Санация трубопроводов и коллекторов
В России санация трубопроводов и коллекторов начала использоваться сравнительно недавно. Эта тема представляет большой интерес с технической и практической точки зрения. Как уже было отмечено, практически все трубы в нашей стране, да и во всем мире, изношены весьма сильно и нуждаются в срочном ремонте. Переход из предаварийного в аварийное состояние может произойти очень быстро. Заменить столь обширную площадь труб нереально ни за год, ни за два, но нужно как можно чаще производить ремонт и восстанавливать наиболее разрушенные участки, тем самым предотвращая аварии. Часто использующийся метод замены труб траншейным способом сегодня совершенно неэффективен и используется редко. В первую очередь это можно связать с большими затратами на восстановление.
В самом слове «санация» скрыт ответ сути данного мероприятия. При буквальном переводе с латыни слова «санация» означает «лечение». Возникает ассоциация со словом санаторий, которая раскрывает всю суть процедуры санации.
Если нужно затратить на ремонт небольшую сумму денег, то лучше выбирать метод бестраншейной замены. Его основная эффективность заключается в том, что не нужно после окончания работ осуществлять восстановление всех разрушений, поскольку их нет.
Чаще всего возникают проблемы, касающиеся инженерного строения подземных коммуникаций. Проведение санации позволяет заменить некоторые участки трубопровода без земляных работ и последующего восстановления дорог и тротуара. Благодаря санации и применению различных методов восстановления трубопровода можно продлить его работоспособность вплоть до 50 лет.
Самый простой способ санации – восстановление трубы за счет нанесения на ее стенки специального, защитного покрытия. Чаще всего применяется полиуретановое покрытие, но могут быть использованы и другие виды, в частности, пленочные, содержащие разные виды смол. Если нужно не просто восстановить трубу, но и продлить срок ее эксплуатации на долгое время, то целесообразно использовать специальные рукава. Чаще всего используют те, стенки которых обработаны специальными полимерами или эпоксидами. Также нередко используют санацию с нанесением на стенки труб раствора из песка и цемента, сделанного в определенных пропорциях.
Отдельно следует рассмотреть санацию с использованием покрытия внутренних стенок труб специальной смесью. Данный вид покрытия является наилучшим способом, который может быть использован для ликвидации дефектов трубопровода, в частности тех, что возникли на внутренней поверхности. Санацию можно проводить на трубах любого типа, в том числе и на стальных и чугунных трубах. Прежде всего, чтобы как можно лучше выполнить работу, нужно определить правильный способ. Можно отдать предпочтение технологии нанесения смеси, изготовленной из цементного порошка, воды и песка. Однако толщину слоя нужно определять в соответствии с параметрами трубопровода.
Нередко технологию используют, если нужно восстановить трубопровод с водой. Это позволяет избежать дорогостоящей замены большого участка водопроводной магистрали.
Санированию подлежат только те трубы, которые имеют большой или средний диаметр, однако давление в трубах не имеет никакого значения. Могут ремонтироваться трубы, через которые осуществляется подача жидкостей и веществ вроде газа. Выводятся канализационные отходы, как в домах, так и на предприятиях.
Можно ремонтировать даже те трубы, которые практически полностью покрыты коррозией. Перед таким ремонтом трубы нужно подготовить. Если нужно восстановить трубу и увеличить срок ее эксплуатации, особенно для сети, которая была проложена сравнительно недавно, то можно провести санацию. Однако большинство современных трубопроводных магистралей прокладывают из полиэтилена, который практически не требует ремонта.
Перед проведением работ нужно тщательно подготовить рабочую площадку, а также заблаговременно изготовить смесь из цемента и песка для того, чтобы нанести ее на стенки. Также, до начала проведения работ необходимо убедиться в том, что температура воздуха не ниже 5 градусов.
Использовать данную смесь лучше всего, если необходимо произвести ремонтные работы, вне зависимости от того, на какой глубине лежит трубопроводная сеть, а также провести ремонт в каналах с плохой проходимостью. Какой бы тип грунта ни окружал трубу, можно найти подходящий метод. Если труба сильно покрыта коррозией или же подвержена абразивному износу, то также можно нанести покрытие на трубы, только потребуется более толстый слой.
Следует учесть, что санация методом ЦПП совершенно неэффективна при наличии больших повреждений, смещения или деформации. Это связано с тем, что в процессе санации может возникнуть закупорка ответвлений.
Для санации методом ЦПП используют жидкие растворы из песка и цемента. Для приготовления смеси используют портландцемент и кварцевый, мелкозернистый песок. Очень важно следить за тем, чтобы в смесь не попадали крупные частицы.
Приготовление смеси происходит следующим образом:
- Песок и цемент просеиваются через сито для отделения крупных частиц;
- Смесь затаривается в водонепроницаемые емкости и доставляется к месту работ.
Существуют особые требования, которым должны отвечать отдельные компоненты смеси:
- Портландцемент является главным компонентом смеси к его качеству предъявляются достаточно высокие требования. Он не должен содержать слишком крупных частиц. Тесто, получившееся в результате, должно иметь среднюю густоту. После замеса, цемент должен находиться в жидком состоянии еще около 60 минут, и только по истечении этого времени схватываться. Это нужно для того, чтобы обеспечить возможность корректировки нанесения смеси. В процессе приготовления цемента должен использоваться материал одной марки;
- Песок – может использоваться только тот, который содержит самые мелкие зерна, при этом в нем не должны быть большого количества частиц глины или ила. Их наличие допускается, в небольшом количестве.
- Вода – вода для приготовления смеси должна иметь температуру не более тридцати градусов. При этом все компоненты должны быть смешаны в равном количестве.
Перед нанесением смеси в трубопровод, ее нужно тщательно размешать. Смесь должна быть однородной и теплой, это способствует предотвращению преждевременного застывания смеси.
Метод санации трубопровода посредством нанесения цементно – песчаной смеси имеет множество положительных сторон. В первую очередь, к плюсам эксперты относят то, что работы проводятся сравнительно просто и быстро. Также многие отмечают относительно низкую стоимость работ по восстановлению участка после прокладки труб.
После проведения санации трубопровод может быть введен в эксплуатацию в течение пяти суток.
Несмотря на то, что технологический цикл процесса можно назвать достаточно продолжительным, это не является большим его недостатком. Наложив новое покрытие, можно увеличить срок службы старой, разрушенной трубы в среднем на десять лет. Покрытие, содержащее цемент и песок является качественным и отлично подходит для санации водопроводных сетей, за счет того, что оно устойчиво к различным нагрузкам, в том числе и механическим. Также покрытие может прослужить достаточно долго.
При использовании покрытия из смеси цемента, песка и воды, можно в несколько раз уменьшить скорость распространения коррозии или же вовсе предотвратить ее образование на внутренних стенках трубопроводной магистрали любого типа. Может быть снижено количество минеральных отложений на стеках труб, наростов химического или биологического типа. После ремонта в несколько раз улучшаются гидравлические свойства трубы, а также увеличивается ее пропускная способность. Стенки становятся более гладкими, напор увеличивается, а гидравлическое сопротивление снижается.
Может быть значительно снижено количество потребляемой электрической энергии в процессе перекачки или транспортировки воды, а количество утечек уменьшается в несколько раз, за счет снижения количества трещин.
В процессе производства ремонтных работ состояние водопровода существенно улучшается, а значит, качество воды, которая подается через него, становится более высоким, и полностью соответствует всем стандартам. Вода не загрязняется токсинами и химикатами, которых на стенках трубы после санации попросту нет. Однако, через некоторое время может потребоваться повторная санация. Чтобы не допустить возникновение серьезной проблемы, нужно время от времени проверять состояние водопровода, и при обнаружении незначительных проблем, сразу же устранять их.
При нанесении защитного раствора на стенки труб можно обеспечить их гладкость и снизить сопротивляемость. При этом также снижается скорость обрастания стенок ржавчиной. Сам по себе раствор их песка с цементом представляет собой пористую, тяжелую массу, и именно это выгодно отличает данную смесь от всех других известных видов покрытий. На пористой поверхности, даже при постоянном контакте с водой, ржавчина не образуется. Цемент только лишь гидратируется, в результате чего образуется гидроокись кальция. Если раствор был нанесен на стальную трубу, то она в результате такого окисления пассивируется, что благотворно влияет на ее характеристики, в частности, повышается сопротивляемость стали к коррозии.
По результатам множества проведенных исследований становится понятно, что в воде, подаваемой по трубам, обитает большое количество различных видов бактерий. В цементном покрытии исключено образование наслоений из моллюсков, поскольку они не могут обитать в щелочной среде, которая образуется на поверхности цемента.
Также в пользу цементного покрытия можно привести следующий факт – при проведении исследований специалисты поняли, что цементное покрытие обладает способностью самозатягиваться. Если были образованы небольшие трещины, они, под действием воды, зарастают.
Заказчики ценят метод санации песком и цементом по той причине, что в подаваемой через трубы воде существенно снижается концентрация хлора, что в свою очередь избавляет владельца магистрали от необходимости нести большие потери из – за сорбции кальция и образовании коррозии.
Преимуществ у данной технологии очень много, однако, есть и недостаток.
Если труба эксплуатируется достаточно долго, и срок превышен в несколько раз, то нанесенное защитное покрытие может перестать действовать, а иногда оно тоже разрушается по той причине, что на него оказывается постоянное воздействие большого сопротивления воды или другой транспортируемой жидкости или же различных химических веществ. Воздействие может быть и механическим, в особенности, если трасса расположена под крупнейшей федеральной трассой.
Также механическое повреждение трубы может возникнуть из – за недостаточной прочности покрытия, или появившихся в нем трещин, в которые проникает вода. Трещины, чаще всего, образуются в том случае, если раствор из цемента был неправильно приготовлен. Последняя и самая распространенная причина повреждения защитного покрытия – эрозия.
Однако не всегда разрушение имеет механический характер. Химическое разрушение происходит чаще, и ему способствуют такие факторы, как воздействие химических кислот в высокой концентрации, а также воздействие углекислого или аммиачного газа, щелочей. Может образоваться биологическая коррозия, с большим уровнем сероводорода, который способствует разрушению стенок.
Когда принимается решение о том, какой метод выбрать, и следует ли прибегать к реновации, специалист должен в обязательном порядке провести исследование и принять во внимание все обстоятельства, в которых могут быть разрушены даже сравнительно новые трубы. Некоторые виды технологий могут оказаться нецелесообразными из – за того, что труба имеет определенные характеристики, и в результате поставленная цель, такая, как повышение показателей прочности или проходимости трубы, не будет достигнута должным образом.
Чтобы просанировать трубопровод, используя при этом специальный, защитный раствор, следует выбрать одну из нескольких популярных и эффективных методов, в частности – поршневой, нанесение цементно – песчаного покрытия путем центробежного набрызга или центрифугирования.
При ремонте труб среднего диаметра целесообразно применить поршневой метод. В данном случае проводить работы можно, использовав один, или несколько, заранее установленных технологических колодцев. Участок, на котором проводится ремонт, может достигать около двухсот метров. Проводить работы можно, используя самое обычное оборудование. Преимущество заключается в том, что поршневой метод подходит для работ в центре города.
На внутренние стенки наносят предварительно подготовленный раствор из песка с цементом. Можно не только устранить все обнаруженные утечки жидкости, но и загерметизировать свищи, благодаря чему владелец трубопровода не останется в минусе из – за большой потери транспортируемой жидкости.
Работы проводятся в полном соответствии с правилами строительства и ремонта магистралей. Прежде всего, смесь для санации заливают в оборудование, после чего раствор наносят на стенки тонким слоем, давая ему просохнуть. По мере высыхания становится понятно, нужно ли наносить еще слои. Один слой за другим, так достигается нужная толщина стенок.
Однако, если нужно отремонтировать трубу достаточно большого диаметра, поршневой метод может оказаться неэффективным и следует применить метод набрызгивания раствора на стенки с помощью работы установки. На головку облицовочного аппарата наносится нужное количество смеси, которая разбрызгивается по стенкам в определенном количестве. Для производства работ потребуется выкопать двухметровые котлованы или же установить камеры по всей траектории магистрали, подлежащей ремонту.
Метод не является новым, он был давно изобретен и использован во многих странах мира, однако, за последние годы, получил большое распространение и развитие.
Центрифугирование – метод нанесения покрытия с помощью специальной установки. Перед началом работ трубу нужно очень тщательно очистить от налета и загрязнений. Устройство с центрифугой вводят в трубу и закрепляют на тросе. В установку вводится нужное количество раствора. При разбрызгивании смеси все трещины и разрушенные участки надежно заделываются.
Может потребоваться многоразовое нанесение смеси для того, чтобы стенки достигли нужной толщины и были защищены от негативного воздействия должным образом. Не имеет значения, какой длины участок, подлежащий ремонту – оборудование перемещается с места на место до тех пор, пока не будут починены все разрушенные участки.
Центрифугирование не подходит для санации труб, имеющих большие изгибы и повороты. Это связано с тем, что установки для разбрызгивания смеси не смогут преодолеть подъемы и спуски, а также становится невозможной предварительная, тщательная чистка трубы.
Если другой метод применить невозможно, то потребуется вскрывать трубу в нескольких местах, и это можно назвать существенным недостатком.
Независимо от того, какой метод санации или восстановления труб будет выбран, чистка потребуется обязательно. На стенки с наростами и налетом невозможно нанести смесь ровно.
Для подготовки труб и очистки от наростов используют механические приспособления различного типа и водонапорные шланги. Это не единственные методы чистки, но они – самые эффективные.
Если требуется аварийная чистка трубы и восстановление, то следует использовать оборудование, оснащенное штангами, на которых закрепляются установки.
Чтобы подготовить трубопровод к процедуре санации, необходимо использовать приспособления для очистки труб, которые протаскиваются внутрь с помощью лебедки. Основными достоинствами механической чистки трубопровода является минимальный объем подготовительных работ перед санацией. Также большое значение имеет экологичность метода и сниженная стоимость работ и оборудования для чистки. С помощью механической чистки можно быстро избавиться от большинства засоров, например, если они вызваны застреванием в трубе корней деревьев.
Для механической чистки используются специальные «ерши» из металла и резиновые пыжи.
Следует отметить, что относительно недавно была разработана и внедрена технология для санации и ремонта магистральных трубопроводов с использованием быстро полимеризующихся покрытий. После нанесения такого покрытия в трубе образуется чистая и цельная оболочка небольшой толщины. Это напоминает метод санации «труба в трубе».
Если возникла необходимость отремонтировать достаточно большую площадь трубопроводной магистрали, то рекомендуется использовать новейшие технологии и наносить защитное покрытие на все участки, которые разрушены или покрыты коррозией. Только за один проход можно отремонтировать площадь протяженностью около двухсот метров.
Технология приобретает большую популярность, во многом за счет того, что полностью отпадает необходимость восстанавливать всех входные отверстия и отводы после проведения ремонта. Также нет необходимости перекрывать трубу, достаточно перекрыть лишь только сквозные щели небольшого размера.
С каждым днем растет популярность метода релайнинга, при котором санация осуществляется за счет затягивания в старую трубу новой, сделанной из полиэтилена. При этом новая труба имеет чуть меньший диаметр, но это нисколько не нарушает работу трубопровода. Трубы из современных материалов не только имеют гладкие стенки, но и они очень тонкие, что позволяет использовать их, не боясь нарушить пропускную способность магистрального или обычного трубопровода, даже если диаметр будет уменьшен.
Не нужно освобождать место для новой трубы, ее прокладывают прямо в старой, которая становится своего рода футляром. В результате работ на месте старой трубы получаются новые, совершенно цельные и безаварийные.
Использование этого метода особенно подходит, если нужно построить магистраль очень быстро, отчего заказчик не теряет много денег из – за прекращения подачи воды или газа.
Другой метод – берстлайнинг, более радикален, но и эффективен. Его применяют в том случае, если нужно полностью разрушить старую трубу и протянуть новую, увеличив при этом диаметр. Новая труба прокладывается одновременно с разрушением старой. Одна из разновидностей данного метода – Пайп – берстлайнинг подразумевает полный разрыв трубы. При этом на выходе получается новая, полиэтиленовая или стальная труба.
Санация трубопровода – одна из разновидностей ремонтных работ, которая применяется в случае необходимости восстановления свойств аварийного или негодного трубопровода различного значения. Санации подлежат водопроводы, теплопроводы, канализации и футляры для инженерных коммуникаций.