CC BY
44
Литература
1. Патент № 2437073 Российская федерация, МПК G01M17/06, B62D15/02. Способ диагностирования рулевого управления автотранспортных средств: № 2010109164/11 : заявл. 11.03.2010 : опубл. 20.12.2011 / Хабардин А.В. - 6 с.
2. Патент № 2234675 Российская федерация, МПК G01B5/24 G01M17/06. Способ измерения люфта в рулевом управлении транспортного средства и устройство для его осуществления: № 2001128263/11 : заявл. 18.10.2001 : опубл. 20.08.2004 / Попов В.В., Шабунин Н.А. - 6 с.
3. Патент № 2129712 Российская федерация, МПК G01M17/06. Способ контроля люфта в рулевом управлении транспортного средства и устройство для реализации способа: № 2002109887/11 : заявл. 27.08.1998 : опубл. 27. 04.1999 / Харазов А.М., Харланов А.И., Устинов С.Ю., Боева Т.Ф., Захарбеков Р.В.
4. Роговцев В.Л. Устройство и эксплуатация автотранспортных средств / В. Л. Роговцев, А. Г.
Пузанков, В.Д. Олдфильд. -4-е издание, стереотипное. - Москва : Транспорт, 1998. - 430 с.
5. Патент № 2457457 Российская федерация, МПК G01M17/06. Способ измерения суммарного люфта рулевого управления автотранспортного средства: № 2011111975/11 : заявл. 29.03.2011 : опубл. 27.07.2012 / Блянкинштейн И.М., Иванов В.И., Храмцов С.А., Храмцов Д.А. - 10 с.
6. Патент № 2295714 Российская федерация, МПК G01M17/06. Способ измерения суммарного люфта рулевого управления автотранспортного средства: № 2005120291/28: заявл. 29.06.2005 : опубл. 20.03.2007 / Тронин О.А., Блянкинштейн И.М., Комратов А.Н. -6 с.
7. Техническое обслуживание, ремонт и хранение автотранспортных средств : Кн. 1: Теоретические основы. Технология / В.Е. Канарчук, А.А. Лудченко, И.П. Курников, И.А. Луйк. - Киев : Выща шк., 1991. - 358 с.
8. Дитятьев О.В. Особенности диагностирования рулевого управления автомобилей / О.В. Дитятьев // Вюник машинобудування та транспорту. - 2021. -№2(14). - С. 18-24.
УДК 64.069
ИНЖЕНЕРНАЯ ДИАГНОСТИКА ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ: ИННОВАЦИОННЫЕ
МЕТОДЫ
И.К. Карловская1, И.Г. Картушина2
Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта (БФУ им. Канта),
Россия, 236041, г. Калининград, ул. А. Невского, 14.
Статья посвящена современным методам диагностики состояния тепловых сетей, необходимых для своевременного обнаружения аварийных участков трубопровода и замены поврежденных элементов, оценки технического состояния эксплуатации сетей, включения объектов в ремонтные программы и реконструкции. Также выявлены основные преимущества применения специальных способов диагностики и принципы их действия. Регулярный мониторинг состояния теплосетей включает различные способы: от визуальных до высокотехнологических методов исследования.
Ключевые слова: тепловые сети, течеискатели, методы диагностики, видеодиагностика, опрессовка
ENGINEERING DIAGNOSTICS OF HEATING NETWORKS: INNOVATIVE METHODS
I.K. Karlovskaya, I.G. Kartushina
The Immanuil Kant Baltic federal university (IKBFU), Russia, 236041, Kaliningrad, St. A. Nevsky, 14.
The article is devoted to modern methods of diagnostics of the state of thermal networks necessary for timely detection of emergency sections of the pipeline and replacement of damaged elements, assessment of the technical condition of network operation, inclusion of facilities in repair programs and reconstruction. The main advantages of using special diagnostic methods and the principles of their operation are also revealed. Regular monitoring of the state of heating systems includes various methods: from visual to high-tech research methods.
Keywords: heat networks, leak detectors, diagnostic methods, video diagnostics, crimping.
1Карловская Ирина Константиновна - студентка 4 курса направления подготовки 43.03.01 «Сервис», тел: 8-906-239-85-30, e-mail: irina.karlovskaya@yandex.ru;
2Картушина Ирина Геннадьевна -кандидат педагогических наук, доцент, тел.: 8-906-230-82-76,; e-mail: IKartushina@kantiana.ru.
Теплоснабжение - самый энергоёмкий и самый энергорасточительный сегмент национальной экономики. Создание в крупных городах систем централизованного отопления с десятками тысяч километров теплосетей - важное достижение ХХ века [2]. Основная задача тепловых сетей: сокращение расходов с повышением прочности трубопроводов и уменьшение тепловых потерь. Эффективность использования систем жизнеобеспечения людей во многом зависит от правильности инженерных решений. Грамотное проектирование системы отопления -основополагающее для создания комфортной жизни человека [3].
Экспертиза систем имеет большое значение, потому что часто возникают неполадки, решение которых требует привлечение к работе опытных специалистов. Также некоторые дефекты изначально могут быть не выявлены, поэтому используются различные методы диагностики для обнаружения и устранения любых поломок отопительных систем. Чаще всего, проверку теплосетей выполняют:
- При постоянном обслуживании оборудования;
- Перед отопительным сезоном;
- При возникновении аварийных ситуаций;
- Перед запуском новой тепловой сети;При снижении энергоэффективности теплосетей, возникающее в случае неравномерного доведения тепла к потребителям;
- При отклонении показателей приборов учета, которые регулируют работу всех инженерных коммуникаций.
При выборе метода диагностики тепловой сети учитывается диаметр и протяженность трубопровода, срок эксплуатации, глубина залегания и другие характеристики.
Рассмотрим основные инновационные методы инженерной диагностики.
Экспертиза трубопроводов тепловых сетей уменьшает риск возникновения аварий и тепловых потерь, помогает обнаружить дефекты и неисправности, а также найти пути решения выявленных проблем. Она включает различные виды мероприятий, которые позволят составить полную картину о состоянии и работоспособности систем отопления.
Подземная прокладка теплотрассы - комплекс сооружений, который труднодоступен и имеет большую протяженность при проведении
обследования. Для предотвращения повреждений используются как традиционные методы диагностики, так и инновационные.
1. Визуальный осмотр работоспособности технического оснащения, который приводит к предотвращению критических ситуаций, что немаловажно в зимний период, когда отключение всей системы отопления вызывает замерзание трубопровода.
Обход всех участков теплосети выполняется еженедельно бригадой рабочих (рис.1). Перед проведением работ они получают руководство по диагностике. Далее контролируется работоспособность трубопроводов: состояние запорно-регулирующей арматуры и отопительных приборов; плотность закрытия соединений теплосети; устранение неисправностей и возможных протечек; удаление посторонних предметов; очистка загрязнений.
Если были найдены мелкие дефекты или протечки, то зафиксированные проблемы устраняются на месте. Более сложные неисправности записываются в план проведения ремонтных работ. Для люка тепловой камеры обязательно устанавливается антивандальное запорное оборудование, чтобы защитить тепловые сети. Результаты проведения визуального осмотра отмечают в журнал обследования. По этим данных составляются акт инженерной диагностики и дальнейшие действия по реализации ремонта оборудования.
2. Тепловизионный метод - дистанционный осмотр в инфракрасном диапазоне (рис. 1). Он позволяет определить проблемные места, скрытые утечки, аномальное распределение температуры, повреждения в изоляции трубопровода и запорно-регулирующей арматуре, все недостатки в тепловой коммуникации. По форме теплового потока можно определить тип технологического сбоя.
Результаты получаются в виде термограмм, которые помогают выявить дефекты при минимальных затратах. Осмотр выполняется дважды в год - в начале отопительного сезона и перед окончанием. Данный метод является самым быстрым по поиску дефектов и предотвращению критических ситуаций.
3. Температурные испытания. Главная цель метода - обнаружить дефекты при повышении температуры теплоносителя до максимально возможного значения и понижении до первичных показаний на длительный период времени. Испытание проводится перед заверше-
нием отопительного сезона 1 раз в 5 лет. В результате обследуют возможность узлов тепловой сети удерживать изменение температурного режима без появления искажений.
4. Гидравлические испытания (опрессовка) - совокупность мероприятий, которые состоят
из промывания трубопровода, проверки и замены поврежденного оборудования. Это такой метод регулирования теплообеспечения, при котором происходит испытание приборов с помощью повышения давления (заполняется водой или воздухом). Такой процесс еще имеет название «испытание на прочность и плотность».
Рисунок 1 - Частичное нарушение теплоизоляции
Испытания следует проводить раз в год [1] по завершении отопительного сезона для того, чтобы обнаружить повреждения, дефекты. Важно, что при окончании промывки или при включении оборудования после продолжительной задержки систему подвергают испытаниям под давлением.
Системы считаются прошедшими проверку, если:
- Не выявлены утечки в нагревательном оборудовании трубопровода;
- При проведении испытаний давление не достигло отметки для водяных систем 0,02МПа за пять минут, для горячего водоснабжения 0,05МПа, пластмассовых трубопроводов 0,06МПа за полчаса.
Если системы не подходят под прописанные условия, то выявляются возможные утечки, потом проводят всю процедуру заново.
5. Корреляционно-акустическая технология необходима для быстрого поиска протечек в трубопроводах теплосети. Данный метод позволяет с высокой точностью обнаружить место повреждения и провести необходимые ремонтные работы, помогает значительно уменьшить количество протечек, делает возможным уменьшение затрат на обслуживание трубопровода.
Для применения технологии используются течеискатели - мобильные микропроцессорные устройства, которые в короткие сроки позволяют обнаружить серьезные места протечки на трубопроводе, а также применяются
при профилактическом осмотре. Принцип действия корреляционно-акустического способа такой (рис. 2): выполняют визуальный осмотр технических колодцев на возможность очистки от загрязнений, коррозии и снятии изоляции с части трубопровода. Наличие песка, грязи, коррозии приведет к существенному снижению чувствительности течеискателя, что может привести к невозможности найти место утечки. Затем устанавливают 2 виброакустических датчика на концах участка трубопровода, который подлежит проверке. Чаще всего на поверхность трубы или на запорно-регулирующую арматуру.
Датчики фиксируют звуковой сигнал от места протечки по теплоносителю внутри трубы. Данные передаются на коррелятор для обработки.
Современные корреляторы устроены таким образом, что блок совмещен с системами управления и можно обойтись без наличия ПК. В более продвинутых моделях анализ данных происходит на отдельном компьютере или ноутбуке.
При обработке данных сигналы, поступающие в датчик, фильтруются для выявления звуков на фоне остального шума. Затем осуществляется анализ полученной информации, имея длину трубопровода и скорость звука в теплоносителе, можно рассчитать расстояние до места протечки.
Корреляционно-акустический метод осуществляют подрядчики, дефектолисты [1], а также работники из службы по диагностике.
Рисунок 2 - Принцип работы корреляционно-акустического метода
Основными преимуществами течеискате-лей являются:
- Скорость обнаружения течи;
- Высокая вероятность нахождения протечки;
- Независимость от глубины теплосети.
6. Ультразвуковая толщинометрия (рис. 4) - ведущий метод однократного измерения, который используется для оценивания толщины стенок элемента устройства, в тех местах, где недоступен замер механическим инструментом или требуется немедленный ремонт. Он определяет участки, попавшие под влияние коррозии.
Рисунок 4 - Ультразвуковая толщинометрия
Самым распространенным прибором являются ультразвуковые толщиномеры. Они замеряют время прохождения ультразвукового импульса от излучателя до другой стороны и обратно к объекту. С помощью такого приспособления находится толщина оборудования из таких материалов, как стекло, керамика, пластик, металлы и прочие.
Обследование поможет оценить качество проведения ремонтных работ.
7. Видеодиагностика теплосетей (рис.5) -инновационный метод, с помощью которого можно быстро определить аварийные участки трубопровода. Осмотр производят с использова-
нием видеокамеры, закрепленной на конце гибкого шланга. Ее вводят во внутреннюю часть трубы на шестьдесят метров.
Данные, поступающие на монитор, обрабатываются оператором. Анализ информации помогает оценить состояние трубопровода в реальном времени. Для формирования отчетов материал может быть скачан на цифровой носитель.
При использовании такого метода диагностики определяются такие неполадки как:
- Засоры трубопроводов;
- Негерметичность швов;
- Известковые отложения;
- Ошибочная схема разводки труб;
- Повреждения поверхности.
Преимущества видеодиагностики тепловых сетей:
- Небольшой размер видеокамеры помогает производить съемку в трубах с малым диаметром;
- Точечное обнаружение неисправных участков;
- Работа видеокамеры осуществляется от аккумулятора автоматически;
- Проведение видеодиагностики в труднодоступных местах трубопровода;
- Значительное уменьшение материальных расходов на ремонтные работы инженерных систем.
Существует 2 типа специальных систем видеодиагностики:
1. Проталкиваемая (рис.6). Этот вид диагностики нужен для анализа состояния труб малого и среднего диаметров. Камера проталкивается по трубопроводу с помощью полужесткого стеклопрута, который присоединяется к пульту оператора и фиксирует получаемое изображение.
Рисунок 5 - Видеодиагностика теплосети
Рисунок 6 - Проталкиваемая система видеодиагностики
2. Роботизированная система (рис.7), при которой видеокамеру прикрепляют на колесную платформу, координируемую роботом с пульта оператора. Таким образом, получают анализ состояния труб средних и больших диаметров.
Рисунок 7 - Роботизированная система видеодиагностики
Таким образом, в данной статье приведен перечень инновационных методов проверки надежности и эффективности инженерных коммуникаций. Внедрение предложенных способов позволит потребителям сэкономить 40-60% денежных средств. В связи с этим актуальны научные разработки, которые способствуют совершенствованию обследованию оценки технического состояния тепловых сетей.
«Рынок теплоснабжения имеет огромный потенциал и ресурс - без тепла совершенно невозможно обходиться, у него практически нет замены, альтернативы», - Айрат Сабирзанов, первый заместитель генерального директора, директор по экономике и финансам АО «Тат-энерго» [4]. На сегодняшний день задача по поиску неисправных участков магистралей и установления причины возникновения занимает главное место и от того, какое решение принято зависит не только время ограничения в подаче теплоносителя, но и расходы по оказанию ремонтных работ.
Литература
1. Андреева С.А Инновационные методы диагностики тепловых сетей // Новости теплоснабжения 2017. №04 (200) [электронный ресурс] - Режим доступа. URL: https://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id= 3388 (дата обращения: 12.10.2021).
2. Есаян Л. Н. Современные проблемы теплоснабжения городов и рациональные пути их решения // Актуальные исследования. 2021. №1 (28). С. 13-15. [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://apni.ru/article/1726-sovremennie-problemi-teplosnabzheniya-gorodov (дата обращения 20.10.2021)
3. Семенцова, А. М. Проблемы в системах отопления / А. М. Семенцова. — Текст: непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 5 (243). — С. 2627. [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://moluch.ru/archive/243/56185/ (дата обращения: 25.10.2021).
4. Будущее российского теплоснабжения Российская энергетическая неделя 2018 [электронный ресурс] - Режим доступа. - URL: https://minenergo.gov.ru/sites/default/files/10/25/12815/ 3_5_Budushchee_rossiyskogo_teplosnabzheniya.pdf (дата обращения: 18.10.2021).
