Комплексная диагностика коррозионного состояния теплопроводов

5

Размещено на http://www.allbest.ru/

Комплексная диагностика коррозионного состояния теплопроводов

Академик АЖКХ В.В. Притула,

академики АЖКХ Б.Л. Рейзин, А.Ф. Манулов, В.А. Тихонов.

Подземные городские трубопроводы подвержены сильному риску коррозионного разрушения, вызванного множеством разнообразных причин: влиянием агрессивного грунта, воздействием постоянных блуждающих токов, индуцированными переменными токами от высоковольтных кабелей и т.д. В наибольшей степени опасность такого разрушения появляется на теплопроводах, где скорость подземной коррозии значительно возрастает за счет высокой температуры теплоносителя.

Имеющаяся противокоррозионная защита теплопроводов во многих случаях не в состоянии предотвратить их аварийные отказы. Противокоррозионные покрытия легко подвергаются деструкции и быстро стареют. Материалы тепловой изоляции весьма гигроскопичны. Адсорбировав почвенный электролит, они сами становятся источником коррозионной опасности. Электрохимическая защита, которая могла бы облегчить ситуацию и продлить межремонтные сроки на наиболее опасных коррозионных участках, на теплопроводах практически отсутствует.

В такой ситуации особо важную роль приобретает периодическая комплексная коррозионная диагностика, которая позволяет вовремя выявлять участки, находящиеся в предаварийном состоянии, и предупреждать их разрушение путем ремонта или своевременной замены.

Технологическая методика комплексной коррозионной диагностики, разработанная Академией коммунального хозяйства, ВНИИСТом и НПК "Вектор", включает три основных операционных процесса: поиск мест развивающихся дефектов труб, анализ кинетики процессов их коррозионного разрушения и оценку прочностного состояния и гарантированного безаварийного остаточного ресурса поврежденных коррозией участков теплопроводов.

Первая из этих операций выполняется по специальной технологии анализа акустических сигналов, генерируемых коррозионными дефектами. При этом выявляемые дефекты идентифицируются по месту их расположения и степени опасности. Первоначально классифицируются два вида подтверждений - критические дефекты, где утонение стенки труб привело к их остаточной толщине менее 40% от первоначальной величины, и докритические дефекты, где остаточная толщина стенок труб составляет менее 60%.

Вторая операция включает комплекс электрических измерений потенциалов теплопроводов относительно окружающей среды, градиентов потенциалов как в самих теплопроводах, так и в грунте на их трассе, а также напряженности индуцированных полей, вызванных внешним влиянием посторонних соседних сооружений (одно защищенных газопроводов, силовых кабелей и т.д.), особенно, если они имеют заземленные источники электроэнергии.

Третья операция проводится непосредственно на трассе теплопровода в контрольных шурфах, открытых в местах наибольших коррозионных повреждений стенок труб. Места для шурфования выбирают на основании сопоставления результатов диагностических работ по первым двум операциям. В контрольных шурфах методами приборного неразрушающего контроля, включая ультразвуковую толщинометрию, непосредственно оценивают коррозионное состояние стенок труб (величину коррозионного износа), их остаточную толщину и размеры коррозионных повреждений.

Практическую проверку описанной технологической методики комплексной коррозионной диагностики проводили на тепловых сетях г. Выборга. Один из диагностированных участков, между тепловыми камерами 12 и 14, в районе Юго-Восточной котельной МУП ТС оказался в наиболее тяжелом состоянии. Схематическое представление результатов акустической диагностики этого участка протяженностью 140 м показано на рис.1. Две трубы диаметром по 500 мм были уложены бесканальной прокладкой в 1984-1985 гг. До настоящего времени здесь неоднократно возникала необходимость аварийной замены труб. За последние три года на участке произошло девять коррозионных сквозных разрушений.

Комплекс электрометрических работ на трассе позволил выявить истинные причины столь тяжелой коррозионной ситуации. Наиболее неблагоприятную роль в ней играл газопровод с катодной защитой, который под прямым углом пересекал трассу теплопровода. Как показали замеры, этот газопровод создавал в земле электрическое поле с током до 1500 мА, 30 % которого сначала натекали на теплопровод, а затем утекали из него обратно в грунт, вызывая сильное коррозионное разрушение при плотности коррозионного тока до 520 мА/м². О наличии такой коррозионной опасности свидетельствовали и собственные потенциалы теплопровода, которые в анодной зоне утечки блуждающих токов по абсолютной величине были на 100-200 мВ меньше естественного стационарного потенциала почвенной коррозии. Одновременно потенциальная диаграмма диагностируемого участка выявила места наиболее значительных повреждений изоляции, где могла протекать наиболее интенсивная коррозия труб. В этих местах были отобраны пробы грунта, в которых затем провели экспресс-оценку поляризуемости трубной стали. Результат этой оценки установил максимально возможную скорость почвенной коррозии теплопровода до 0,7 мм/год. Блуждающие токи могли увеличить эту скорость еще на 0,64 мм/год. Общие результаты электрометрических работ комплексной коррозионной диагностики показаны на рис. 2.

коррозионное состояние трубопровод ремонт

Для приборного контроля были определены три места контрольного шурфования. Все они выявили очень значительные коррозионные повреждения стенок труб.

На основании всех этих данных выполнили третью операцию по расчету гарантированного остаточного ресурса безаварийной работы труб на диагностированном участке теплопровода. Этот расчет показал, что средняя максимально возможная величина остаточного ресурса всего диагностированного участка составляет пять лет. При этом в наиболее опасных местах, выявленных диагностикой, аварийное разрушение может произойти уже через три с половиной года. В других опасных местах, где разрушено изоляционное покрытие теплопровода и отсутствует электрохимическая защита от подземной коррозии, любые гарантии надежной безаварийной эксплуатации заканчиваются не позднее, чем через шесть лет.

В заключение была проведена оценка достоверности выполненного прогноза изменения остаточного ресурса с доверительной вероятностью не менее 0,83. При достоверном определении скоростей коррозии до 90 - 95 %, которую обеспечивает опробованная технологическая методика, применение для неразрушающего контроля толщины стенок труб приборов с классом точности не хуже 0,5 позволяет гарантировать окончательную вероятность события коррозионного отказа не раннее установленных сроков остаточного ресурса на уровне 0,752, что соответствует допустимому риску вероятностной оценки.

Размещено на Allbest.ru