопровода. По мнению автора диссертации эти вопросы возможно решить только при оценке влияния на действующий трубопровод всех дестабилизирующих факторов . Л по сему, исходя из особенностей строительства и эксплуатации подземных трубопроводов в г. Москве стесненные условия, большое насыщение подземного пространства коммуникациями, тяжелые грунтовые условия, наличие блуждающих токов и др. Как отмечалось выше, напорные водоотводящие трубопроводы являются наиболее слабым и уязвимым звеном в системе канализации Москвы. Все это приводит к снижению их срока службы по сравнению с нормативными и повышению интенсивности отказов. Сложившиеся в прежнее время требования директивных органов о преимущественном использовании стальных трубопроводов полностью коснулось и Московской канализации , напорные трубопроводы которой на ,5 представлены стальными трубами. На настоящий момент общая протяженность трубопроводов напорной канализации города составляет 1, км. Значительная часть стальных трубопроводов напорной канализации Москвы проложена в промышленных зонах, вблизи железных дорог, трамвайных путей, линий метрополитена, т. В свою очередь грунтовые условия прокладки трубопроводов во многих районах города характеризуются высокой коррозионной активностью грунтов. Эти факторы, а также значительный износ трубопроводов большинство из которых отслужили установленный нормами срок службы приводят к высокому риску аварий на трубопроводах и необходимости значительной интенсификации работы эксплуатирующего сети персонала. Основным способом противокоррозионной защиты подземных металлических трубопроводов Московской канализации является изоляция трубопроводов в сочетании с электрохимической катодной защитой . В настоящее время в системе напорной канализации эксплуатируется более 0 станций катодной защиты СКЗ, однако степень защиты трубопроводов оценивается как недостаточная и не позволяет обеспечить их полную защиту от коррозионных повреждений. По протяженности напорные трубопроводы условно разделяются на трубы малого диаметра мм 1,9 км ,5 общей протяженности среднего диаметра мм 1 км общей протяженности большого диаметра 0 мм 0,4 км ,4 общей протяженности. Наибольшую протяженность составляют трубы диаметром мм, протяженность которых составляет более 0 км. Ниже представлены основные сведения по напорным водоотводящим трубопроводам, эксплуатируемым МГУП Мосводоканал. Таблица 1.