АНАЛИТИКА

Техническое диагностирование и последующая экспертиза промышленной безопасности подающих труб тепловых сетей – относительно новый объект экспертной деятельности. В работе обобщается трехлетний опыт оценки технического состояния этих трубопроводов, отработавших в отдельных случаях более 40 лет.

С 1 января 2007 г. подающие трубы тепловых сетей стали объектом надзора как устройства, попадающие под действие ПБ 10-573-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды». Соответственно, с этого момента на эти объекты стали распространяться все требования Ростехнадзора в части порядка эксплуатации, проектирования, экспертизы промышленной безопасности и т. п.

Диагностические работы и экспертизы позволили сформулировать предельное состояние – разрушение трубы вследствие коррозионного износа. Следует сразу отметить, что коррозионные процессы снаружи и изнутри трубы различны.

Так, снаружи чаще всего имеет место общий равномерный коррозионный износ. Типичная поверхность показана на рис. 1.

Внутренняя поверхность трубы с рельефом «речного дна» показана на рис. 2.

Рис. 1. Поля общей коррозии на наружной поверхности подающей трубы 

Рис. 2. Внутренняя поверхность трубы с рельефом «речного дна»

На рис. 3 показана внутренняя поверхность с донными отложениями. Вероятно, эти механические примеси появляются в результате водозабора без последующей фильтрации. Имеются натеки явно органического происхождения (рис. 3).

Рис. 3. Состояние внутренней поверхности трубы

Изнутри коррозия интенсифицируется наличием большого количества растворенного кислорода и механическими примесями. Многочисленные измерения толщин стенок показывают, что в результате коррозионно-эрозионного износа сечение принимает эллипсовидную форму, причем стенки более утончаются в нижней части трубы. Эта разнотолщинность достигает иногда просто критических размеров до 80-90% начальной толщины. Отмеченная неравномерность коррозионного износа чаще всего и приводит к разрушению труб именно в нижней части. Измерения толщин стенок и расчеты показывают, что скорость коррозии снаружи находится в пределах 0,10-0,15 мм/год, изнутри до 0,52-0,63 мм/год.

 

Весьма опасным коррозионным процессом является образование язв и свищей. Эти локальные дефекты трудно выявляются при осмотре труб, особенно в непроходных каналах.

При удалении продуктов коррозии с поверхности труб установлено, что, наряду с общим коррозионным повреждением поверхности, имеет место интенсивная язвенная коррозия с глубиной язв до 3,5 мм от сегодняшней поверхности. Язвы располагаются в виде одиночных дефектов, но встречаются места в виде полей язвенной коррозии.

Проводя оценку влияния язвенной коррозии на прочность труб, мы предполагали, что язвы расположены отдельно (расстояние между смежными язвами не менее двух толщин стенки объекта).

Формализация дефекта – язвы показана на рис. 4.　

Рис.4. Формализация геометрии язвы

Для примера сравним остаточный ресурс при общей коррозии и остаточный ресурс при язвенной коррозии для следующих рабочих параметров (см. табл.):

1) Расчет, проделанный для общей коррозии, показал, что средняя скорость коррозии равна 0,22 мм/год, а остаточный ресурс равен 20-25 годам, условие (4) выполняется в течение этого расчетного срока.

2) Расчет ресурса из условия корр = 0,22 мм/год и равномерного изменения геометрии язвы (равномерное увеличение a, c, d) показывает, что ресурс ограничивается 9-10 годами, по истечении которых условие (4) не выполняется.

Таблица

Появление язвы на фоне общего коррозионно-эрозионного износа значительно ускоряет переход труб в предельное состояние. Следовательно, для водяных труб, труб тепловых сетей доминирующим повреждающим механизмом является язвенная коррозия.

Литература

1. ПБ 10-573-03. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды.

2. Мурзаханов Г. Х., Быстрова Н.А. Методы оценки остаточного ресурса трубопроводов. М.: СертиНК, 2008, 104 с.

3. РД 03-421-01. Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов.

Гевлич С.О., к.т.н.,

Мирзонов М.В., инж.,

Васильев К.А., инж.,

Кирякин А.Н., инж.,

ООО «Экспертиза» (Волгоград)