CC BY
35
Perlov Anatoly Yuryevich, candidate of technical sciences, head of sector, laper-lov@yandex.ru, Russia, Moscow, Russia, Moscow, JSC «Radiotechnical Institute named after academician A.L. Mints»,
Kazantsev Andrei Mikhailovich, lead engineer, kazantsev. andreiagmail. com, Russia, Moscow, Russia, Moscow, JSC «Radiotechnical Institute named after academician A.L. Mints»,
Timoshenko Alexander Vasilyevich, doctor of technical sciences, professor, u567ku78@gmail. com, Russia, Moscow, JSC «Radiotechnical Institute named after academician A.L. Mints»,
Zager Igor Borisovich, deputy head of the department - head of the educational unit, igor2007@bk.ru, Russia, Moscow, Military Training Center of the Moscow State University named after M.V. Lomonosov,
Girchenko Andrei Alexandrovich, Deputy Director for Development, sovetnic@fgupkrona. ru, Russia, Vladimir, State Research and Production Enterprise «KRONA»
УДК 620.179
ВЫБОР МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ И ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЙ
И СООРУЖЕНИЙ
П. А. Грушковский, В.Н. Щельников
В статье описан выбор методов неразрушающего контроля для использования при обследовании и мониторинге систем отопления и теплоснабжения зданий и сооружений. Приводится перечень наиболее эффективных методов в зависимости от вида дефекта и материала рассматриваемой системы. Также показывается правило, по которому принимается решение о наличии или отсутствии дефекта.
Ключевые слова: неразрушающий контроль, трубопровод, дефект, физический износ, обследование, мониторинг.
Для выполнения задач объектов наземной инфраструктуры необходима надежная работа инженерных систем зданий и сооружений. Системы отопления и теплоснабжения являются важнейшими инженерными системами, которые обеспечивают требуемые параметры температуры в здании в холодное время года.
Достоверная информация о техническом состоянии систем отопления, теплоснабжения, полученная во время очередного обследования здания, позволит вовремя спланировать комплекс мер для поддержания систем в работоспособном состоянии в течении долгого времени. Так как для данных систем характерны высокие температура и давление теплоносителя, аварии на сетях теплоснабжения и отопления могут быть связаны с серьезными материальными потерями и даже человеческими жертвами.
140
Обследование и мониторинг систем отопления и теплоснабжения проводится при комплексном обследовании технического состояния зданий (сооружений) [1]. При обследовании технического состояния системы отопления и теплоснабжения проводится инструментальное определение параметров дефектов и повреждений, а также делается заключение о фактическом состоянии технической системы, количественной оценке физического и морального износа.
Физический износ системы определяют, как сумму средневзвешенного износа элементов.
Моральный износ систем инженерного оборудования определяют несоответствием его эксплуатационных качеств современным нормативным требованиям или отсутствием какого-либо инженерного оборудования без наличия, заменяющего его по функциональному назначению. Количественную оценку морального износа проводят методом определения размеров затрат на устранение износа в процентах от восстановительной стоимости здания.
При детальном обследовании систем отопления проводят оценку коррозионного состояния трубопроводов и нагревательных приборов. Коррозионное состояние оценивают по глубине максимального коррозионного поражения стенки металла и по среднему значению сужения сечения труб коррозионно-накипными отложениями в сравнении с новой трубой.
В этом случае образцы отбирают из элементов системы (стояков, подводок к нагревательным приборам, нагревательных приборов). По образцам определяют максимальную глубину коррозионного поражения и значение сужения «живого» с ечения. При отборе и транспортировании образцов-вырезок обеспечивается полная сохранность коррозионных отложений в трубах. На вырезанные образцы составляют паспорта, которые вместе с образцами направляют на лабораторные обследования.
Предложенная в нормативных документах методика предполагает отбор образцов трубопроводов, временное отключение потребителей от тепла и горячей воды.
Для предотвращения такой негативной ситуации в ходе контроля и мониторинга технического состояния систем отопления и теплоснабжения целесообразно использовать методы неразрушающего контроля.
В соответствии с [2] под неразрушающим контролем (НК) понимается разработка и применение технических методов исследования материалов или деталей, узлов, компонентов изделий с целью оценки их целостности, свойств, состава и измерения геометрических характеристик путем обнаружения и локализации дефектов, измерения их параметров способами, не ухудшающими последующую эксплуатационную пригодность и надежность.
Основными элементами систем теплоснабжения и отопления, подверженные износу являются трубопроводы.
141
Наиболее распространенными материалами трубопроводных систем отопления и теплоснабжения являются: сталь;
термопласты (полиэтилен, полипропилен);
металлополимеры;
медь.
Не существует универсального метода определения дефектов. Для труб из различных материалов должны применяться различные методы неразрушающего контроля. В [2] описано более 100 методов НК.
Основными методами неразрушающего контроля являются:
акустический;
вихретоковый;
магнитный;
оптический;
проникающими веществами (капиллярный);
радиационный;
радиоволновой;
тепловой;
электрический.
Методы неразрушающего контроля классифицируют по следующим признакам:
а) характеру взаимодействия физических полей или веществ с контролируемым объектом. Под характером взаимодействия физического поля или вещества с контролируемым объектом подразумевается непосредственное взаимодействие поля или вещества с контролируемым объектом, но не с проникающим веществом;
б) первичным информативным параметрам. Под первичным информативным параметром подразумевается одна из основных характеристик физического поля или проникающего вещества, регистрируемая после взаимодействия этого поля или вещества с контролируемым объектом;
в) способам получения первичной информации. Под первичной информацией подразумевается совокупность характеристик физического поля или проникающего вещества, регистрируемая после взаимодействия этого поля или вещества с контролируемым объектом. В названии метода должны присутствовать классификационные признаки, изложенные выше, свойственные данному методу неразрушающего контроля. Допускается применение комбинированных методов одного или нескольких видов неразрушающего контроля, классифицируемых по различным признакам.
В зависимости от места расположения возможных дефектов их можно условно поделить на поверхностные, подповерхностные с глубинной от 0,5 до 1,0 мм и внутренние с глубиной залегания более 1,0 мм. [3].
После проведения анализа методов НК и сравнения их эффективности при исследовании различных дефектов и материалов, были составлены табл. 1, 2.
Таблица 1
Применение методов в зависимости от вида дефекта_
Виды дефектов Наиболее эффективные методы контроля
Поверхностные Визуально-оптический, магнитопорошковый и капиллярный
Подповерхностные Ультразвуковой, вихретоковый, магнитопорошковый
Внутренние Ультразвуковой и радиографический
Таблица 2 Применение методов в зависимости от материалов трубопроводов
Материал трубопровода Наиболее эффективный метод
Сталь Магнитный, вихретоковый, ультразвуковой, капиллярный, тепловой, визуально-оптический
Термопласт (полипропилен, полиэтилен) Ультразвуковой, тепловой, радиоволновой, визуально-оптический
Метоллополимер Ультразвуковой, тепловой, визуально-оптический
Медь Вихретоковый, ультразвуковой, тепловой, визуально-оптический
Таким образом наиболее универсальными и эффективными можно назвать ультразвуковой и визуально-оптический метод. Они применимы для трубопроводов из любых материалов, а также в комплексе способны обнаруживать все виды дефектов. К другим преимуществам этих методов можно отнести их невысокую цену относительно других методов.
Само решение о наличии дефекта целесообразно применять по правилу 3-х сигма и 3-х точек [4].
Если произведено определенное количество измерений п на контролируемом объекте, величина амплитуды каждого измеренного сигнала при обследовании объекта в любой его точке будет Л, то среднее значение сигнала определяется по формуле:
^ср = £Г=1 /п>
Тогда фоновое стандартное среднеквадратическое отклонение будет равным
Офон = ^^иО^А^У/п,
Согласно правилу 3-х сигма и 3-х точек, обнаружение дефектов считается надежным, если они по амплитуде превышают Зоф0Н, а по протяженности прослеживаются более чем в трех соседних точках наблюдения.
Вывод. Представленные в статье материалы являются основой для разработки методики контроля и мониторинга систем теплоснабжения и отопления зданий и сооружений.
Список литературы
1. ГОСТ 31937-2011. Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния. М.: Стандартинформ, 2014. 95 с.
2. ГОСТ Р 56542-2019. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов. М.: Стандартинформ, 2019. 12 с.
143
3. Ивасев С.С., Гирн А.В., Раводина Д.В. Методы неразрушающего контроля: учебное пособие. Красноярск, Сибирский государственный аэрокосмический университет, 2015. 112 с.
4. Крайний В.И. Оптимизация многопараметрового неразрушающего контроля объектов на основе комплексирования измерительной информации // Инженерный вестник. МГТУ им. Н.Э.Баумана. М.: МГТУ, 2014. №11. С. 545-552.
Грушковский Павел Анатольевич, канд. техн. наук, начальник лаборатории (НИ) - старший научный сотрудник, vka-onramail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф. Можайского,
Щельников Валерий Николаевич, канд. техн. наук, старший научный сотрудник (НИ), vka-onra mail. ru, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф. Можайского
THE SELECTION OF METHODS FOR MONITORING THE TECHNICAL CONDITION OF HEAT SUPPLY AND HEATING SYSTEMS OF BUILDINGS AND STRUCTURES
P.A. Grushkovskii, V.N. Shchelnikov
The article describes the choice of non-destructive testing methods for use in the survey and monitoring of heating and heat supply systems of buildings and structures. A list of the most effective methods is provided, depending on the type of defect and the material of the system under consideration. It also shows the rule that determines whether a defect is present or not.
Key words: Non-destructive testing, pipeline, defect, physical wear, inspection, monitoring.
Grushkovskii Pavel Anatolevich, candidate of technical sciences, chief of scientific laboratory, vka-onra mail. ru, Russia, Saint-Peterburg, Mozhaisky Military Aero Space Academy,
Shchelnikov Valeriy Nikolaevich, candidate of technical sciences, senior researcher, vka-onra mail. ru, Russia, Saint-Peterburg, Mozhaisky Military Aero Space Academy
