1 стр. из 1

Состояние окружающей среды обитания и проживания людей определяет одну из наиболее острых проблем социального характера, затрагивающих интересы каждого человека. Острота данной проблемы в значительной степени зависит от состояния инженерной инфраструктуры населенных пунктов, промышленных предприятий и в первую очередь от состояния сетей водоснабжения и водоотведения, играющих важнейшую роль в жизнеобеспечении городов и промпредприятий.

Двадцатый век был веком бурного развития индустриализации всех стран, в результате чего выросли гигантские предприятия и города-мегаполисы, развивалась их инженерная инфраструктура, появились трубопроводные сети крупных масштабов. Большая часть трубопроводных систем строилась из стальных и чугунных труб. Как мы знаем сейчас, многие водопроводные сети и сети водоотведения строились без должной коррозионной защиты, что не могло не привести к проблемам сегодняшнего дня. Серьезные аварии на инженерных сетях, связанные с выходом из строя устаревших трубопроводов, по нанесенному ущербу лишь немногим уступают взрывам и пожарам. Примерно 70% водопроводов России находятся в неудовлетворительном (предаварийном) состоянии, треть всех трубопроводов требует полной замены. Ежегодно на водопроводных сетях России происходит около 75 тысяч аварий, на водоотводящих — 90 тысяч, и их число неуклонно растет год от года.

В ряде случаев техногенные аварии и нарушения санитарного режима приводят к вспышкам инфекционных заболеваний.

Поэтому на сегодняшний день в условиях современных городов предупреждение старения и выхода из строя подземных инженерных сетей, устранение, локализация и минимизация последствий аварий являются главными задачами коммунальных эксплуатационных служб. Сейчас недостаточно быстро устранять аварии на инженерных сетях, необходимо иметь разработанный новый научно обоснованный подход к прогнозированию и предотвращению самих аварий. Только реализация данной политики будет способствовать выполнению социальных и экологических задач современного города.

В последнее время в сфере эксплуатации и ремонта городских коммунальных систем имеет место направление, получившее название бестраншейных технологий строительства и санации (восстановления) трубопроводных систем, являющиеся альтернативой открытому способу строительства и ремонта. Под санацией трубопровода принято понимать приведение его в такое состояние, в котором он по прочностным и гидравлическим характеристикам не уступает параметрам вновь построенного того же диаметра. И, разумеется, надежность данного санированного трубопровода обеспечивает требуемую его функциональность, отдаляющую нормативный износ трубопровода, вызванный коррозией или разрушением.

В развитых странах, где требования к качеству воды очень строгие, коррозионными повреждениями считаются не только сквозные отверстия (свищи), но и изменение диаметра трубы из-за отложений на ее внутренних стенках, а также ухудшение качества воды за счет насыщения продуктами коррозии.

Итак, как уже было сказано выше, в основном водопроводные сети построены из металлических труб (стальных и чугунных). Металлические трубы обладают благоприятными механическими свойствами, но они очень сильно подвержены коррозии, и при неудовлетворительной антикоррозионной защите срок их службы не долговечен. Трубы из серого чугуна очень устойчивы ко всем видам коррозии. Однако из-за хрупкости этого металла область применения его ограничена. Трубы из ковкого чугуна, где имеются включения шаровидного графита, обладают достаточными прочностными характеристиками и упругостью, однако, как и стальные трубы, неустойчивы к различного вида коррозионным процессам и требуют антикоррозионную защиту как наружной, так и внутренней поверхности.

Особое внимание коммунальные службы уделяют уже работающим трубам из металла. Имеется большой выбор бестраншейных технологий санации ветхих трубопроводов, находящихся в эксплуатации. По современной классификации можно выделить два основных направления санации труб:
 - применение набрызговых технологий;
 - ввод в старую трубу сплошных покрытий.

Сплошные покрытия подразумевают протаскивание в поврежденную трубу нового трубопровода из полимерного материала или гибкого комбинированного рукава (чулка), формирующего новую трубу внутри старой.

Эти методы различаются между собой специфическими особенностями, сложностью выполнения и ценой. Выбор той или иной технологии санации определяется после тщательной диагностики состояния трубы и с учетом факторов, влияющих на качество санации. Подобное заключение должна давать квалифицированная техническая экспертиза.

В качестве защитных материалов при набрызговых технологиях в разное время применялись лакокрасочные материалы, эпоксидные смолы, битумные покрытия, однако по санитарным нормам, по причине высокой стоимости и из-за недостаточной надежности от этих материалов со временем отказались.

Очень широкое распространение во всем мире получила технология защиты внутренней поверхности трубы цементно-песчаным раствором. Высокое антикоррозионное качество защиты стальных конструкций бетоном было известно давно, а в США с конца 19 века начали защищать от коррозии и стальные, и чугунные трубы. С начала 20 столетия подобная практика защиты труб приняла большие масштабы и в Европе. И по сей день выпускаемые стальные и чугунные трубы имеют внутреннюю цементно-песчаную защиту. В Европе при строительстве трубопроводов из ковкого чугуна в особо агрессивных грунтах (болотах) защиту цементным раствором наносят и на наружную поверхность трубы.

Метод защиты внутренней поверхности трубы цементно-песчаным раствором является одним из самых привлекательных по соображениям гигиены и экономическим показателям. Он прост в исполнении, по окончании санации не требует сложных мероприятий по запуску трубопровода в эксплуатацию.

Прочность цементного камня достигает 600 кг/кв. см, что обес-печивает достаточную герметичность, а качественно выполненное покрытие улучшает гидравлические свойства трубопровода. При исследовании гидравлических характеристик потока воды в трубе до санации и после благодаря уменьшению коэффициента трения гидравлические показатели на порядок выше. Стоит отметить, что данные показатели выше даже по сравнению с новым трубопроводом, где внутренние стенки еще не успели покрыться отложениями. Это возможно даже при уменьшении диаметра трубы из-за образования на поверхности цементного покрытия гидрофильного слоя по сравнению с новым трубопроводом.

Главное защитное свойство цементного слоя состоит в способности предотвращать коррозию металла. Цементно-песчанный слой представляет собой пористую массу, чем выгодно отличается от других покрытий, где требования герметичности совсем иные. При постоянном контакте с водой в поры покрытия проникает вода, происходит реакция гидратации цемента с образованием раствора гидроокиси кальция (pH 12,6, среда щелочная). Сталь пассивируется за счет образования защитного слоя из окислов железа.

В таких условиях низколегированная сталь не корродирует. Как видим, к цементному камню требования абсолютного отсутствия пористости можно не применять. Известно, что некоторые виды железобактерий, например моллюск дрейсена, не живут в щелочной среде, и подобные обрастания на цементном покрытии не встречаются. Лабораторные опыты показывают, что даже если при нанесении цементного раствора в защитном слое и образовались трещины, то со временем они затягиваются образующимся при взаимодействии воды и цементного камня карбонатом кальция с достаточными прочностными характеристиками. Технология защиты труб цементно-песчаным раствором позволяет экономить на значительном снижении остаточной концентрации хлора в питьевой воде из-за сокращения потерь на сорбцию окислителя пористыми коррозионными обрастаниями по причине их полного отсутствия.

Технология санирования изношенных трубопроводов методом нанесения ЦП покрытия, особенно в местах жилых застроек с развитой сетью инженерных коммуникаций, обеспечивает значительную экономию времени и средств на выполнение работ. Стоимость работ по санации изношенных труб составляет порядка 40–50% от стоимости строительства нового трубопровода. После санации старых трубопроводов наблюдается значительная экономия электроэнергии, расходуемой на подачу воды к потребителям.

Экономия электроэнергии при эксплуатации трубопроводов с внутренней ЦП изоляцией существенна даже при сравнении с новыми трубами, не имеющими на своей поверхности инкрустаций. Об этом свидетельствуют результаты (табл. 1), приведенные в брошюре «Защита трубопроводов от коррозии» (Москва, ВНИИ МП, 1998 г.).

Табл. 1. Стоимость электроэнергии, затрачиваемой на транспортирование воды по новым трубопроводам и трубам, восстановленным методом ЦП покрытия (тыс. руб. в год)

Тем более наглядна экономия электроэнергии при транспортировке воды по трубопроводам после тридцати лет эксплуатации (табл. 2).

Табл. 2

Нм — потери напора на участке сети; S — удельное сопротивление; стоим. — стоимость э/энергии, дана в рублях на 1 м трубопровода в год. Стоимость 1 кВт•час условно принята за 0,5 рубля.

Данная технология санации обеспечивает:
 - предотвращение коррозии внутренней поверхности трубопроводов;
 - предотвращение минеральных отложений и биологических обрастаний;
 - увеличение пропускной способности действующего трубопровода;
 - снижение потребления э/энергии для транспортировки воды до потребителя;
 - сохранение качества питьевой и технологической воды;
 - увеличение срока службы трубопровода;
 - отсутствие утечек воды и подтопление территорий.

Метод восстановления (санации) и защиты трубопроводов с нанесением цементно-песчаного защитного слоя в силу экономических аспектов, простоты технологии и доступности исходных материалов является на сетях водопровода в условиях современной России, переживающей сложный период преобразований и экономического кризиса, с моей точки зрения, самым привлекательным и распространенным.

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!