30 Апр

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАВИСИМОСТИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ ТРУБОПРОВОДОВ СЕТЕЙ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ОТ МАТЕРИАЛА, ДИАМЕТРА И ДАВЛЕНИЯ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

В соответствии с ФЗ от 29.12.2014 г. № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении» [1], и постановлением Правительства Российской Федерации от 05.09.2013 года № 782 «О схемах водоснабжения и водоотведения» [2], надёжность систем водоснабжения является одним из ключевых целевых показателей, определяющих эффективность их работы. При этом, в соответствии с приказом Минстроя России от 05.08.2014 № 437/пр [3] показатели надежности сетей водоснабжения требуется определять не реже чем через 5 лет эксплуатации.

Актуальность этого вопроса определяется и тем, что ремонт и восстановление трубопроводов является одной из самых значительных статей затрат организаций, эксплуатирующих водопроводные сети. Учитывая, что с целью снижения эксплуатационных затрат современные системы водоснабжения создаются зонированными с поддержанием в каждой зоне минимального давления [4, 5], оценка зависимости показателей безотказности трубопроводов сетей водоснабжения от материала, диаметра и давления представляет научный и практический интерес.

Поэтому, в данной статье приведены результаты исследования интенсивности отказов трубопроводов сетей водоснабжения из различных материалов в зависимости от диаметра и рабочего давления на примере систем водоснабжения Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Основными видами труб, используемых на этих сетях, являются чугунные, стальные и полиэтиленовые трубы.

Методика исследования интенсивности отказов состояла из следующих этапов:

  1. Сбор данных о всех произошедших авариях, с указанием всех параметров (времени аварии, продолжительности, материале трубы, диаметре, характере повреждения и т.д.);
  2. Получения данных о системе водоснабжения в целом и деление её на зоны равных давлений;
  3. Распределение данных, полученных на первом этапе, по зонам равных давлений;
  4. Определение интенсивности отказа труб во всех зонах равных давлений;
  5. Определение зависимости интенсивности отказов от материала труб, их диаметра и величины давления.

На первом этапе получена вся информация о аварийности транспортных коммуникаций системы водоснабжения, основными характеристиками которой являются:

– дата и время, когда произошла авария;

– место аварии;

– диаметр и материал вышедшей из строя трубы;

– характер повреждения;

– выполненные работы.

Для примера в таблице 1 приведён фрагмент базы данных по аварийности транспортных коммуникаций сетей водоснабжения.

На втором этапе выполнено деление системы водоснабжения на зоны равных давлений по диапазонам, представленным в таблице № 2. При этом использованы результаты манометрического контроля фактического давления. Важным вопросом на данном этапе является определение географических границ зон, что позволяет на следующем этапе распределить по зонам конкретные аварии путём сопоставления географических координат (адреса аварии).

Таблица 1

Фрагмент базы данных аварийности сетей водоснабжения

№ п/п смена
(дата)
Диаметр трубы Материал трубы Место повреждения Характер повреждения Выполненные работы
50 06.01.2013 400 пнд пр.ч арматура подтянули обжимной фланец
51 06.01.2013 80 чугун газон перелом муфта
52 07.01.2013 200 сталь пр.ч свищ накладка
53 07.01.2013 250 чугун пр.ч арматура замена хомутов
54 07.01.2013 150 чугун пр.ч арматура переустановка заглушки
55 07.01.2013 500 сталь газон свищ накладка
56 07.01.2013 200 сталь газон свищ накладка
57 07.01.2013 200 чугун пр.ч перелом муфта
58 08.01.2013 300 чугун газон спай осадка
59 08.01.2013 100 чугун газон перелом муфта

Таблица № 2.

Критерии деления системы водоснабжение на зоны равных давлений

№ зоны Диапазон давлений, м.в.с. Среднее давление в зоне, м.в.с.
1 0-19 17,5
2 20-24 22,5
3 25-29 27,5
4 30-34 32,5
5 35-39 37,5
6 40-44 42,5
7 45-49 47,5
8 50-54 52,5
9 55-59 57,5
10 60-64 62,5

На третьем этапе база данных аварийности, полученная в результате выполнения первого этапа, путём формулирования запросов по давлениям, сформулированных на втором этапе, разбита на десять выборок, см., рис. 1. Таким образом сделаны выгрузки информации о всех основных и необходимых параметрах труб, попавших в ту или иную зону (длинах, материалах, диаметрах, характере аварии).

Результатом выполнения первых трех этапов являются выгрузки информации о всех основных и необходимых параметрах труб, попавших в ту или иную зону (длинах, материалах, диаметрах, характере аварии). Это дало возможность для дальнейшей обработки результатов и получении зависимости значений интенсивностей отказов труб от их материала, диаметра и рабочего давления.

Рисунок 1. Алгоритм получения информации о трубах, расположенных в зонах с равным давлением

На четвёртом этапе определены интенсивности отказа труб во всех зонах равных давлений. Пример выполнения работ этого этапа для чугунных труб представлен в табл. 3. Аналогичным образом получены результаты для всех материалов труб.

На пятом этапе определены зависимости интенсивности отказов труб  от их материала, диаметра  и величины фактического давления . В частности:

В графическом виде полученные зависимости для разных материалов труб представлены на рис. 2, 3 и 4.

Таблица 3.

Данные и результат расчёта интенсивности отказов чугунных труб

Диаметр, мм

Зона № 4 (Р=32,5 м)

Зона № 5 (Р=37,5 м)

Длина труб, м Кол-во аварий, шт/год Интенсивность отказов, 1/год*км Длина труб, м Кол-во аварий, шт/год Интенсивность отказов,

1/год*км

50 23552,92 17 0,721779 40653,17 48 1,18072
75 2924,45 1 0,341945 3859,61 2 0,518187
100 63639,83 37 0,581397 188145,9 125 0,664378
150 121927,4 24 0,196838 241128,7 140 0,580603
200 85824,56 14 0,163123 247718 120 0,484422
250 6913,57 2 0,289286 31757,16 12 0,377868
300 36495,74 6 0,164403 172601 60 0,347623
400 33010,63 6 0,18176 80091,56 30 0,374571
500 11391,2     38081,3 12 0,315115
600 12147,6     38555,6 22 0,570605
700 6513,69 1 0,153523 20751,45 6 0,289136
750 3069,43 1 0,325793 14405,51 2 0,138836
900 619,88     29647,11 17 0,573412

Выводы:

  1. На основании результатов анализа интенсивности отказов труб из всех материалов можно сделать следующие выводы:

— количество аварий уменьшается с увеличением диаметра;

— количество аварий возрастает с увеличением рабочего давления в трубопроводе.

  1. Характер зависимости интенсивности отказов от материала, диаметра и давления в сети достоверно описывается уравнением вида:

Список литературы:

  1. Федеральный Закон РФ от 07.12.2011 г. (в ред. от 29.12.2014 года) «О водоснабжении и водоотведении»;
  2. Постановление Правительства РФ от 05.09.2013 г. № 782 «О схемах водоснабжения и водоотведения»;
  3. Приказ Минстроя Россииот 05.08.2014 № 437/пр «Об утверждении требований к проведению технического обследования централизованных систем горячего водоснабжения, холодного водоснабжения и (или) водоотведения, в том числе определение показателей технико-экономического состояния систем водоснабжения и водоотведения, включая показатели физического износа и энергетической эффективности объектов централизованных систем горячего водоснабжения, холодного водоснабжения и (или) водоотведения, объектов нецентрализованных систем холодного и горячего водоснабжения, и порядка осуществления мониторинга таких показателей».
  4. Многозонная система водоснабжения: патент на полезную модель №65906, Рос. Федерация: МПК E03B7/04 (2006.01)/ Кармазинов Ф.В.,
    Кинебас А.К., Беляев А.Н., Ильин Ю.А., Игнатчик В.С., Игнатчик С. Ю. и др.; опубл. 27.08.2007, Бюл. № 24;
  5. Оптимизация подачи воды в зоне влияния Урицкой станции Санкт- Петербурга // Кинебас А.К., Ипатко М.Н., Ильин Ю.А., Игнатчик В.С., Игнатчик С.Ю. и др. // Водоснабжение и санитарная техника. – 2009. — № 10, Ч. 2. С. 12-17.
    РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАВИСИМОСТИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ ТРУБОПРОВОДОВ СЕТЕЙ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ОТ МАТЕРИАЛА, ДИАМЕТРА И ДАВЛЕНИЯ
    Written by: Игнатчик Виктор Сергеевич, Саркисов Сергей Владимирович, Путилин Павел Александрович
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 03/27/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_4(13)
    Available in: Ebook