Методы выявления мест повреждения и поврежденных участков в сетях водоснабжения

Одной из наиболее острых проблем в жилищно-коммунальном хозяйстве является высокая степень физического износа инженерных сетей из-за продолжительности их жизни. Основную часть водопроводных сетей составляют металлические трубы, которые подвержены коррозии, что приводит к преждевременному износу. Высокий уровень коррозии водопроводных сетей обусловлен тем, что водопроводная вода (невская вода) оказывает коррозионное действие. Приведенные причины вызывают значительные потери и утечки воды, а также многочисленные аварии в сетях водоснабжения.

Утечки воды из сети водоснабжения состоят из видимых утечек воды через краны, герметизируют арматуру сети, потери воды при авариях и ремонте труб, клапанов и конструкций, а также отложенные утечки воды из сети водоснабжения и емкостных сооружений.

Наиболее сложно определить размер скрытых утечек в сети водоснабжения в зависимости от состояния сети водоснабжения, возраста, материала трубы, почвы, климатических условий и ряда других местных условий. Объем скрытых утечек составляет от 75 до 90% от общего объема потерь воды во внешних сетях водоснабжения.

Количество аварий и объем скрытых утечек в сетях водоснабжения взаимосвязаны. Наиболее изношенные участки труб имеют многочисленные дефекты и, как следствие, большие утечки воды.

Своевременное обнаружение утечек воды в трубопроводах и принятие мер по их устранению может помочь предотвратить возникновение аварийных ситуаций в сети и снизить эксплуатационные расходы. Экономическая эффективность в обнаружении и устранении утечек в сетях заключается в экономии воды, предотвращении аварий и снижении эксплуатационных расходов сети.

Обнаружение скрытых утечек в сетях водоснабжения одновременно выявляет несанкционированные подключения и неоплачиваемое потребление воды (кражу), что приводит к дополнительной экономии воды.

Уменьшая частоту аварий в сетях в результате планового ремонта дефектных участков труб, можно снизить затраты на аварийный ремонт сети и повысить надежность системы водоснабжения и распределения. Значительно снижены эксплуатационные расходы на содержание сетей водоснабжения, поскольку удельные затраты на аварийные работы в 2,5–3 раза превышают затраты на плановый ремонт сети.

Методы обследования и обследования сетей водоснабжения

Для исследования состояния, функционирования сетей водоснабжения, выявления точек, где произошли повреждения и дефекты, в сети водоснабжения проводятся различные виды обследований и измерений:

• Телевизионный мониторинг внутреннего состояния трубопроводов. Манометрическое обследование водопроводной сети.
• Выявление повреждений системы водоснабжения акустическими, электронно-акустическими и акустическими методами корреляции;
• Методы определения дефектов в стальных трубопроводах с помощью магнитного поля или ультразвукового сканирования.

Метод телевизионного мониторинга внутреннего состояния трубопроводов довольно трудоемкий. Обычно он используется только в аварийных и ремонтных участках сети водоснабжения для сбора информации о причинах аварий, состоянии трубопроводов для выбора процедуры ремонта, сертификации и моделирования системного раздела. Таким образом, трудно идентифицировать дефекты трубопроводов в областях со значительным слоем отложений.

Измерение давления выполняется для идентификации и оптимизации работы сети водоснабжения. Вы также можете использовать измерение, чтобы обнаружить неисправности и неисправности в сети водоснабжения.  Способ характеризуется низкой чувствительностью и малой точностью (в плане определения утечек или несанкционированных соединений) при динамической откачке воды, особенно при большой длине сети.

Методы обнаружения повреждений в сети водоснабжения акустическими и электронно-акустическими методами основаны на обнаружении акустических сигналов, которые возникают, когда вода течет в местах, где повреждены напорные трубы. На практике акустические методы часто используются для точечного зондирования маршрута подачи воды от поверхности земли с использованием геомикрофонов и корреляционного метода для поиска скрытого повреждения.

Последнее средство заключается в получении акустических сигналов и преобразовании их в электрические импульсные сигналы в усилителях коррелятора. Радиосигналы от двух усилителей, расположенных в начале и в конце исследуемой области, поступают в блок корреляции. Коррелятор обрабатывает поступающие данные и рассчитывает расстояние от утечки до следующего излучателя.

Электронно-акустический метод

Данный вариант позволяет идентифицировать потенциальные утечки в отдаленных водопроводных сетях . Приемник сигнала установлен в транспортном средстве и используется для автоматического считывания измеренных значений ближайших датчиков по радио. Точное местоположение утечки затем определяется с помощью акустического коррелятора. Таким образом, вы можете в течение короткого времени изучать протяженность сетей водоснабжения.

Из всех акустических методов определения утечек и несанкционированного удаления воды из энергосистемы точечный акустический мониторинг маршрута подачи воды с поверхности земли является наименее точным. С помощью геомикрофонов вы можете слышать только громкие шумы в земле, которые сопровождаются только большими утечками или отбором воды.

Метод корреляции для обнаружения скрытого ущерба является более точным, но также требует больше времени. Электронно-акустический метод обнаружения утечек более продуктивен и позволяет долго искать утечки в частях сети. Точность и чувствительность этого метода, однако, уменьшается с увеличением размера исследуемой области.

Метод акустической корреляции для обнаружения скрытого повреждения заключается в запуске специального снаряда с акустическими датчиками в существующий трубопровод. Измерение проводится путем регистрации интенсивности сигнала в месте его формирования. Обнаружение шума и обнаружение утечек происходит после удаления снаряда из трубопровода. Этот метод поиска скрытого ущерба еще не имеет достаточного опыта. Очевидная сложность этого метода заключается в расшифровке результатов измерений из-за возможных искажений в определении координат повреждения.

Ультразвуковое сканирование обычно используется на открытых участках трубопровода или на отрезанных образцах труб. Он характеризуется сложными устройствами, требующими особых условий эксплуатации, а также программами для обработки результатов испытаний, и не нашел широкого применения при обнаружении неисправностей в сетях водоснабжения.

Существует также сложный метод обнаружения дефектов в стальных трубах в магнитном поле, в котором снаряд, оснащенный постоянными магнитами и датчиками, движется вдоль трубы, измеряет магнитное поле в стенке трубы и обнаруживает утечку магнитного потока в местах расположения аномалий.