Ток, звук и роботы: как предупреждают аварии на сетях

Согласно актуальной схеме теплоснабжения, общая протяженность тепловых сетей Петербурга составляет около 4700 км в двухтрубном исчислении. Для города характерна разветвленная система внутриквартальных сетей с диаметром труб менее 200 мм, а максимальный диаметр магистральных тепловых сетей на территории Петербурга составляет 1400 мм. К крупнейшим теплоэнергетическим компаниям относятся ГУП «ТЭК Санкт-Петербурга» («ТЭК СПб»), на балансе которого находится около половины городских теплотрасс, а также АО «Теплосеть Санкт-Петербурга», ответственное приблизительно за 25% сетей.

«Сегодня уровень износа тепловых сетей в зоне ответственности ГУП «ТЭК СПб» составляет около 20%. Однако есть районы, где доля трубопроводов, отработавших с превышением нормативного срока службы в 25 лет, приближается к 50%», – рассказал главный инженер ГУП «ТЭК Санкт-Петербурга» Сергей БАБУШКИН.

В 2016 году в зоне ответственности ГУП «ТЭК СПб» было зафиксировано 4220 случаев отключения отопления из-за повреждений теплосетей против 4582 годом ранее, и положительная тенденция пока сохраняется. «В 2017 году по сравнению, например, с 2015 годом количество дефектов сократилось на 28% – при том что протяженность тепловых сетей выросла примерно на 3% за счет принятия на баланс предприятия бесхозных коммуникаций или сетей от других собственников – организаций-банкротов, а также ведомств, которые не могут более содержать тепловые сети, – говорит господин Бабушкин. – Как правило, вновь принимаемые объекты находятся в плохом техническом состоянии и требуют тщательного обследования, наладки и ремонта или полной реконструкции».

Ни один из известных методов дефектоскопии, взятый в отдельности, не позволяет получить абсолютно достоверного результата о состоянии подземного трубопровода тепловой сети

По его оценке, специалисты предприятия добились и сокращения периода устранения технологических нарушений на теплосетях. Сейчас этот показатель составляет в среднем около 6 часов при нормативе 10 часов.

Что касается АО «Теплосеть Санкт-Петербурга», то в компании говорят о незначительном увеличении количества дефектов. «В целом по предприятию повреждаемость в отопительный сезон 2017–2018 годов (данные с сентября по январь) выросла на 3% в сравнении с аналогичным периодом 2016–2017 годов», – сообщил главный инженер АО «Теплосеть Санкт-Петербурга» Алексей ВОДОЛАЗКО. Он уточнил, что 90% технологических нарушений возникает из-за воздействия наружной коррозии.

«Необходимо также учитывать и технические решения 90-х годов, когда работы по капитальному ремонту и реконструкции тепловых сетей проводились в недостаточных объемах и с низким качеством. Трубы прокладывались прямо в грунте, без специальных каналов. Бесканальная прокладка в сочетании с объективно высоким уровнем грунтовых вод в Петербурге существенно снижает ресурс трубопроводов», – отметил собеседник журнала.

Помимо «ТЭК Санкт-Петербурга» и «Теплосети», в Петербурге работают около 150 теплоснабжающих организаций, и в целом в отопительный сезон 2016–2017 годов было зафиксировано снижение количества технологических нарушений на теплосетях на 9%, говорится в материалах комитета по энергетике и инженерному обеспечению.

Замеры

Определение толщины стенки трубопровода при помощи ультразвукового толщинометра на фрагменте старой прогнившей дефектной трубы

«Теплоснабжающими организациями особое внимание было уделено ликвидации выявленных потенциально опасных участков тепловых сетей. В межотопительном периоде по всем таким участкам была проведена экспертиза промышленной безопасности, выполнены работы по устройству временных тепловых сетей, проведен выборочный капитальный ремонт ветхих трубопроводов. Это позволило повысить надежность теплоснабжения до вывода этих трубопроводов в реконструкцию», – констатирует ведомство.

От осмотров до тепловизоров

Чтобы минимизировать количество аварий, теплоснабжающие организации практикуют различные способы диагностики, начиная от визуальных осмотров трубопроводов, которые регулярно проводят бригады специалистов, а также температурные и гидравлические испытания. «График обходов предполагает еженедельный осмотр каждого участка тепловой сети – это около 30 обходов в день, – рассказывает Сергей Бабушкин. – При этом проверяется наличие и сохранность тепловых сетей; исправное состояние перекрытий, горловин и стен колодцев, редукторов и арматуры; наличие в исправном состоянии крышек люков; плотность установленного в тепловых камерах и павильонах оборудования и всех соединений трубопроводов с устранением протечек и парения; теплотрассы инспектируются на предмет протечек, провалов и парения, а также загромождения посторонними предметами».

По его словам, испытания на максимальную температуру теплоносителя проводятся раз в пять лет. Кроме того, в период между отопительными сезонами ежегодно проходят гидравлические испытания труб на плотность и прочность.

Аналогичные меры предпринимает и «Теплосеть». «В своей производственной деятельности компания реализует целый комплекс мероприятий, направленных на поддержание и совершенствование эксплуатации тепловых сетей: программы капитального ремонта и реконструкции; проведение диагностики, испытаний на максимальную температуру, прочность и плотность для выявления наиболее изношенных участков; проведение объездов для визуального контроля; строгое соблюдение правил технической эксплуатации трубопроводов», – сказал Алексей Водолазко.

Говоря о внутритрубной диагностике, он подчеркнул, что максимальный эффект может обеспечиваться за счет применения нескольких методов в совокупности: «В настоящее время ни один из известных методов дефектоскопии, взятый в отдельности, не позволяет получить абсолютно достоверного результата о состоянии подземного трубопровода тепловой сети. Компания постоянно ведет работу по поиску новых эффективных методов диагностики тепловых сетей и оптимизации уже применяющихся».

По трубе пропускается переменный электрический ток и измеряется распределение переменного магнитного поля внутри трубы. Амплитуда магнитного поля тем больше, чем больше размеры дефекта

В частности, «Теплосеть» дополнила технологию контроля гидродинамической промывкой внутренней поверхности трубопроводов, которая позволяет очистить их от отложений и грязи, повысив точность измерений. Кроме того, была доработана пороговая чувствительность датчиков ультразвукового контроля, а также повышена надежность узлов и агрегатов внутритрубного дефектоскопа. Дальность диагностики возросла до 250 м с перспективой увеличения до 500 м.

Главный инженер «ТЭК СПб» сообщил, в свою очередь, что предприятие сегодня активно использует ультразвуковую и магнитопорошковую дефектоскопию, а также виброизмерительные приборы, шумомеры и тепловизоры. По его оценке, тепловизионное обследование, фиксируя тепловое излучение, позволяет выявить практически все разновидности дефектов трубопроводов: от скрытых утечек теплоносителя и неисправности запорной арматуры тепловых камер до неполадок в работе дренажной системы и нарушения изоляции труб. Интенсивность и форма теплового потока свидетельствуют о виде технологического сбоя.

«Специалисты ГУП «ТЭК СПб» считают тепловизионную аэрофотосъемку одним из наиболее экономически эффективных специальных диагностических мероприятий. Применение тепловизионной аэрофотосъемки позволяет очень точно предупреждать потенциальные дефекты», – отметил Сергей Бабушкин.

Инновационная диагностика

Для расширения возможностей внутритрубной диагностики теплоснабжающие предприятия внедряют и инновационные методы. Так, «Теплосеть Санкт-Петербурга», посчитав ультразвуковые технологии недостаточно эффективными при наличии коррозии на внутренней поверхности трубопроводов, разработала новый метод контроля, который обеспечивает сплошное сканирование теплотрассы по всей длине. «Он позволяет определить дефекты через фактический слой отложений высотой до 15 мм, а также площадную и язвенную коррозию на внешней и внутренней поверхности, в том числе сквозную, – уточняет господин Водолазко. – В настоящее время диагностическое оборудование представляет собой сменные модули визуально-измерительного и магнитного контроля, устанавливаемые на внутритрубный дефектоскоп. Он обеспечивает доставку диагностического оборудования в зону контроля, перемещение и круговое вращение модулей контроля относительно оси внутри трубопровода».

Приборы

Производимый специалистами ГУП «ТЭК СПб» постоянный мониторинг физико-химических параметров горячей воды — одно из средств контроля состояния тепловых сетей

ГУП «ТЭК Санкт-Петербурга», со своей стороны, использует еще более широкий спектр современных форм диагностики теплотрасс. «Отдельной строкой в программах диагностики тепловых сетей стоит тестирование и пилотное внедрение технологических инноваций, которое активно проводится в рамках совершенствования научно-технической базы ГУП «ТЭК СПб», патентного поиска и НИОКР. Это сотрудничество сразу с несколькими пионерами технических разработок для нужд инженерно-энергетического комплекса: компанией «Диаконт», АО «ЮНИКОН-ЗСК», ООО «ИнКонСтрой», – отмечает Сергей Бабушкин.

По его словам, «Диаконт», в частности, выполняет работы по внутритрубной диагностике и санации трубопроводов в рамках пилотного проекта: «По трубе пропускается переменный электрический ток, и измеряется распределение переменного магнитного поля внутри трубы. Амплитуда магнитного поля тем больше, чем больше размеры дефекта. В отсутствие дефектов магнитное поле равно нулю».

АО «ЮНИКОН-ЗСК» осуществляет диагностику тепловых сетей методом акустического резонанса при помощи внутритрубного диагностического снаряда, а ООО «ИнКонСтрой» обеспечивает непрерывный мониторинг состояния тепловых сетей в онлайн-режиме с помощью акустических датчиков, которые при возникновении технологических нарушений автоматически передают тревожный сигнал диспетчеру ГУП «ТЭК СПб».

Кроме того, на техническом совете ГУП «ТЭК СПб», который состоялся в декабре, были представлены перспективные разработки петербургского НПО «Октанта», которое проектирует оборудование для бесконтактного неразрушающего контроля. Один из приборов базируется на технологии бесконтактного возбуждения ультразвуковых волн при помощи электромагнитно-акустического преобразования (ЭМАП) и позволяет измерять толщину металла сквозь слой краски, грязи, ржавчины и даже изоляции, что принципиально для диагностики технического состояния трубопроводов. «Прибор, внешне напоминающий считыватель автобусного кондуктора или мобильный банковский терминал, был специально разработан для диагностики металлоконструкций, подверженных сильной коррозии. Устройство вызвало большой интерес у специалистов филиала тепловых сетей, они готовы начать опытную эксплуатацию прибора в ближайшее же время», – говорит Сергей Бабушкин.

Также специалисты «ТЭК СПб» оценили диагностический комплекс для трубопроводов небольших диаметров 200–400 мм. Этот робот состоит из трех секций, оснащенных шестью видеокамерами, работающими в режиме быстрого перемещения, а также системой сплошного магнитного контроля и бесконтактным ультразвуковым толщиномером. К месту проведения диагностики его доставляет автолаборатория. «Робота можно загрузить в трубопровод через разрез – шурф или тепловую камеру, – рассказывает Сергей Бабушкин. – После загрузки он начинает движение внутри трубы, изгибаясь, как змея, в местах изгибов и отводов, и может «отплозти» на расстояние до 250 м. При этом внутри автолаборатории на экране мониторов в режиме реального времени отображается информация о состоянии трубопровода. Производительность робота-«змеи» составляет до 60 м в час, он не боится шламовых отложений, тройников и отводов, вертикальных труб. Кроме того, производители говорят о невысокой стоимости контроля».

По словам собеседника издания, эту разработку предполагается испытать на тепловых сетях ГУП «ТЭК СПб» после завершения текущего отопительного сезона.

КОЛОНКА ЭКСПЕРТА

Сергей ТрощенковСергей Трощенков, генеральный директор ООО «МегаМейд Проект»

[ Для того чтобы упростить диагностику тепловых сетей на этапе эксплуатации, важно заложить такую возможность еще на этапе проектирования. И здесь на помощь приходят современные технологии. В частности, система оперативно-диагностического контроля (ОДК). При увлажнении изоляции на участке трубопровода система подает диспетчеру сигнал о возможном дефекте, что позволяет в разы уменьшить время обнаружения аварийных участков, а также предотвратить несчастные случаи, связанные с прорывом теплотрасс. К слову, в последней редакции Свода правил есть требование проектировать тепловые сети только с системой ОДК. Этого же требования придерживается и ГУП «ТЭК СПб».

Также важным фактором является использование при проектировании бесшовных труб. Отсутствие шва на таких трубопроводах означает существенное уменьшение площади возможного возникновения коррозии, которая образуется в основном в местах швов и стыков. А коррозия, как справедливо заметили коллеги из АО «Теплосеть Санкт-Петербурга», – основная причина протечек и разрушений металлических труб. Стоит отметить, что Комитет по энергетике и инженерному обеспечению Санкт-Петербурга издал распоряжение использовать для проектирования магистральных тепловых сетей только бесшовные трубы.

Важное значение также имеет применение при проектировании внутриквартальных тепловых сетей труб из структурированного полиэтилена. Причем труб российских производителей. Трубы из структурированного полиэтилена не подвержены коррозии, обладают низкой теплопроводностью, а значит, меньшими теплопотерями, имеют срок службы до 50 лет, что в два раза выше, чем для стальных труб.

Проектируя трубопроводы с использованием технологических новинок сегодня, мы обеспечиваем безаварийную работу тепловых сетей завтра.

http://stroypuls.ru/energetika/143367/