Размещено на http://www.allbest.ru/

Опыт применения метода акустической диагностики трубопроводов тепловых сетей

Введение

На балансе участка тепловых сетей (УТС) «Ново-Иркутской ТЭЦ» находится около 450 п км трубопроводов тепловых сетей (ТС). Мы считаем, что для эффективной и безопасной эксплуатации системы теплоснабжения необходимо знать фактическое состояние трубопроводов ТС.

Поэтому в 2006 г. нами была приобретена технология акустической диагностики (акустической томографии) трубопроводов ТС, которая включает в себя регистрирующий прибор «Век-тор-САР» и программное обеспечение для обработки результатов. Выбор для покупки данной системы был обусловлен не только «рекламным» представлением возможностей обнаружения, определения местоположения и уровня аварийно-опасности дефектов на трубопроводах ТС, но и отзывами организаций, уже применяющих систему.

В данной статье мы хотели бы поделиться с читателями некоторыми результатами применения технологии акустической диагностики трубопроводов.

Для контроля за техническим состоянием трубопроводов ТС наше подразделение диспетчерской службы УТС также оснащено и другим современным оборудованием: корреляционный течеискатель FUJI LC-2500 (Япония), тепловизионная камера InfraCam, трассопоисковый комплект RD-4000, средства неразрушающего контроля и т.д.

Большинство течей оба прибора (FUJI LC-2500 (Япония) и «Вектор-САР») обнаруживают практически одинаково, в качестве примера на рис. 1 показано типичное представление течи, обнаруженной с помощью технологии акустической диагностики. Правда, приоритетом обладает все-таки японский прибор ввиду того, что он более удобен в эксплуатации, т.к. позволяет быстро и оперативно (без обработки данных на ноутбуке) получать информацию на месте проведения работ.

Об опыте применения акустической диагностики

Однако использование прибора «Вектор-САР» является более эффективным. На рис. 2 представлены результаты работы по обнаружению течи на трубопроводе Ду 300. По факту на обратном трубопроводе было обнаружено две течи: на отметках 12 и 18 м.

Течь на отметке 12 м «проработалась» четко.

Сигнал от течи на отметке 18 м зарегистрирован, но, согласно инструкции по анализу полученных данных, в рассмотрение не взят. Вполне возможно, что это связано с характером истечения воды - малая интенсивность водоизлива плюс «стесненные» условия истечения через тепловую изоляцию (см. рис. 2б)

Следующий интересный случай. Осуществляя акустическую диагностику (используя программу «Диагностика») трубопровода Ду 500 (плановые работы по исследованию технического состояния трубопровода), результаты обработки указали на наличие дефекта аварийного уровня на обратной трубе на отметке 30 м (рис. 3а).

Тут же данная запись акустических сигналов была обработана с помощью программы «Течь», что подтвердило наличие течи на указанной отметке (рис. 3б).

По результатам акустической диагностики было обращено внимание на то, что в окрестности течи труба имеет дефекты критического уровня, начиная с отметки 12 м. Поэтому было принято решение осуществить вскрытие трубопровода на интервале 12-30 м.

По факту на обратном трубопроводе было три течи: отметка 30 м - обнаруживается корреляционными течеискателями; отметки 15 и 16,5 м (рис. 3в и 3г) - только указание о дефекте критического уровня по результатам диагностики.

Данный пример наглядно показывает практическую эффективность использования программы «Диагностики» наряду с программой течеискания «Течь».

В заключение рассмотрения аварийных работ по обнаружению мест истечения теплоносителя, следует отметить, что не всякая течь обнаруживается. Это связано не только с размером течи (рис. 3в и 3г), но и с характером истечения воды, а также с заиливанием канала.

Основной целью приобретения технологии акустической диагностики являлось получение необходимой информации о фактическом техническом состоянии трубопроводов ТС, на основании которой можно было бы эффективно планировать проведение ремонтных работ.

Приступив к использованию технологии, мы в первую очередь обращали внимание на то, на сколько совпадают результаты диагностики по обнаружению дефектов с их фактическим наличием и уровнем аварийно-опасности. Один из примеров приведен на рис. 4.

Помимо обнаружения мест с повышенными напряжениями на трубе, которые, согласно описания метода, в 70-80% случаев обусловлены утонением стенки трубы за счет наружной коррозии (см. верхний график на рис. 4а, рис. 4б), предложенный метод диагностики позволяет получить информацию и о наличии мест, где труба подвержена значительной внутренней коррозии (см. нижний график на рис. 4а, рис. 4в и 4г).

Возможность обнаружения мест с «перегрузкой» трубы иллюстрируют данные, приведенные на рис. 5. Диагностика показала наличие одного критического дефекта на подающем трубопроводе на отметке 40 м (рис. 5а). Осуществив шурфовку в этом месте, было обнаружено, что труба «соскользнула» со скользящих опор и уперлась в стену канала (рис. 5б). Толщина стенки трубы в этом месте составляла 7,2 мм.

На основании этой информации было проведено обследование ближайшего к этому участку компенсатора, которое показало, что сальниковый компенсатор «закусило».

Таким образом, результаты диагностики позволили выявить разрушение конструктивного элемента трубопровода и изменение условий его эксплуатации, что в дальнейшем могло привести к аварии. Были проведены соответствующие ремонтные работы.

Кроме заявленных в описании параметрах аварийно-опасности, метод акустической диагностики позволяет получить информацию и о вибрации трубы на участке теплосети. Представленные на рис. 6 результаты указывают на дефектный интервал на отметке 50-60 м (см. 1 нижний график на рис. 6а).

Верхний график на рис. 6а, отображающий вибрацию трубопровода на участке, указывает на то, что в районе дефекта труба сильно вибрирует (отметка 52 м).

По факту на интервале 50-60 м труба имела значительные коррозионные повреждения, которая затем была заменена; а скользящая опора на отметке 52 м была разрушена: «сгнила» подложка (рис. 6б).

В начале отопительного сезона 2007-2008 гг. перед лабораторией диагностики была поставлена задача обследовать трубопровод Ду 800 «подвешенный» под мостом через р. Ангара, который находился в эксплуатации 27 лет. Осуществив диагностику, произвели вскрытие теплоизоляции в местах, отмеченных как критические дефекты, и сразу же обнаружили предаварийный дефект, где труба «мокрела» и «парила» (рис. 7), т.е. до крупной аварии оставалось совсем немного времени.

Всего на этом участке магистрального трубопровода ТС длиной 700 п м (прямая + обратная)

было вскрыто от изоляции с проведением замеров толщины стенки трубы 20 мест. В 7 точках остаточная толщина стенки составляла 1,6-6 мм при исходной толщине 12 мм (имелись трудности по обнаружению места с максимальным утонением стенки трубы).

При этом данный трубопровод успешно прошел гидравлические испытания в межотопительный период. Это еще раз подтверждает, что гидравлические испытания не выявляют реального состояния трубопроводов, а только лишний раз подвергают его избыточным нагрузкам, ухудшая прочностные характеристики металла трубопроводов.

По результатам диагностики и инструментального контроля толщины было принято решение осуществить профилактические ремонтные работы (врезка катушек) и продолжить эксплуатацию трубопровода на данном участке. Повторную диагностику провести в конце осенне-зимнего периода 2007-2008 гг. акустический томография коррозия трубопровод

Также в рамках данной статьи нам хотелось бы отметить и минусы при использовании прибора «Вектор-САР». К ним можно отнести невозможность диагностирования трубопроводов в ППУ изоляции (рекомендации со стороны разработчика не представлены), практическое отсутствие возможности определения единичной язвенной коррозии, а также зависимость точности определения наличия критических и докритических дефектов от опыта оператора.

Для наиболее достоверной диагностики состояния трубопроводов необходимо иметь точную исполнительную документацию, а также уточненную схему теплосети, полученную с помощью трассопоискового комплекта. При этом наряду с методом акустической диагностики мы рекомендуем проводить визуально-измерительный контроль и толщинометрию металла трубопроводов, а также контрольные шурфовки.

В целом применение акустического метода позволило нам более аргументировано осуществлять планирование проведения капитальных ремонтов (перекладок). В будущем с применением акустической диагностики мы планируем отказаться от температурных и гидравлических испытаний ТС, тем самым увеличив рабочий ресурс трубопроводов и сократив до минимума время летних отключений горячей воды у потребителей.

Размещено на Allbest.ru