Пути снижения аварийности на теплотрассах и инженерных сетях предприятий

Почти половина всех тепловых сетей в республике (общая их протяженность 8200 км в двухтрубном исчислении) имеет срок эксплуатации свыше 15 лет и значительную изношенность. Свыше 60% подземных теплопроводов проложены в переувлажненных грунтах, что при плохой гидроизоляции традиционных подземных каналов приводит к постоянному их затоплению дождевыми, талыми и грунтовыми водами, а зачастую водами водопроводных и других трубопроводов, находящихся рядом с теплотрассой. На коррозионные процессы влияет также агрессивное воздействие таких факторов, как наличие агрессивных газов в воде (кислород, окись углерода), блуждающие токи.

Это вызывает активную коррозию наружной поверхности стального трубопровода. Скорость коррозии на некоторых участках достигает величины выше 1 мм/год, что приводит к выходу из строя отдельных участков теплопроводов уже через 5-7 лет. Широко применявшаяся в советские времена технология теплогидроизоляции трубопроводов (отечественная минвата с наружным покрытием асбоцементной коркой по металлической сетке или стеклотканью) оказалась малоэффективной. Анализ разрывов трубопроводов теплосетей в отопительный период показывает, что наружная коррозия стальных труб является причиной 80-85% всех аварий на теплотрассах. Например, на теплосетях концерна “Белэнерго” ежегодно фиксируется по 15-20 аварийных отключений за отопительный сезон.
Решением проблемы стало начало внедрения в нашей стране технологически более совершенных систем трубопроводов, в первую очередь — трубопроводов, предварительно теплогидроизолированных пенополиуретаном, обладающих уникальными характеристиками: теплопотери — 2-4%, долговечность — до 30 лет, снижение затрат на строительство по сравнению с традиционными трубопроводами — в 3 раза, эксплуатационных расходов — в 9 раз. Так, только на балансе концерна “Белэнерго” сегодня уже более 47 км теплотрасс, смонтированных с применением ПИ-труб.
К сожалению, отечественные заказчики, использующие в процессе строительства или реконструкции трубопроводов предизолированные трубы, упускают из виду тот факт, что указанные показатели ПИ-труб могут быть достигнуты при наличии всех элементов конструкции, в число которых входит система оперативного дистанционного контроля (ОДК) состояния изоляции, которая обеспечивает диагностику трубопровода на протяжении всего времени его эксплуатации, а в случае аварии или разрыва на трассе — оперативное и точное обнаружение ее места.
Несмотря на то, что действующие “Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды” (МНПА ГПАН — 5.18, утв. Приказом МЧС и Минтруда РБ 30.11.1998г.) прямо указывают на обязательное оснащение всех трубопроводов подземной прокладки, монтируемых с применением ПИ-труб, системами оперативного дистанционного контроля (ОДК) состояния изоляции.
На практике это требование не выполняется. На сегодняшний день в республике практически нет подобных систем, которые бы функционировали в полном объеме.
Это приводит к уменьшению срока службы трубопроводов, снижению надежности теплотрасс, возникновению аварийных ситуаций, и как следствие, — к дискредитации всей конструкции трубопроводов, выполненных из ПИ-труб.
В числе причин такой ситуации отнюдь не только финансовые вопросы. К сожалению, сказывается как существование “упрощенного” подхода к вопросу прокладки трубопроводов из предизолированных труб и незнание проектными организациями норм проектирования систем ОДК, так и отсутствие однозначного понимания вопроса и согласованных действий заинтересованных сторон — проектных и контролирующих организаций, производителей и заказчиков. Различна даже терминология нормативных документов, которая касается систем ОДК.
Сказывается и относительная дороговизна измерительных и контрольных приборов, используемых в системах контроля, которые в состоянии приобрести далеко не каждая организация, имеющая у себя на балансе трубопроводы (пример: стоимость импульсного рефлектометра — 2-5 тыс. долларов).
В этом плане весьма интересен опыт Москвы, где функция контроля над состоянием теплотрасс возложена организациями, имеющими их на балансе, на единый центр. Последний не только собирает и анализирует информацию о состоянии трасс и определяет точные места разрывов и аварий (передавая эту информацию заказчику), но и осуществляет независимую диагностику состояния трубопроводов, контролирует качество их монтажа и т.д. Именно эта модель, на наш взгляд, наиболее оптимальна и для Беларуси.

Принцип работы систем ОДК
Система ОДК включает в себя контрольно-измерительные приборы, соединительные элементы (коробки, кабели, терминалы и т.д.) и контролируемую линию (электрическую цепь).
Принцип действия систем ОДК основан на эффекте изменения электрического сопротивления изоляции при намокании. Электрическая цепь образуется двумя проводами, расположенными в изоляционном слое, и стальной трубой.
Вышеуказанные провода монтируются в пенополиуретане — изоляционном слое предизолированной трубы и образуют сигнальную цепь определенной длины. Контрольный прибор постоянно сравнивает электрическое сопротивление изоляции (падение напряжения) с заданным пороговым. При изменении сопротивления изоляции выдается световой и звуковой сигнал, который сигнализирует об аварии.
По принципу действия системы ОДК делятся на аналоговые (типа BRANDES, ТВЭЛ), и импульсные (АВВ, Nordik, ВЕКТОР). Особенность систем ОДК в том, что будучи даже одного типа, они существенно различаются между собой, комплектующие этих систем не взаимозаменяемы. При проектировании, монтаже и эксплуатации необходимо использовать систему ОДК одного производителя.
В результате сравнения возможностей различных типов систем ОДК, проведенного специалистами предприятия "Сармат", было отдано предпочтение импульсным системам. По сравнению с аналоговыми системами они диктуют более высокие требования к монтажу и уровню подготовки обслуживающего персонала, однако эти недостатки с лихвой перекрываются следующими преимуществами:
— более высокой точностью определения места аварии при любом характере повреждения (обрыв провода, короткое замыкание, утечка и т.д.);
— возможностью (в отличие от аналоговых систем) определения мест аварий при одновременном их возникновении в нескольких местах, оценки степени и характера повреждения;
— возможностью документирования, сравнения и отслеживание состояния изоляции трубопровода во времени;
— возможностью совместной работы с компьютером;
— высокой помехозащищенностью (при использовании современных приборов).
При выполнении функции локализации места аварии в этой системе используется принцип локации (метод отражения импульсов), который позволяет определить расстояние до места повреждения по временной задержке отраженного импульса относительно зондирующего.
Использование данного метода на практике более удобно в импульсной системе ОДК, чем в аналоговой, поскольку для этого достаточно доступа только с одного конца трубопровода.

Разработки “Сармата” в области систем ОДК
В текущем году специалистами предприятия "Сармат" разработана собственная система ОДК импульсного типа, в которой применяются импульсные рефлектометры российского производства “Рейс-105Р”. Данная система позволяет решать следующие задачи:
— осуществлять постоянный контроль над состоянием ППУ изоляции всех элементов трубопровода, диагностику трубопровода на протяжении всего времени его эксплуатации;
— контролировать качество монтажа трубопроводов (контроль стыков);
— определение места нарушения свойств ППУ изоляции, оценку степени и характера повреждения;
— документировать состояние изоляции и его изменения во времени, автоматизировать этот процесс;
— помогать в выработке решения обслуживающим персоналом в аварийных ситуациях.
Уже сегодня специалисты "Сармата" готовы обеспечить внедрение данных систем в республике, выполняя функции диагностики состояния изоляции трубопровода на протяжении всего времени работы, документирования результатов контроля и создания банка данных на трубопроводы на всей территории РБ, выполненные из ПИ-труб с системой ОДК.
Для оказания помощи заинтересованным организациям специалистами предприятия "Сармат" в настоящее время разрабатывается Временная инструкция по монтажу и проектированию системы оперативного дистанционного контроля (ОДК) импульсного типа, а также Инструкция по приемке в эксплуатацию трубопроводов теплосетей, выполненных из ПИ-труб, оснащенных системой ОДК импульсного типа.

Анатолий ЗАЙЦЕВ, ведущий специалистпредприятия "Сармат"