КАК БЫ НЕ ВЫЛЕТЕТЬ В ТРУБУ?

Протяжённость подземных трубопроводов жилищно-коммунального комплекса, которые сегодня эксплуатируют по всей стране, — около 1 млн км. Более половины из них, 523 000 км, — водопроводы. Добавим сюда не менее 3 млн км внутридомовых трубопроводов систем холодного и горячего водоснабжения. Таков внутренний скелет металлических артерий российской промышленности.

Традиционно трубы производят из таких материалов, как сталь, бетон, хризотил/асбест, полиэтилен (ПЭ) и полипропилен (ПП). Нетрадиционные в сравнении с перечисленными — это сшитый ПЭ (изопрофлекс, изопэкс), новые разновидности ПЭ-труб с улучшенными свойствами, а также композитные трубы (стеклопластик и базальтопластик).

«Например, за рубежом композитные трубы применяют уже более 60 лет, в России столь же долго — в «оборонке» и «космосе», а вот в гражданском секторе — не более 30 лет. Поэтому нетрадиционные они скорее не по возрасту, а по мизерному объёму их использования в российской экономике. Наше предприятие с корнями из «оборонки» уже 30 лет выпускает для «гражданки» композитные трубы из стеклопластика, базальтопластика и комбинированного стеклобазальтопластика СБПТ. Их применяют в ЖКХ, промышленности, сельском хозяйстве, «нефтянке» и даже для берегозащиты от штормовых волн — но очень мало, а ведь композиты могли бы дать существенный эффект экономике в любой из отраслей», — рассказывает учредитель ООО «ТД «Базальтовые трубы» Владимир Ефремов.

Подробнее об износе трубопроводов

«Износ трубопроводов по всей России — от 60 до 90%, чтобы не пересечь этот опасный рубеж, ежегодно нужно заменять 4–5%. В реальности же ремонтируют в среднем 1%: ситуация становится всё хуже. Поэтому одна из основных проблем — те, кто «командует» в стране трубопроводами, а это прежде всего Минстрой и система ЖКХ в целом, — практически ничего не делают для того, чтобы найти современное решение. И целенаправленно закупают преимущественно стальные трубы, которые неизбежно подвержены коррозии, игнорируя дешёвые композитные решения. Доля полимерных труб — ничтожна. Немного лучше ситуация в холодном водоснабжении, где ПЭ-трубы всё же получили распространение», — отмечает Владимир Иванович.

В теплосетях стальные трубы неизбежно подвергаются наружной и внутренней коррозии, среди других проблем — зарастание рабочего прохода, потери тепла и, как следствие, ограниченный срок службы, необходимость частых ремонтов и замен. Эти проблемы особенно актуальны там, где высок уровень грунтовых вод, агрессивные грунты, наведённые токи от городских электрокоммуникаций и другие факторы. Ещё одна проблема — потеря тепла. Теплопроводность стеклобазальтопластика в 150 раз ниже, чем стали, что снижает теплопотери и позволяет лучше сохранять внутри трубопроводов температуры, необходимые по технологическим режимам. Можно понижать температуру теплоносителя на выходе с генерирующих мощностей и доставлять тепло до потребителей с минимальными потерями. Так можно сэкономить 15–20% топлива в котельных и на ТЭЦ.

Более того, композиты рассчитаны на долговременную рабочую температуру до +150 °С. Что касается теплоизоляции, в предизолированном варианте могут быть использованы те же материалы, что и для стали, но для СПБТ нужен слой меньшей толщины.

«При температурах теплоносителя выше +130 °С (предел ограничения для ППУ) на СБПТ можно нанести предварительный слой тонкостенной микропористой теплоизоляции, что позволит снизить температуру до +110–115 °С или даже ниже, то есть до разрешённого для ППУ предела, и тогда использовать ППУ для теплоизоляции магистральных теплопроводов», — утверждает Владимир Ефремов.

Некоторые характеристики композитов — на уровне некоторых конструкционных сталей, например, предел прочности на растяжение до 500 Мпа. При этом нетрадиционные материалы упругие и способны выдерживать знакопеременные нагрузки, в отличие от стали, у них отсутствует текучесть.

В конечном счёте потребителю неважно, в чём принципиальное отличие технологий производства стальных и композитных труб. Главное, каким будет сам продукт и как долго послужит. На вопрос, почему полимерные трубы с улучшенными свойствами не получили широкого применения, Владимир Иванович отвечает весьма прагматично.

«Потому что они слишком долго служат: их не нужно каждый год закупать и заменять новыми. В нашей экономике, ориентированной на затраты (по схеме больше потратил — больше заработал), надёжные и долговечные трубы мало кому нужны. У нас бюджет «пилят», а не экономят», — считает эксперт.

«Зарастание» системы

Большинство систем теплоснабжения в качестве теплоносителя используют воду, химический состав которой определяет её «агрессивность» по отношению к стенкам трубопроводов. Определяющим фактором здесь эксперты называют систему водоподготовки — процесс нейтрализации растворённых в жидкости веществ. Их спектр довольно широк, начиная от карбонатов кальция и магния, заканчивая различными солями.

«В реальности установки водоочистки используют редко и далеко не везде. В основном по трубам течёт техническая или водопроводная вода. В зависимости от температуры и давления растворённые в ней элементы оседают или выпадают в осадок. Агрессивное действие транспортируемой воды на внутреннюю поверхность металлических труб вызывает коррозию, образуется накипь. Кроме того, в трубах живут микроорганизмы, бактерии, которые формируют сапропелевые отложения. Всё это становится причиной зарастания труб», — комментирует коммерческий директор ООО «Р-техно» Ольга Параева.

Как меняются теплотехнические параметры системы по мере их зарастания? Специалисты отмечают, что сапропелевые отложения, ржавчина, соли накипи и твёрдые инородные тела, которые скапливаются на дне и на внутренних поверхностях труб, значительно увеличивают гидродинамическое сопротивление системы теплоснабжения, то есть уменьшают теплоотдачу. Как гласит статистика, системы отопления с десятилетним сроком эксплуатации более чем на 50% забиты самыми разными загрязнениями.

«При этом каждый миллиметр в толщине отложений увеличивает расход топлива примерно на 25%. Более того, внутренние отложения повышают затраты электроэнергии на прокачку теплоносителя по трубопроводам и радиаторам, создают дополнительные гидравлические сопротивления, а также могут привести к авариям в системе отопления», — описывает процесс Ольга Александровна.

Вредные отложения можно удалить только путём регулярных процедур промывки труб, способов множество: механический, гидропневматический, химический, электроразрядный и другие. Одним из эффективных решений с технологической точки зрения считается гидроимпульсная очистка трубопроводов. Технология подразумевает очистку в условиях создания эффективной турбулентности с применением импульсного пневмогенератора (ИПГ).

Пневматическая гидроимпульсная очистка подходит для управляющих, теплогенерирующих компаний для промывки стояков отопления МКД, систем горячего и холодного питьевого водоснабжения, а также котлов и теплообменных аппаратов.

К СЛОВУ
Полимерные и композитные трубы в 4–8 раз легче, чем стальные аналоги, что значительно упрощает и удешевляет их доставку и монтаж.

К СЛОВУ
Применение СБПТ в отоплении и ГВС разрешает действующая редакция СНиП (СП 124.13330.2012 Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003), который позволяет использовать их до 135 °С.

Расчётные характеристики работы импульсного пневмогенератора:
скорость срабатывания клапана — 0,1 мс;
пропускная способность — Ду 26 мм;
скорость отсечения воздушного потока — 0,1 мс;
напряжение питания – 220 В.
ЭКСПЕРТ


Ольга Параева,
коммерческий директор ООО «Р-техно»

«Промывка трубопроводов с помощью установок «БУЧА», оснащённых импульсным пневмогенератором, оптимальна в соотношениях: глубина очистки — длительность очистки — простота технических подключений. Этот метод позволяет сократить время очистки, поэтому его можно назвать ресурсосберегающим в отношении трудозатрат и водопользования.

Для качественной гидравлической промывки систем теплоснабжения необходимо создать условия для турбулентного движения жидкости, то есть разогнать её до 6–10 м/с. В данном случае потребуются производительные насосы мощностью до 4–10 кВт в зависимости от площади сечения трубы, а это экономически нецелесообразно. Частично проблему решает подача сжатого воздуха под давлением в проточную воду. Однако для качественной промывки также необходимо применять крупное по габаритам оборудование с высоким уровнем энергопотребления. Технология с применением ИПГ позволяет обеспечить турбулентность потока жидкости импульсно, то есть выполнить ту же работу, но с существенно меньшими затратами ресурсов, используя компактное оборудование.

ИПГ формирует пневматический импульс длительностью от 0,02 с энергией выхлопа до 3 кДж и передаёт её в жидкость со скоростью до 60 м/с. Важно, что скорость отсечения импульса создаёт зону отрицательного давления, что реализует эффект импульсного вакуумирования. Возникает комплексное воздействие: гидравлическим способом, пневматическим с эффектами барботирования и гидродинамической кавитации, акустическим (ультразвуковым).

Другими словами, по сравнению с насосом или компрессором для промывки оборудование с настоящим ИПГ, во-первых, производит ту же работу за меньшее время, во-вторых, усиливает эффективность и глубину очистки стенок от загрязнений, в-третьих, многократно выигрывает в весогабаритных показателях, что особенно важно при работе в труднодоступных местах».

«Промышленные страницы Сибири» №10 (143) октябрь 2019 г.
Единый промышленный портал Сибири
epps.ru