Дефекты трубопроводов холодного водоснабжения

Всё о водопроводе и канализации

Насосные станции и очистные сооружения

Канализационные

Водопроводные

Пожарные

Завод Адмирал производит комплектные насосные станции для нужд водоснабжения, пожаротушения и канализации.
Сайт завода Адмирал: admiral-omsk.ru

Ремонт сетей водоснабжения: обзор частых поломок

Прекращение подачи воды в доме является одной из основных проблем, с которой приходится сталкиваться любому хозяину. Поломки, связанные с водопроводом следует устранять немедленно, но, чтобы это делать, необходимо знать основные виды неисправностей, которые могут возникнуть при эксплуатации системы водоснабжения. Основной причиной, по которой прекращается подача воды, это износ системы и не проведение своевременного технического обслуживания. Поэтому, чтобы частых поломок не возникало, следует внимательно следить за состоянием системы водоснабжения.

Содержание

Основные поломки в системах водоснабжения

На протяжении многих лет эксплуатации водяных систем, определены наиболее часто возникающие поломки и неисправности. Поэтому современный ремонт не занимает много времени.

• Давление в трубопроводе не соответствует норме. Поломка возникает очень часто, из-за неё в многоэтажных домах может не подаваться вода на верхние этажи. Причиной низкого давления может стать поломка насосного оборудования.
• Скапливание большого количества различного рода загрязнений. Возникает по причине игнорирования своевременной чистки трубопровода.
• Поломка насосной станции или оборудования, которое используется для подачи воды.
• Утечка воды в системе. Происходит по причине прорыва трубопровода. Определяется по показаниям счётчика.
• Появление избыточного конденсата на поверхности трубопровода.
• Возникновение неестественного шума при работе системы.
• Замерзание водопроводных труб. Следует из-за неправильного или некачественного утепления.

Для определения неисправности системы проводят тщательную диагностику, которая требует применения соответствующих измерительных приборов и специализированного инструмента.

Как определить неисправность

Для нахождения поломки не требуется много времени, достаточно последовательно выполнять указанные действия.

Определение неисправности системы водоснабжения:

• Давление не соответствует номинальному. Чтобы определить характер данной поломки, используют специальный прибор под названием манометр, который отображает давление. Давление измеряется в начале трубопроводной сети, там, где вода поступает в здание. Если параметр занижен, то открываются все задвижки, а также регулятор давления.
• Отложение избыточного количества грязи и засорений. Требуется накидной манометр, который позволяет контролировать давление на стыках арматуры. Чтобы определить засорение в систему, необходимо померить давление на разных участках системы. Если перепады будут явными, то участок с избыточным давлением засорён. При отсутствии измерительных приборов достаточно открыть все задвижки. Если поток воды слабый, то это означает засор в системе.
• Для определения утечки воды из системы достаточно провести визуальный осмотр трубопровода. Даже при появлении незначительного конденсата, общий расход воды будет гораздо ниже, чем при его отсутствии. Если трубопровод имеет скрытый монтаж, то место утечки можно определить по открытым частям труб, на предмет наличия воды, или с помощью течеискателя. В случае утечки в магистральном трубопроводе, необходимо использовать баллон со сжатым воздухом. Он показывает повреждённое место путём выплёскивания воды наружу, под большим давлением.
• Избыточное давление является последствием слишком серьёзного разброса уровней водоразборной арматуры. Для устранения высокого давления необходимо использовать диафрагмы и стабилизаторы в различных точках системы.

Протечка – наиболее частая поломка в сетях водоснабжения

Протечку очень часто можно встретить не только в многоквартирных домах, но и в частном секторе. Устранить самостоятельно эту проблему возможно, но потребуется специализированный инструмент и расходный материал.

Последовательность и различные варианты устранения протечки воды:

• Приступая к устранению утечки воды, необходимо перекрыть воду на участке, на котором будут проводиться ремонтные работы. Для качественного ремонта требует тщательное высушивание и обработка поврежденного места. Если игнорировать данные моменты, то через небольшой промежуток времени снова потребуется ремонт.
• Чтобы устранить протечку, можно использовать современные герметики или качественный эпоксидный клей. Эти материалы не разрушаются под действием воды и хорошо сдерживают её даже под большим давлением. Для нанесения герметика или эпоксидного клея потребуется не только высушить место, на котором оказался прорыв, но и зачистить его с помощью мелкой наждачной бумаги. После этих операций можно использовать герметик, наносить его надо тонким слоем, по всей поверхности. Если используется эпоксидный клей, то после него также надо наложить на трубу специальный бандаж, который представляет из себя прочный и недорогой материал. После устранения протечки не следует пользоваться трубопроводом в течение 12 часов.
• Более современный способом устранения утечки является монтаж специального фланца. Фланец – это элемент трубопровода, который состоит из двух частей и позволяет надёжно изолировать повреждённый участок. Для его установки потребуется больше времени, чем просто заклеить место протечки герметиком. Но фланец допускается использовать несколько раз.
• Если под рукой нет специальных расходных материалов, но имеется старая труба подходящего диаметра, то её можно использовать в качестве хомута. Надо вырезать небольшой кусок её кусок и посадить на клей в месте утечки. Старая труба будет надёжно держать трещину и не даст появляться воде.

Популярно использовать для устранения протечки холодную сварку. Это материал применяют даже при утечках топливных систем на автомобилях. Холодная сварки в течение 5 минут, если её постоянно разминать в руках, превращается в клейкую и мягкую субстанцию. После этого её необходимо нанести на место протечки и дать засохнуть. Уже через 1 час, сварка становиться очень прочной и твёрдой.

Проведение ремонта металлических труб

Пластиковые конструкции встречаются только в современных многоэтажных или частных домах. В основном приходится работать со старыми, металлическими трубопроводами. Ремонт таких труб требует несколько иного подхода и других строительных материалов.

При протечке металлической трубы следует определить точное место, где она находится. После этого отключить воду и тщательно высушить участок, на котором будет проводится ремонт. Чтобы избежать течи, достаточно использовать обыкновенную марлю, тщательно пропитанную цементным раствором. Этот материала необходимо обматывать вокруг места протечки, несколько слоёв подряд. Также следует захватить место рядом с повреждённым участком. Данный способ ремонта не требует вложения средств, но неудобен тем, что цементу необходимо дать одни сутки для полного схватывания. После этого времени можно продолжать эксплуатацию трубопровода.

Существует более надёжный вариант ремонта труб, при котором используется вместо марли асбестовое волокно. Оно придаёт заплатке дополнительную прочность. Также можно использовать эпоксидный клей вместо цемента.

Если отверстие имеет небольшие размеры, то самым простым способом будет вкрутить в него подходящий болт. Дополнительно, для улучшения герметических качеств, на болт одевается шайба из мягкого металла. Такой ремонт можно проводить только в качестве временной меры, так как течь может появиться в скором времени.

Из каких материалов следует использовать трубы при ремонте

Иногда, ремонт трубопровода невозможно провести без замены трубы. Длительный срок эксплуатации, без должного технического обслуживания, приводит к невозможности ремонта. Современные трубы выпускаются из разнообразных материалов, которые имеют повышенную прочность, долговечность и надёжность.

Для прокладки внешнего участка трубопровода чаще всего используют полиэтиленовые трубы. Данные изделия имеют ряд особенностей:

• Доступная цена.
• Длительный срок эксплуатации.
• Ремонт и не техническое обслуживание не требуют большого количества времени и средств.
• Большой выбор необходимых деталей и дополнительных элементов.

Для внутренней прокладки трубопровода используют металлопластиковые или полипропиленовые конструкции.

Основные отличия полипропилена:

• При правильном соединении, герметичность труб имеет очень высокие показатели.
• Низкие цены на изделия.
• Невосприимчивость к химическим элементам с агрессивной структурой.
• Отсутствие коррозии.
• Длительный срок эксплуатации.

Металлопластиковые трубы наиболее популярны сейчас. Они обладают всеми необходимыми качествами:

• Изделия более дорогие чем полипропиленовые, но дешевле, чем металлические конструкции.
• Легко и быстро устанавливаются.
• Не поддаются коррозии и воздействию вредных химических элементов.

Что необходимо постоянно иметь с собой для качественного ремонта

Некоторые инструменты и материалы должны быть постоянно с собой, так как без их использования ремонт не будет качественным и долговечным.

• Пакля. Использование обыкновенной нити недопустимо, так как она имеет слишком большую толщину.
• Эпоксидный клей. Для работы с пластиковыми конструкциями. Очень удобен, так как быстро застывает.
• Материал, который можно использовать в качестве заплатки. Очень популярны асбестовая сетка.
• Разводной ключ.
• Хомуты и резиновые прокладки.
• Металлическая щётка или мелкая наждачная бумага.

Способы определения мест повреждений и дефектных участков на водопроводных сетях

Доклад, представленный на международной конференции «NO-DIG — 2010». Автор — Ю.А. Феофанов, Кафедра водоснабжения, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, (Россия, Санкт-Петербург).

Одной из острейших проблем в жилищно-коммунальном хозяйстве является высокая степень физического износа инженерных сетей, обусловленная сверхнормативным сроком их эксплуатации. Основная часть водопроводных сетей выполнена из металлических труб, которые подвержены коррозии, что приводит к их преждевременному износу. Высокая степень коррозии водопроводных сетей в Санкт-Петербурге, вызвана тем, что водопроводная вода (невская вода) обладает коррозионной активностью. Указанные причины вызывают значительные объемы потерь и утечек воды, многочисленные авария на водопроводных сетях.

Утечки воды из водопроводной сети складываются из видимых утечек воды через водоразборные колонки, уплотнения сетевой арматуры, потерь воды при авариях и ремонте трубопроводов, арматуры и сооружений, а также скрытых утечек воды из водопроводной сети и емкостных сооружений.

Сложнее всего определить размер скрытых утечек из водопроводной сети, который зависят от состояния водопроводной сети, возраста, материала труб, грунтовых, климатических условий, ряда других местных условий. Объем скрытых утечек составляет от 75 до 90% от общего объема потерь воды в наружных водопроводных сетях.

Число аварий и объемы скрытых утечек на водопроводных сетях взаимосвязаны. Наиболее изношенные участки трубопроводов имеют множественные дефекты и, следовательно, большие утечки воды.

Своевременное обнаружение утечек воды из трубопроводов и принятие мер по их устранению, позволяет предотвращать аварийные ситуации на сети и снизить расходы на ее эксплуатацию. Экономическая эффективность определения и устранения утечек на сетях заключается в экономии воды, снижении аварийности и сокращения стоимости эксплуатации сети.

При определении скрытых утечек на водопроводных сетях одновременно выявляются несанкционированные подсоединения и неоплачиваемое потребление (хищение) воды, ликвидация которых позволяет получить дополнительную экономию воды.

Сокращение потока аварий на сетях в результате планового восстановительного ремонта дефектных участков трубопроводов позволяет сократить затраты на аварийный ремонт сети, повысить надежность работы системы подачи и распределения воды. Значительно снижаются эксплуатационные затраты на содержание сетей водоснабжения, так как единичные затраты на проведение аварийных работ в 2,5-3 раза выше затрат на проведение планово-восстановительных ремонтов сети.

Способы обследования и дефектоскопии водопроводных сетей

Для изучения состояния, режима работы водопроводных сетей, определения мест повреждений и дефектов на них, проводятся различные виды обследований и измерений на водопроводной сети:

• телевизионный контроль внутреннего состояния трубопроводов;• манометрическая съемка на водопроводной сети;

• определение повреждений водопроводной сети акустическим, электронно-акустическим и акустически-корреляционным способами;

• способы определения дефектов стальных трубопроводов магнитным полем или ультразвуковым сканированием.

Способ телевизионного контроля внутреннего состояния трубопроводов достаточно трудоемок, применяется обычно только на аварийных и подлежащих ремонту участках водопроводной сети с целью сбора информации о причинах аварий, о состоянии труб для выбора способа ремонта, для паспортизации и моделирования участка системы. Этим способом трудно определять дефекты трубопроводов на участках со значительным слоем отложений.

Манометрическая съемка проводится с целью выявления и оптимизации режима работы водопроводной сети. Манометрическая съемка позволяет также обнаружить нарушения и сбои в работе водопроводной сети, вызванные, например, авариями на сети, или вновь возникшим несанкционированным подключением к сети и отбором воды. Способ характеризуется низкой чувствительностью и малойточностью (в части определения мест утечек и несанкционированных присоединений) в условиях динамичного водоразбора, особенно при большой протяженности сети.

Способы определение повреждений на водопроводной сети акустическими и электронно-акустическими способами основаны на фиксировании акустических сигналов, которые возникают при истечении воды в местах повреждений напорных трубопроводов (свищ, расстыковка, трещина и др.). На практике широко применяются акустические способы поточечного прослушивания трассы водопровода с поверхности земли с помощью геомикрофонов, а также корреляционный способ поиска скрытых повреждений. Последний способ заключается в получении акустических сигналов и преобразования их в электрические импульсы сигналы в усилителях прибора-коррелятора. На корреляционный блок подаются радиосигналы от двух усилителей, расположенных в начале и конце исследуемого участка. Коррелятор производит обработку поступающих данных и вычисляет расстояние от места утечки до ближайшего излучателя.

Электронно-акустический способ с датчиками шума Permalog позволяет определять возможные места утечек на водопроводных сетях большой протяженности. Приемник сигналов устанавливается в автомобиле, служит для автоматического считывания показаний с ближайших датчиков посредством радиосвязи. Точное место утечки впоследствии определяют с помощью акустического коррелятора. Таким образом, за малый промежуток времени можно обследовать большие протяженности водопроводных сетей.

Из всех акустических способов определения мест утечек и несанкционированных отборов воды из сети наименее точен способ акустического поточечного прослушивания трассы водопровода с поверхности земли. Через грунт с помощью геомикрофонов можно уловить только сильные шумы, сопровождающие лишь крупные утечки или отборы воды. Корреляционный способ поиска скрытых повреждений более точен, но и более трудоемок. Электронно-акустический способ поиска утечек более производителен, он позволяет проверять на утечку на участках сети большой протяженность. Однако точность и чувствительность этого способа снижается с увеличением размера обследуемой площади. Чувствительность регистратора системы “Permalog” не превышает 250 м в связи этим для обследования района необходимо расставлять систему датчиков, распределяя их согласно топологии водопроводной сети.

Акустически-корреляционный способ поиска скрытых повреждений заключается в запуске специального снаряда, снабженного акустическими датчиками, в действующий трубопровод. Измерение производится путем регистрации интенсивности сигнала на месте его образования. Идентификация шумов и определение мест утечки определяют после извлечения снаряда из трубопровода. Этот способ поиска скрытых повреждений пока не имеет достаточного опыта применения. Видимая сложность этого способа заключается в расшифровке результатов измерения, ввиду возможных искажений при определении координат повреждения.

Ультразвуковое сканирование обычно применяется на вскрытых участках трубопроводов или на вырезанных образцах трубы. Характеризуется сложным оборудованием, требующим специальных условий применения, а также программ обработки результатов испытаний и пока не нашел широкого применения при дефектоскопии водопроводных сетей. Также сложен способ определения дефектов стальных трубопроводов в магнитном поле, при котором снаряд, оборудованный постоянными магнитами и датчиками, продвигается по трубопроводу, замеряя магнитное поле в стенке трубы, и фиксирует утечку магнитного потока в местах аномалий.

Способы определения дефектных участков водопроводной сети

Дефектные участки водопроводной сети можно характеризовать, как участки со значительными объемами скрытых утечек воды, для определения которых применяют следующие способы:

• расчетный (по экспериментально определенной площади отверстий (повреждений) на трубопроводе);

• зональные способы измерений объемов скрытых утечек;

• способы непрерывного измерения расходов воды и напора;

Расчетный способ является оценочным и позволяет лишь ориентировочно определять величину потерь воды на участках трубопроводов. Расчет объемов скрытых утечек производится по суммарной площади отверстий на исследуемом участке трубопровода, определяемой при раскопках скрытых течей, обнаруженных при обследовании сети корреляционными приборами, либо по результатам телевизионного обследования внутреннего состояния трубопроводов.

Зональные способы измерений объемов скрытых утечек требуют предварительного изучения работы выбранных участков водопроводной сети [1]. Участок зональных измерений на время производства замеров изолируется от остальной части водопроводной сети закрытием задвижек. Вода может поступать в зону сети через один или несколько питающих труб, оборудованных расходомерами. При зональном способе измерений объем скрытых утечек определяется по показаниям расходомеров, установленных на питающих трубах (закрытый способ), или по разности показаний расходомеров, установленных на питающих трубах и расходомеров, установленных на домовых вводах (открытый способ). Более точным является способ определения величины скрытых утечек с отключением потребителей в зоне измерений (закрытый способ).Результаты этих измерений могут быть использованы в дальнейшем для планирования объемов первоочередных работ по ремонту сетей, приводящих к существенному снижению утечек воды. По мере накопления данных, полученных в различных районах города, отличающимися состоянием и параметрами трубопроводов, строятся регрессионные зависимости, позволяющие определить удельную величину скрытой утечки в зависимости от года прокладки, материала и диаметра труб, а также от интенсивности проведения работ по ремонту сети. Недостатком является его трудоемкость и временные неудобства для потребителей.

Способ определения объемов скрытых утечек путем непрерывного измерения расходов воды и напора, применяется для участков сети, подающих воду в отдельные районы города, предприятия, домовладения. С этой целью, водосчетчики, установленные в соответствующем месте на подающих трубопроводах, дополнительно комплектуются узлом импульсного выхода, соединенного с приборов накопления информации. Величина потерь (утечек) воды определяется по минимальному (мгновенному)ночному расходу воды и данным о напорах в дневное и ночное время.

Электронная структура прибора устроена на базе микропроцессора, который для каждого полученного потока импульсов рассчитывает мгновенный расход и сохраняет его в хронологической последовательности.

Для оценки потерь воды в группе зданий, микрорайонах такие же измерения проводят на повысительных насосных станциях, обслуживающих эти зоны.

Комплексный способ определения величины скрытых утечек подразумевает, как правило, поэтапное проведение изучения и оценки величин скрытых утечек. Вначале производится оценка величин неучтенных расходов и утечек воды расчетно-аналитическим способом. На основе проведенного анализа выбираются наиболее неблагоприятные участки водопроводной сети, имеющие наибольшие объемы утечек. На них проводятся подготовительные работы по обнаружению и ликвидации наиболее крупных утечек. Затем в этой зоне производится экспериментальное измерение величины скрытых утечек, применяя зональные способы измерений. Одновременно на отдельных участках и на вводах потребителей в выбранной зоне производятся непрерывные измерения расходов воды и напоров с целью определения удельного водопотребления и ночных расходов. Комплексный метод является наиболее точным, так как позволяет продублировать определение изучаемых показателей разными способами и избежать ошибок в оценке показателей.

Перспективным является также способ комплексной функционально-структурной диагностики при электронном моделировании систем подачи и распределения воды. Сложность способа заключается в необходимости получения значительного объема информации о состоянии сети, непрерывного контроля за ее работой, постоянной корректировки исходных параметров системы, а также создания и корректировки имитационных моделей СПРВ и эталонных осложнений.

Результаты и обсуждение

Для определения объемов скрытых утечек в ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» применялись экспериментальные методы зональных измерений («открытый» и «закрытый») и метод, основанный на результатах непрерывного измерения расходов и напоров воды.

На рис. 1 показаны результаты недельных измерений подаваемой воды на повысительной насосной станции, обслуживающей Васильевский остров. На графике (рис.1) нанесены горизонтальные линии, соответствующие зафиксированному минимальному расходу в ночное время – qн, а также полезному расходу в ночное время – qн.пол. Полезный расход в ночное время на нужды промышленных и других предприятий, работающих в 3-ю смену, может быть определен дополнительными измерениями или расчетами. Величина утечек воды в ночное время по измеряемой зоне вычисляется как разность между расходом, подаваемой станцией в ночное время, и полезным расходом воды в этот период времени:

qут н = qн — qн.пол

В результате проведенных измерений было установлено, что величина скрытых утечек в водопроводной сети Санкт-Петербурга колебалась в пределах 6-10% от общей подачи в зависимости от состояния водопроводных труб и интенсивность проведения работ по их ремонту (рис.2).

Удельная величина скрытых утечек составляла 29,2-35,3 м3 /сутки на 1 км сети. Интенсивность аварий на сетях, так же как и объем утечек зависит от степени изношенности водопроводной сети. Как показывает анализ эксплуатационных данных, объем потерь воды из городских водопроводных сетей, прямо связан с числом аварий на них. На рис.3 показана зависимость между объемом скрытых утечек воды и потоком отказов на водопроводной сети Санкт-Петербурга.

Зависимость между величиной скрытых утечек и потоком отказов на водопроводной сети Санкт-Петербурга получена в следующем виде:

qскр.ут = 20,3· λ 2,2

где: qскр.ут – величина скрытых утечек, м3/час.км; λ — поток отказов на сети, 1/км.год.

Поток отказов водопроводной распределительной сети Санкт-Петербурга за последние годы сократился с 0,5 до 0,37 1/км.год, в частности, за счет повышения интенсивности проведения ремонтов сети. Для сравнения величина этого показателя в среднем по России составляет 0,7, а в Европы — 0,12-0,14(1/год км).

Список литературы

Методика определения неучтенных расходов и потерь воды в системах коммунального водоснабжения. Минпромэнерго, М. 2005, 56с.

Карамбиров С.Н. Совершенствование методов расчета систем подачи и распределения воды в условиях многорежимности и неполной исходной информации. Автореферат докт.диссерт. М., 2005. 46с.

Феофанов Ю.А., Хямяляйнен М.М. Водоснабжение и водоотведение в Санкт-Петербурге /Новый журнал. СПб, 2008- стр.130-135.