Онлайн переводчик http://translate.meta.ua
поменять
По-русски

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛА ТРУБОПРОВОДОВ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ОБСЛЕДОВАНИЯ ИНДИКАТОРОВ КОРРОЗИИ И ИНЖЕНЕРНОЙ ДИАГНОСТИКИ

В. И. Матвеев, заведующий лабораторией неразрушающего контроля и диагностики, МУП «Йошкар-Олинская ТЭЦ-1»,

д.т.н. С.Я.Алибеков, профессор, заведующий кафедрой «Машиностроение и материаловедение», МарГТУ, г. Йошкар-Ола

Коррозия наружная и внутренняя

Коррозия трубопроводов тепловой сети (ТС) является одним из основных факторов, определяющих надежность эксплуатации систем теплоснабжения. Наружная, внутренняя, двусторонняя коррозия значительно сокращают ресурс эксплуатации трубопроводов.

В СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети» устанавливается только «скорость наружной коррозии труб, которая не должна превышать 0,03 мм/год», поскольку считается, что в ТС внутренняя коррозия должна отсутствовать за счет надлежащего качества химводоподготовки.

Наружная коррозия всегда на виду. Достаточно провести шурфовку, вскрыть канал, удалить покрывные слои и становятся явными: нарушения, выполненные при монтаже и строительстве; затопление канала; близость расположения недостаточно изолированных подземных коммуникаций (кабелей и пр.). Как правило, коррозия и причина, вызвавшая ее, всем очевидны.

Все обстоит гораздо сложнее при развитии внутренней коррозии металла трубопроводов. Чаще всего ее фиксируют, когда уже возник порыв. Надо иметь убедительные факты, чтобы вырезать катушку из трубопровода с удовлетворительным состоянием строительных конструкций, с неповрежденным наружным антикоррозионным слоем.

Внутренняя коррозия, как и наружная, может быть локальной и сплошной. Причины, вызывающие сплошную внутреннюю коррозию, различны. Наиболее частыми причинами являются: неудовлетворительное качество химводоподготовки или «подсос» в тепловую сеть сырой воды, а так же развитие стояночной коррозии.

Развитие локальной внутренней коррозии в значительной мере зависит от коррозионной стойкости сталей, применяемых для изготовления труб, и определяется чистотой металла по коррозионно-активным неметаллическим включениям (КАНВ). Эти включения имеют сложный состав, но, как правило, содержат кальций [1].

Коррозионные пятна и язвы локализуются по местам скоплений КАНВ. Тепловые и гидравлические удары при проведении гидравлических испытаний около скоплений КАНВ могут привести к коррозионному растрескиванию и развитию микротрещин в полноценные порывы.

Установка индикаторов коррозии

В соответствии с [2, п. 4.12.27] на водяных тепловых сетях должен быть организован систематический контроль за внутренней коррозией трубопроводов путем анализа сетевой воды и конденсата, а также по индикаторам коррозии, устанавливаемым в наиболее характерных точках (на выводах с ТЭЦ, концевых участках и двух-трех участках магистрали).

Индикаторы коррозии устанавливаются в тепловых сетях согласно [3] и предназначены для контроля скорости внутренней коррозии тепловых сетей гравиметрическим методом.

В качестве индикаторов коррозии применяют стальные круглые пластины толщиной 2-3 мм, наружным диаметром 50-60 мм с отверстием диаметром 12 мм в центре диска. Индикаторы коррозии, в количестве 3-6 пластин, устанавливаются на штоке-держателе, привариваемом к глухому фланцу. Расстояние между индикаторами коррозии в сборке от 5 до 20 мм.

Для изготовления индикаторов предусмотрен ограниченный выбор сталей: ВСт3сп по ГОСТ 380 и стали 10 и 20 по ГОСТ 1050 [3]. В то же время индикаторы коррозии - это образцы-свидетели, которые должны быть изготовлены из материала, идентичного материалу трубопровода и находиться в одинаковых гидрохимических условиях со стенками трубопровода.

Периодическим осмотром в конце каждого отопительного сезона визуальным контролем контролируется характер коррозионного процесса по ГОСТ 9.908-85, а взвешиванием индикаторов коррозии через определенный отрезок времени - скорость коррозии материала трубопровода по методике [3].

При контроле скорости коррозии магистрального участка остается неизвестной скорость коррозии трубопровода на выходе из микрорайонов в магистральную линию.

Мы предлагаем, к ранее имеющимся индикаторам коррозии, дополнительно установить индикаторы коррозии на обратных трубопроводах тепловой сети на входе в магистральную линию из микрорайонов.

Кроме того, установка индикаторов коррозии на расходные и рециркуляционные трубопроводы позволяет оценить внутреннее состояние металла аккумулирующих емкостей (объемом 1000-2000 м3), корректировать последовательность работы емкостей и предотвратить коррозию металла емкостей, вызванную разложением герметика.

Оценка скорости внутренней коррозии

Для оценки, как состояния металла трубопроводов, так и водно-химического режима, необходимо иметь данные по скорости коррозии в различных участках ТС, виду коррозионного поражения и интенсивности образования отложений. Кроме того, эти данные позволяют установить причины коррозионного повреждения трубопроводов, определить влияние коррозионных повреждений на долговечность трубопроводов и разработать обоснованные мероприятия по защите трубопроводов от внутренней коррозии.

В табл. 1 представлена скорость (проницаемость) коррозии, соответствующая агрессивности сетевой воды [3].

В [4, 5] оценка интенсивности внутренней коррозии приводится по группам интенсивности коррозионного процесса (табл. 2).

Интенсивность коррозии, соответствующая 1-й группе, считается безопасной.

При интенсивности коррозии, соответствующей 2-й группе, должны быть проанализированы причины коррозии и выработаны мероприятия по их устранению.

При интенсивности коррозии, соответствующей 3-й и 4-й группам, эксплуатация трубопровода до устранения причин, вызывающих интенсивную внутреннюю коррозию, должна быть запрещена в соответствии с [5].

В различных нормативно-технических документах, несмотря на незначительные различия в терминологии определения интенсивности коррозии, имеет место единый поход к количественной оценке скорости коррозии.

Методика очистки [3] индикаторов коррозии от накипи и ржавчины не всегда позволяет добиться их полного удаления. Данная очистка эффективна только в случае, если продукты коррозии рыхлые и не «прикипают» к основному металлу.

Поэтому при неполном удалении коррозионных отложений и накипи результаты расчета скорости коррозии будут занижены.

С другой стороны, скорость любого коррозионного процесса имеет тенденцию изменяться от высокой скорости к постоянной, более низкой, скорости коррозии [6]. Для установления равновесной скорости коррозии требуется несколько месяцев. Следовательно, результаты скорости коррозии, определенные по индикаторам, превышают скорость реально существующего коррозионного процесса в ТС, где имеет место установившаяся коррозия.

Характерные виды внутреннего коррозионного поражения трубопроводов ТС

В зависимости от применяемого способа химводоподготовки, природного состава подпиточной воды, рабочих параметров: давления и температуры, на трубопроводах ТС может появиться язвенная или сплошная равномерная коррозия. Коррозионные поражения чаще всего развиваются под слоем накипи и ржавчины.

Наименее

По-украински

ВИЗНАЧЕННЯ СТАНУ МЕТАЛУ ТРУБОПРОВОДІВ ТЕПЛОВИХ МЕРЕЖ ЗА РЕЗУЛЬТАТАМИ ОБСТЕЖЕННЯ ІНДИКАТОРІВ КОРОЗІЇ І ІНЖЕНЕРНОЇ ДІАГНОСТИКИ

В. І. Матвєєв, завідуючий лабораторією неруйнівного контролю і діагностики, МУП "Йошкар-олинская ТЭЦ-1"

д.т.н. С. Я.Алибеков, професор, завідуючий кафедрою "Машинобудування і матеріалознавство", МарГТУ, м. Йошкар-Ола

Корозія зовнішня і внутрішня

Корозія трубопроводів теплової мережі (МС) є одним з основних чинників, що визначають надійність експлуатації систем теплопостачання. Зовнішня, внутрішня, двостороння корозія значно скорочують ресурс експлуатації трубопроводів.

У СНиП 41-02-2003 "Теплових мережі" встановлюється тільки "швидкість зовнішньої корозії труб, яка не повинна перевищувати 0,03 мм/рік", оскільки вважається, що в МС внутрішня корозія має бути відсутньою за рахунок належної якості химводоподготовки.

Зовнішня корозія завжди на видноті. Досить провести шурфовку, розкрити канал, видалити покрывные шари і стають явними: порушення, виконані при монтажі і будівництві; затоплення каналу; близькість розташування недостатньо ізольованих підземних комунікацій (кабелів і ін.). Як правило, корозія і причина, що викликала її, усім очевидні.

Усе йде набагато складніше при розвитку внутрішньої корозії металу трубопроводів. Найчастіше її фіксують, коли вже виник порив. Потрібно мати переконливі факти, щоб вирізувати котушку з трубопроводу із задовільним станом будівельних конструкцій, з неушкодженим зовнішнім антикорозійним шаром.

Внутрішня корозія, як і зовнішня, може бути локальною і суцільною. Причини, що викликають суцільну внутрішню корозію, різні. Найбільш частими причинами є: незадовільна якість химводоподготовки або "підсос" в теплову мережу сирої води, а так само розвиток корозії стоянки.

Розвиток локальної внутрішньої корозії значною мірою залежить від корозійної стійкості сталей, вживаних для виготовлення труб, і визначається чистотою металу по корозійно-активних неметалічних (КАНВ) включення. Ці включення мають складний склад, але, як правило, містять кальцій [1].

Корозійні плями і виразки локалізуються по місцях скупчень КАНВ. Теплові і гідравлічні удари при проведенні гідравлічних випробувань біля скупчень КАНВ можуть привести до корозійного розтріскування і розвитку мікротріщин в повноцінні пориви.

Установка індикаторів корозії

Відповідно до [2, п. 4.12.27] на водяних теплових мережах має бути організований систематичний контроль за внутрішньою корозією трубопроводів шляхом аналізу мережевої води і конденсату, а також по індикаторах корозії, що встановлюються в найбільш характерних точках (на виводах з ТЕЦ, кінцевих ділянках і двох-трьох ділянках магістралі).

Індикатори корозії встановлюються в теплових мережах згідно [3] і призначені для контролю швидкості внутрішньої корозії теплових мереж гравіметричним методом.

В якості індикаторів корозії застосовують сталеві круглі пластини завтовшки 2-3 мм, зовнішнім діаметром 50-60 мм з отвором діаметром 12 мм в центрі диска. Індикатори корозії, у кількості 3-6 пластинів, встановлюються на штоку-утримувачі, що приварюється до глухого фланця. Відстань між індикаторами корозії у зборці від 5 до 20 мм.

Для виготовлення індикаторів передбачений обмежений вибір сталей : ВСт3сп по ГОСТ 380 і стали 10 і 20 по ГОСТ 1050 [3]. В той же час індикатори корозії - це зразки-свідки, які мають бути виготовлені з матеріалу, ідентичного матеріалу трубопроводу і знаходитися в однакових гидрохимических умовах із стінками трубопроводу.

Періодичним оглядом у кінці кожного опалювального сезону візуальним контролем контролюється характер корозійного процесу по ГОСТ 9.908-85, а зважуванням індикаторів корозії через певний відрізок часу - швидкість корозії матеріалу трубопроводу за методикою [3].

При контролі швидкості корозії магістральної ділянки залишається невідомою швидкість корозії трубопроводу на виході з мікрорайонів в магістральну лінію.

Ми пропонуємо, до раніше наявних індикаторів корозії, додатково встановити індикатори корозії на зворотних трубопроводах теплової мережі на вході в магістральну лінію з мікрорайонів.

Крім того, установка індикаторів корозії на витратні і рециркуляционные трубопроводи дозволяє оцінити внутрішній стан металу акумулюючих місткостей (об'ємом 1000-2000 м3), коригувати послідовність роботи місткостей і запобігти корозії металу місткостей, викликаній розкладанням герметика.

Оцінка швидкості внутрішньої корозії

Для оцінки, як стану металу трубопроводів, так і водно-хімічного режиму, необхідно мати дані за швидкістю корозії в різних ділянках МС, виді корозійної поразки і інтенсивності утворення відкладень. Крім того, ці дані дозволяють встановити причини корозійного ушкодження трубопроводів, визначити вплив корозійних ушкоджень на довговічність трубопроводів і розробити обгрунтовані заходи по захисту трубопроводів від внутрішньої корозії.

У таблиці. 1 представлена швидкість (проникність) корозії, що відповідає агресивності мережевої води [3].

У [4, 5] оцінка інтенсивності внутрішньої корозії наводиться по групах інтенсивності корозійного процесу (таблиця. 2).

Інтенсивність корозії, що відповідає 1-ій групі, вважається безпечною.

При інтенсивності корозії, відповідній 2-ій групі, мають бути проаналізовані причини корозії і вироблені заходи по їх усуненню.

При інтенсивності корозії, відповідної 3-ої і 4-ої групам, експлуатація трубопроводу до усунення причин, що викликають інтенсивну внутрішню корозію, має бути заборонена відповідно до [5].

У різних нормативно-технічних документах, незважаючи на незначні відмінності в термінології визначення інтенсивності корозії, має місце єдиний похід до кількісної оцінки швидкості корозії.

Методика очищення [3] індикаторів корозії від накипу і іржі не завжди дозволяє добитися їх повного видалення. Це очищення ефективне тільки у разі, якщо продукти корозії рихлі і не "прикипають" до основного металу.

Тому при неповному видаленні корозійних відкладень і накипу результати розрахунку швидкості корозії будуть занижені.

З іншого боку, швидкість будь-якого корозійного процесу має тенденцію змінюватися від високої швидкості до постійної, нижчої, швидкості корозії [6]. Для встановлення рівноважної швидкості корозії вимагається декілька місяців. Отже, результати швидкості корозії, визначені по індикаторах, перевищують швидкість реально існуючого корозійного процесу в МС, де має місце корозія, що встановилася.

Характерні види внутрішньої корозійної поразки трубопроводів МС

Залежно від вживаного способу химводоподготовки, природного складу подпиточной води, робочих параметрів : тиски і температури, на трубопроводах МС може з'явитися виразкова або суцільна рівномірна корозія. Корозійні поразки найчастіше розвиваються під шаром накипу і іржі.

Найменш