Bezpečná prevádzka procesných potrubí. Životnosť oceľových rúr

Spotrebný materiál a nástroje

Bez potrubia si nemožno predstaviť život nielen jednotlivého domu alebo firmy, ale aj celých okresov a miest. Rúry sa používajú na prepravu studenej a teplej vody, na vytvorenie rozvodov kúrenia, kanalizácie a na mnohé iné účely. Od kvality rúr závisí nielen ich životnosť, ale aj ekológia jednotlivého úseku a krajiny ako celku.

Dĺžka sietí (v jednorúrkovom meraní) v Rusku je pôsobivá - je to viac ako 1 milión km! Zároveň je asi 30 % (!) potrubí tak opotrebovaných, že potrebujú urgentnú výmenu a opravu.

Pozrime sa bližšie na jednotlivé typy potrubí (vodovod, teplo, kanalizácia), ich stav a problémy vznikajúce v dôsledku opotrebovania a nízkej kvality.

Vodovodné potrubia

Celková dĺžka vodovodné siete je viac ako pol milióna km a približne 30 % z nich potrebuje výmenu a opravu. Aké sú nebezpečenstvá starých oceľových potrubí zarastených hrdzou?

Po prvé: pri netesných potrubiach nie je možné zabezpečiť dodávku vody z jej prívodu do kohútika bez zníženia kvality. Ku kontaminácii vody pri jej preprave dochádza jednak splodinami korózie a jednak v dôsledku nasávania podzemnej vody cez netesnosti. Znečistená voda zhoršuje zdravie a ovplyvňuje dĺžku života každého Rusa na genetickej úrovni.

Po druhé: zarastanie vnútorného povrchu potrubí má za následok zvýšenie energie potrebnej na čerpanie. Na vnútorných povrchoch približne 80% vodovodných potrubí sú také usadeniny, že ich priepustnosť oproti projektovej je znížená 2-2,5 až 3-krát! Podľa prepočtov Akadémie verejnoprospešných služieb vedie zarastanie vnútorného povrchu potrubí k zvýšeniu nákladov na 1 m 3 vody až o 50%, k zvýšeniu nákladov na elektrickú energiu na výrobu a predaj 1 m 3 . vody je o 30 % vyššia ako priemerná európska úroveň.

Po tretie: cez otvory vytvorené v starých zhrdzavených potrubiach sa voda dostáva do zeme, čo spôsobuje zvýšenie hladiny podzemnej vody, čo zase prispieva k poškodeniu vonkajšieho povrchu potrubia koróziou. Je zrejmé, že stúpajúca hladina podzemnej vody v dôsledku netesností z potrubí ohrozuje aj bezpečnosť inžinierskych sietí a budov.

Po štvrté: straty vody pri jej preprave cez netesné potrubia v desiatkach percent vedú k tomu, že spotrebiteľ je nútený platiť za vodu, ktorú nedostane. Rusko ročne odoberá asi 80 miliárd m 3 vody z otvorených a podzemných zdrojov pre komunálne, priemyselné a poľnohospodárske potreby. Ak akceptujeme straty vo výške 30% objemu vody dodávanej do siete (25 miliárd m 3) a náklady na 1 m 3 vody sú 30 rubľov, potom náklady na ročnú stratu vody budú 225 miliárd rubľov.

Diaľkové vykurovacie potrubia

Tieto potrubia dodávajú teplú vodu pre systémy vykurovania a zásobovania teplou vodou.
Z približne tretiny milióna km vykurovacích sietí (pri jednorúrkovom meraní) potrebuje výmenu a opravu približne šestina. Je zrejmé, že vo vykurovacích sieťach sa okrem problémov opísaných v príbehu o vodovodných potrubiach (zarastanie a netesnosti) pridáva ďalšia dôležitá zložka - tepelné straty pri preprave teplej vody od zdroja tepla k jej spotrebiteľovi.
Nasledujúce skutočne depresívne čísla naznačujú zhoršovanie stavu moderných vykurovacích sietí:

v niektorých regiónoch je až 400 nehôd na 100 km sietí,
V dôsledku netesností v sieťach sa bez použitia stratí viac ako 70 miliónov ton štandardného paliva, ktorého celkové náklady (pri cene 1 t.u.t. 2100 rubľov) sú 147 miliárd rubľov.
Podľa Asociácie výrobcov a spotrebiteľov potrubí s priemyselnou polymérovou izoláciou sa v krajine každoročne stane vo vykurovacích sieťach asi 300 tisíc nehôd. Pri priemerných nákladoch na odstránenie jednej nehody sú 30 tisíc rubľov. ročné náklady môžu dosiahnuť 9 miliárd rubľov.
trvanlivosť vykurovacích sietí je 1,5-2 krát nižšia ako v zahraničí a nepresahuje 12-15 rokov.

Stojí za zmienku, že kvalita vykurovacích sietí je najrelevantnejšia konkrétne pre Rusko, pretože Máme najvyššiu úroveň centralizovaného zásobovania teplom (až 80%).

Prevládajúci spôsob kladenia vykurovacích sietí v Ruská federácia je uloženie v nepriechodných kanáloch s tepelnou izoláciou z minerálnej vlny (80%). Bezkanálová inštalácia, vykonávaná z továrenských konštrukcií s použitím železobetónovej izolácie a hmôt obsahujúcich bitúmen (bitúmen-perlit, bitúmen-vermikulit, bitúmen-ceramzit), tvorí 10% celkovej dĺžky vykurovacích sietí.

Vplyvom navlhčenia materiálov používaných počas prevádzky sa výrazne znižujú tepelno-ochranné vlastnosti tepelnoizolačných konštrukcií, čo vedie k tepelným stratám, ktoré sú 2-3 krát vyššie ako štandardné.

Celkové tepelné straty v systémoch CZT predstavujú asi 20 % dodaného tepla, čo je 2-krát viac ako vo vyspelých krajinách západnej Európy.

Potrubia na likvidáciu vody (kanalizácie).

Na likvidáciu odpadových vôd sa používa viac ako 150 000 km potrubí, z ktorých viac ako 30 % vyžaduje výmenu a opravu. Opotrebované a staré systémy sú odtlakované, čím vzniká riziko kontaminácie vodných plôch. Okrem toho sú kanalizačné siete často položené vedľa vodovodných potrubí a vzhľadom na to, že v oboch sú netesnosti, kanalizácia alebo nimi kontaminovaná pôda sa nasávajú a cez zvodnené vrstvy sa dostávajú do vodovodných systémov. Opotrebované podzemné potrubia sú jednou z hlavných príčin črevných infekčných ochorení, na ktoré sa vo vyspelých krajinách už dávno zabudlo!

Zhodnotili sme aktuálnu žalostnú situáciu. Otázka: "Kto je na vine?" Necháme to na iných autorov a iné publikácie, ale tu sa pokúsime odpovedať na ďalšiu večnú otázku:

Čo robiť?

Jedným z hlavných problémov je problém v Rusku sieťové inžinierstvo pozostáva približne zo 70 %. oceľové rúry.

Hlavnou výhodou oceľových rúr je ich pevnosť. Toto je dôležité pri premiestňovaní vysokotlakového média potrubím. Súčasne v sektore bývania a komunálnych služieb sa pevnostné vlastnosti oceľových rúrok využívajú nie viac ako 30%. Teda hlavná výhoda oceľové potrubia sa ukazuje ako prakticky zbytočné a nevýhody (korózia a v dôsledku toho poškodenie, strata čerpanej kvapaliny, nasávanie podzemnej vody, zhoršenie kvality prepravovanej vody, zarastanie vnútorného povrchu a zmenšenie vnútorného prierezu a v dôsledku toho zvýšenie energie vynaloženej na čerpanie vody atď.) si vyžaduje veľa peňazí.

V posledných rokoch boli v celom civilizovanom svete oceľové rúry nahradené rúrkami vyrobenými z polymérnych materiálov. Nie je to vôbec zvláštne, pretože nepodliehajú korózii a ich životnosť je mnohonásobne väčšia ako „životnosť“ oceľových. To je jasne viditeľné v tabuľke 1.

Tabuľka 1. Štandardná životnosť potrubných sietí

Charakteristické je tempo rastu podielu plastových rúr vo vyspelých krajinách. V Európe sa ročne spotrebuje približne 40 000 km plastových rúr. Ich podiel na vnútorných potrubných sieťach pre novú výstavbu v priemyselných krajinách je 20 - 40% av ekonomicky najprosperujúcejších krajinách - ešte viac (vo Švajčiarsku - 69,3%, vo Fínsku - 50,8%, v Nemecku - 46, 2%). V Holandsku podiel plastových potrubí vo vodovodných systémoch presahuje 40 %. V súčasnosti je v Anglicku 99% novej výstavby vodné trubky Drôty sú vyrobené z polyetylénu. Už v roku 1997 sa v západnej, východnej a strednej Európe použilo 1,9 miliardy m takýchto rúr. Očakáva sa, že ročný nárast používania plastových rúr bude 6-8%.

Rád by som vyvrátil typický mylný názor, že plastové rúry sú drahšie ako oceľové. Reálne výpočty ukazujú, že aj v stavebníctve sú lacnejšie ako oceľové rúry. Podľa Moskovského vedeckého výskumu a projekčný ústav typológia a experimentálny dizajn (MNIITEP), použitie rúrok vyrobených z polymérnych materiálov môže znížiť náklady na sanitárnu časť obytného domu o 23,5 %, stredná škola o 21,4 %, detských predškolský o 21,9 %.

V oblasti vytvárania moderných vykurovacích vedení je najrelevantnejšie použitie rúr v tepelnej izolácii z polyuretánovej peny a vo vodotesnom plášti z polyetylénu alebo pozinkovanej ocele. Takéto potrubia môžu výrazne znížiť tepelné straty počas prepravy a tiež vyriešiť problém ochrany vonkajšieho povrchu oceľových rúr pred koróziou.

Pre elimináciu možnosti vnútornej korózie potrubí je najoptimálnejšie priemyselne vyrábané prevedenie teplovodu s použitím rúr z polymérnych materiálov, ktoré nie sú náchylné na koróziu a zarastanie vnútorného povrchu rôznymi usadeninami.

Najmä pre systémy zásobovania teplou vodou a vykurovacie systémy je prípustné používať rúry vyrobené z náhodného kopolyméru propylénu s etylénom (náhodný kopolymér - PPR-80), ktoré majú tepelne izolačnú vrstvu z polyuretánovej peny (PPU) a vodotesný povlak. (škrupina). Pri ukladaní takýchto rúr do zeme bez kanálov je vodotesný plášť vyrobený z polyetylénové potrubie, s kanálom alebo otvoreným - vyrobené z pozinkovanej ocele. Ďalším sľubným materiálom odolným voči korózii pre potrubia na zásobovanie teplom je zosieťovaný polyetylén, ktorý je vo svetovej praxi široko používaný pre vnútorné sanitárne potrubia na zásobovanie teplou vodou a vykurovanie.

Aby sme to zhrnuli, môžeme povedať, že problém výmeny starých opotrebovaných potrubí je skutočne veľmi rozsiahly a vážny, ale dá sa vyriešiť použitím nových materiálov a technológií.

Ako dlho vydržia kovové rúry na zásobovanie vodou? Dnes sa musíme prehrabávať v regulačnej dokumentácii, aby sme našli odpoveď na túto otázku a zistili, prečo sa životnosť potrubí znižuje. Začnime.

Oznámte celý zoznam

Najprv si spomeňme presne aké typy kovové rúry používané v systémoch zásobovania studenou a teplou vodou.

V súčasnosti existujú iba štyri z nich:

Čierna oceľ (vodné a plynové potrubia GOST 3262-75);
Pozinkovaná oceľ vyrobená podľa rovnakého štandardu;
Meď;
Vlnitá nehrdzavejúca oceľ.

Je to zaujímavé: len pred niekoľkými desaťročiami boli rozvody studenej vody masívne položené s liatinovými rúrami. Teraz ich však takmer úplne nahradili tlakové polyetylénové.

Čierna oceľ

Oceľ hrdzavie. Obzvlášť rýchlo hrdzavie pri dlhšom kontakte s vodou. To je dôvod, prečo životnosť oceľových stúpačiek a spojov stanovených v regulačných dokumentoch, úprimne povedané, nie je prekvapivo dlhá.

Štandardná životnosť

Hlavným dokumentom, ktorý stanovuje štandardnú životnosť inžinierskych sietí v bytovom dome, je VSN číslo 58-88 prijaté v roku 1988. Upravujú načasovanie údržby, rekonštrukcie a opravy budov.

V prílohe č. 3 k dokumentu sú uvedené tieto obrázky:

Deštruktívne faktory

Aké faktory obmedzujú životnosť rúr VGP bez antikorózneho náteru:

Obrázok	Popis
	Korózia. Hrdzavenie potrubia urýchľuje poškodená vonkajšia vrstva laku, časté odstávky prívodu vody (v tomto prípade nenatretej vnútorný povrch potrubia sú v kontakte so vzduchom s vysokou vlhkosťou) a zlé vetranie v kúpeľni (čítaj: trvalo vysoká vlhkosť). Prvé fistuly sa objavujú na pozdĺžnych zvaroch (potrubia VGP GOST 3262 - elektrické zvárané), na závitoch, kde je hrúbka stien potrubia minimálna a na stropoch, kde povrch potrubia nie je odvetrávaný a (v prípade stúpačiek studenej vody ) sú neustále zmáčané kondenzátom, ktorý na ne dopadá.
	Zarastanie potrubia usadeninami (predovšetkým vápenné soli) a hrdzou. Rýchlosť zarastania je priamo úmerná tvrdosti vody v regióne: tam, kde na ceste k spotrebiteľovi eroduje sediment, klesá klírens vo vodovode oveľa rýchlejšie. Zúženie lúmenu vedie k poklesu tlaku vody na vodovodných armatúrach pripojených k prívodu vody.
	Priemer potrubia. Čím väčší je vnútorný prierez potrubia, tým dlhšie si zachováva prijateľnú priepustnosť.
	Hrúbka steny. Podľa GOST 3262 sa vyrábajú obyčajné, vystužené a ľahké rúry. Je jasné, že tie vystužené predtým, ako sa objavia prvé priechodné fistuly, vydržia dlhšie.

Upozornenie: Oceľové lano zarastené nánosmi je možné často vyčistiť oceľovým lankom alebo šnúrkou. Ešte efektívnejšie ničenie usadenín zabezpečuje chemické preplachovanie vodovodného systému: zásadité alebo kyslé prostredie rozpúšťa oxidy vápna a železa.

Skutočná životnosť

V pamäti autora bola minimálna bezproblémová životnosť oceľového systému zásobovania studenou vodou v novej budove iba 10 rokov. Dom bol postavený a dodaný krátko pred rozpadom únie, v podmienkach šetrenia stavebných materiálov a skutočnej nefunkčnosti sovietskych noriem a štandardov. Ľahké rúry VGP, zakúpené z dôvodu hospodárnosti, rýchlo a hromadne začali prúdiť do zvárané spoje a rezbárske práce.

Mimochodom: napriek rovnakej štandardnej životnosti špecifikovanej pre čierne oceľové rúry v systémoch studenej vody a teplej vody, potrubia studenej vody zlyhávajú oveľa rýchlejšie. Intenzívne hrdzavejú kvôli kondenzácii, ktorá padá na ich povrch počas horúceho obdobia a rýchlo zarastajú usadeninami kvôli nedostatku prísad, ktoré rozpúšťajú vápno a hrdzu v pitnej vode.

Starší inžinierske systémy vyrobené z čiernej ocele slúžia už viac ako pol storočia.

Okrem veľkej hrúbky stien rúr je ich životnosť uľahčená:

Nízka úroveň vlhkosti;
Žiadny kondenzát na potrubiach studenej vody;
Pravidelné maľovanie stúpačiek a vložiek;
Nízky obsah minerálnych solí vo vode.