Как найти утечку в тепловой сети

Обнаружение утечек в наружных теплосетях

Поиск утечек в наружных теплосетях является важной частью нашей работы. Российский опыт эксплуатации тепловых сетей показывает высокий уровень теплопотерь на действующих трубопроводах. Иногда случается, что до 50% транспортируемой тепловой энергии не доходит до конечного потребителя ввиду нарушений или полного отсутствия теплоизоляции, а также скрытых утечек теплоносителя. Из-за коррозии устаревание трубопроводов происходит в 2-3 раза быстрее расчетных нормативов. По статистике, на каждых 100 км теплосетей ежегодно обнаруживается около 30-40 утечек.

Признаки утечки в теплосетях

Признаки утечки теплоносителя в подземных трубопроводах хорошо известны. К ним, в первую очередь, относятся: выход горячей воды и пара на поверхность, провалы асфальта и грунта, парение над подземными теплокамерами или дренажными колодцами теплосети, высокая температура крышек люков камер, сильный нагрев грунта в месте прохождения теплотрассы. Также необходимо обратить внимание на затопление горячей водой подвалов зданий или подземных технических колодцев канализации и сетей связи. При наличии хотя бы одного из вышеперечисленных признаков, можно с достаточной уверенностью утверждать, что произошла утечка в наружной теплосети.

«Пригнали технику, откопали трубу, утечка была на «обратке» точно в том месте, где Вы показали! Класс! Обязательно будем продолжать сотрудничество.»
Валентин Леонидович С.
Строительная компания «Дальпитерстрой»

Аварии на теплотрассе, как правило, случаются в период испытаний наружных теплосетей повышенным давлением перед отопительным сезоном или в сам отопительный сезон, который в Санкт-Петербурге и Ленинградской области длится около 6-7 месяцев. Очевидно, что за такой продолжительный период случается множество утечек, которые, кроме потерь тепловой энергии и финансовых потерь, представляют собой большую опасность для населения.

Методы поиска утечек в тепловых сетях

Утечки на теплотрассах можно искать различными методами. Если утечка относительно большая, а температура окружающего воздуха отрицательная, тепловой метод обнаружения утечки с помощью тепловизора может оказаться эффективным и быстрым решением проблемы. Следует, однако, заметить, что эффективность обнаружения утечки с помощью тепловизора в значительной степени зависит от характеристик самой инфракрасной камеры. Важнейшую роль играет температурная чувствительность тепловизора (NETD). Эта характеристика показывает чувствительность тепловизора к разнице температур между двумя соседними точками. Другими словами, чем ниже этот показатель, тем лучше способность тепловизора увидеть мельчайшие перепады температур на поверхности грунта и локализовать утечку.

Также, по аналогии с трубопроводами водоснабжения, утечки в тепловых сетях можно искать корреляционным течеискателем. Корреляторы отлично справляются с подобной задачей, нужно лишь учитывать несколько нюансов. Во-первых, датчики-акселерометры коррелятора могут выйти из строя при контакте с поверхностью, имеющей высокую температуру (это обусловлено конструктивными особенностями датчиков). Во-вторых, сильфонные компенсаторы, все чаще применяемые при строительстве теплосетей, представляют собой почти непреодолимую преграду для волн, распространяющихся вдоль стенок трубы от места утечки.

Если коррелятор не смог определить утечку в силу объективных причин, рекомендуется провести обследование акустическим течеискателем. Акустическое прослушивание шума утечки с помощью электронного акустического течеискателя проводится на грунте, через небольшие расстояния, непосредственно над трассой прохождения трубопровода теплосетей. Такой способ обнаружения и локализации сквозных дефектов на наружных теплосетях является достаточно эффективным, однако необходимо принимать во внимание, что для повышения эффективности работ, подобное обследование рекомендуется проводить при максимально возможном рабочем давлении теплоносителя в трубопроводе.

Принимая во внимание эти и некоторые другие особенности поиска скрытых утечек в теплосетях, наши специалисты успешно находят до 98% подобных утечек.

Утечки теплоносителя в системе могут быть постоянными либо возникать при авариях, связанных с разрывами трубопроводов. Большая часть аварий (до 90 %) приходится на подающие трубопроводы, в которых движется вода с более высокой температурой и под большим давлением.

Постоянные утечки теплоносителя зависят от давления в трубопроводе и размеров не плотностей. Утечки даже через небольшие не плотности в течение года приводят к значительным потерям тепловой энергии и теплоносителя.

Часовые допустимые утечки теплоносителя при эксплуатации тепловых сетей составляют 0,25 % объема сети.

Очень важно проводить своевременные профилактические работы по обслуживанию систем теплоснабжения и охлаждения, контролировать качество и эффективность теплоносителей, предотвращая разгерметизацию инженерных сетей и утечку рабочей среды из теплообменного и технологического оборудования.Для этих целей целесообразно заказать услугу — комплексного обслуживания систем теплоснабжения и охлаждения, которую профессионально выполняет компания SVA.

Причины утечек

Утечки теплоносителя и, как следствие, существенные потери тепла имеются на большинстве действующих сетей.

Важно не только обнаружить протечку теплоносителя в системе отопления, но и понять по каким причинам она возникла. Ситуации, по которым манометр на котле может показывать низкое давление следующие:

• нарушение герметичности соединений в результате коррозии труб, износа прокладок или ослабления резьбовых соединений;
• термическое расширение и сужение фитингов. Когда теплоноситель достигает определенной температуры, металлические части расширяются, но стоит воде остыть, как металл фитингов сужается и начинает пропускать жидкость;
• замена теплоносителя в системе отопления. Если сначала использовалась вода, а потом решили влить в систему антифриз, уплотнители могут расшириться, затем подсохнуть;
• избыточное давление в системе отопления из-за слишком маленького расширительного бака. Это может привести к трещинам в трубах.

Кроме этого утечка возникает в результате неправильного монтажа или эксплуатации. Особенно это касается металлопластиковых магистралей, которые чувствительней к любым нарушениям технологии монтажа.

Утечка теплоносителя в системе наиболее распространена в металлических трубах. Элементы, которые могут чаще всего подвергаться разрушению:

• места соединений труб, переходников и швов;
• цельная труба;
• радиатор;
• под контргайкой;
• в контуре теплого пола;
• место между секциями батарей.

Предпосылки

На любом объекте, который поставляет тепло, каждый месяц определяют эффективность работы. В том числе, подсчитывают баланс отпущенного и доставленного конечным потребителям теплоносителя. Небаланс может свидетельствовать как о существенных утечках, так и о неправильно проведенных измерениях или расчетах. Например, при выполнении расчетов не учтена погрешность средств измерения.

Если наблюдается крупный небаланс, имеет смысл заказать диагностику сети, которая определит ее техническое состояние и возможность дальнейшей эксплуатации. Инженерная диагностика – это целый комплекс работ. Проводится визуальное обследование трубопровода, которое позволяет выявить очаги коррозии. При помощи ультразвуковой диагностики выполняется толщинометрия труб.

Скрытые утечки обнаруживаются посредством корреляционной и акустической диагностики. Также выполняется анализ технической документации и необходимые инженерные расчеты, уточняется срок службы теплоносителя в системе. Заказчику представляется заключение, в котором указан остаточный ресурс, техническое состояние сети и рекомендации.

Последствия утечки теплоносителя

Самая распространенная причина появления течей в металлических трубах – это коррозия. Сталь, даже обработанная специальными покрытиями, ржавеет. Различается только скорость процесса. Она зависит от условий эксплуатации каждой конкретной системы.

При обнаружении утечки теплоносителя важно знать к какому классу относится данный теплоноситель, какому типу относится помещение и вид самой течи. Теплоноситель для отопления на основе этиленгликоля является ядовитым и его утечка может негативно сказаться на здоровье и принести экономический вред. Поэтому проводить ремонт необходимо незамедлительно.

Немаловажны и экономические последствия утечки: помимо того, что возрастают расходы на покупку теплоносителя, она может привести к порче имущества и выходу из строя некоторого оборудования. Когда в системе отопления пропиленгликоль используется как теплоноситель он надежно защищает отопительную систему от размерзания при низких температурах окружающей среды, является экологически безопасным и нетоксичным. Утечки в некоторых случаях могут быть следствием некачественного монтажа или же произошедших нежелательных изменений, к примеру, износу прокладок. Теплоноситель для систем отопления на глицерине способен использоваться круглогодично при любых условиях окружающей среды, и защищать рабочие системы от коррозионного воздействия и чаще всего используется в системах, изготовленных с использованием цинка.

Как выявить утечку?

В поиске утечки может помочь обычный лист бумаги. Для проверки необходимо перекрыть горячую воду и дождаться, чтобы теплоноситель в трубах остыл. При горячем теплоносителе место протекания будет быстро высыхать, и проблема не найдется. Далее по трубам проводят листом бумаги, уделяя особое внимание стыкам. Там, где бумага намокнет и нужно устранять течь. Такой способ приемлем, если прорыв случился на видимом участке магистрали.

Каждая система отопления должна быть оснащена манометрами, которые и укажут на протечку. Если давление в системе снижается, показатели на приборах также будут отклоняться в меньшую сторону. Рекомендуется устанавливать манометры на каждый контур и прослеживать наличие разгерметизации на каждом из них.

Легче всего обнаружить протечку в открытом трубопроводе. Мокрые следы на полу и стенах указывают на место разгерметизации. При использовании антифризов пятна будут цветными. Для обнаружения течи отключите стояк и обследуйте все участки магистрали.

Аварии на любых городских инженерных коммуникациях – это чрезвычайное происшествие для потребителей и эксплуатирующих организаций.

Наиболее опасны, пожалуй, прорывы теплотрасс — повреждения, при которых значительная часть теплоносителя уходит из системы наружу, а вся система теряет работоспособность. Инциденты такого характера всегда создают проблемы разного рода в городской обстановке, а для их ликвидации обычно приходится принимать исключительные меры. Трубопроводы горячего теплоносителя, устроенные в стеснённых городских условиях, являются объектами высокой опасности, ведь при авариях на теплотрассах не только понижается температура в жилых и нежилых помещениях, но и возможно получение травм и даже гибель людей.

Риски тяжёлых последствий для здоровья граждан, возникающие при авариях на трубопроводах теплоснабжения, поднимают на новый уровень важность и значимость проведения мероприятий по предотвращению возникновения чрезвычайных ситуаций.

Недавнее печальное происшествие с прорывом теплотрассы и попаданием кипятка в квартиры в Ростове-на-Дону послужило очередным напоминанием коммунальным службам о необходимости организации постоянного контроля состояния трубопроводов теплоснабжения. В результате аварии 13 человек получили ожоги и были доставлены в больницу, 35 человек было эвакуировано. Повреждения получили жилые помещения, расположенные не только на первом, но и на четвёртом этажах. Теперь «Ростовским тепловым сетям» придётся за свой счёт ремонтировать трубопровод и восстанавливать пострадавшие квартиры, то есть нести дополнительные расходы.

Для своевременного обнаружения утечек и постоянного мониторинга состояния теплотрасс в арсенале компании, эксплуатирующей тепловые сети, должны быть соответствующие приборы и устройства, подходящие для обнаружения утечек самых малых размеров.

Разработчики профессионального оборудования и специалисты коммунальных служб выделяют два метода обнаружения утечек на теплотрассах — простой акустический и корреляционный. Эти методы дополняют друг друга. 

Сначала проводится предварительное акустическое обследование участка. Осуществляется идентификация участков трубопровода, на которых обнаружены шумы.

Этот метод предполагает наличие точных данных о местоположении трубопровода, а также прибора, имеющего максимальную чувствительностью к колебаниям грунта. Типичный прибор подобного типа — устройство с электронной фильтрацией входного сигнала. Основное назначение фильтров – выделение анализируемого частотного диапазона для максимального уменьшения воздействия внешних шумов. Чем точнее фильтрация, тем более качественно происходит подавление помех. Основные технические характеристики таких приборов – уровень усиления сигнала, уровень фильтрации, количество диапазонов фильтрации и наличие датчиков для различных грунтов – твёрдое покрытие, грунт, трава и т.д. Среди недостатков акустического метода следует назвать наличие постоянных посторонних шумов, ведь в отдельных случаях шум утечки невозможно отличить от внешнего фонового шума, находящегося в том же диапазоне.

Следующий шаг поиска утечек – корреляция. При данном обследовании с обеих сторон участка устанавливаются высокочувствительные акустические   датчики, осуществляется корреляция двух акустических сигналов между собой. Шум, распространяющийся по стенкам трубы от места повреждения, преобразуется, усиливается, фильтруется от помех и результаты передаются на электронный блок. Оператор перед началом обследования последовательно вводит точные данные о длине участка трубопровода, диаметре и материале трубы.

Корреляционные течеискатели – достаточно сложные приборы, для эксплуатации которых требуется опытный обученный персонал. Они подойдут для использования даже на «зашумленных» участках. Основное преимущество корреляционнных течеискателей перед акустическими приборами – это подключение датчиков к трубопроводу только в ключевых точках, исключающее затратный по времени и ресурсам обход всего участка. Корреляция может проводиться между двумя из этих датчиков, после обработки полученных от датчиков данных определяется расстояние до точки повреждения на трубе от одного из датчиков или расположение повреждения слева/справа от исследуемого отрезка.

Основная проблема точности корреляционного измерения связана с чувствительностью к деформациям трубы, изменению её диаметра и материала на измеряемом участке трубопровода. Определенные сложности возникают при работе с малыми утечками или с участками большой длины (уровень шума может быть меньше порога чувствительности как акустического, так и корреляционного приборов).

Для работы на сложных участках разработаны специальные измерительные блоки нового поколения, эти приборы автоматически настраиваются на обследуемый участок, данные впоследствии используются при основной корреляции. В ряде проблемных случаев данные, полученные в результате корреляции, необходимо подтвердить путём дополнительного точечного определения места утечки.

Результат, полученный в ходе корреляции, можно уточнить, применяя акустический течеискатель. Некоторые модели корреляционных течеискателей имеют акустический режим (геофон), предполагающий подключение высокочувствительного грунтового микрофона или измерительного щупа. Технологии точечного определения места утечки дают возможность провести поиск с высочайшей точностью, позволяющей выполнять работы по раскопкам трубопровода в самом минимальном объёме.

Точечное определение положения места утечки достигается также применением новейших проталкиваемых трассотечепоисковых комплексов, сочетающих в себе функции зонда и акустического микрофона. Комплексы позволяют не только найти все утечки и активные врезки на участке, но и точно определить их местоположение с поверхности земли (вкл. полимерные трубопроводы).

Трубный микрофон комплектуется стекловолоконным локационным кабелем, на конце которого находятся защищённый микрофон и труба-шлюз с резьбой. Принцип действия устройства: микрофон проталкивается в трубу, находящуюся под давлением, через шлюз до тех пор, пока шум утечки не станет максимальным (то есть микрофон достигает точки повреждения). Местоположение излучателя и, следовательно, места утечки, определяется с поверхности земли любым трассоискателем, настроенным на частоту излучателя (или менее точно — по длине прошедшего через шлюз стекловолоконного кабеля).

Особенность применения данного комплекса – обязательное наличие набора фасонных частей-заглушек для задвижек различных диаметров с вваренным в них переходом для присоединения трубы-шлюза или же проведение сварочных работ на месте (штуцер под трубу-шлюз). Диаметр обследуемого трубопровода ограничивается 800 мм, так как при работе в трубах большего диаметра происходит закручивание стекловолоконного кабеля внутри трубопровода, что препятствует проталкиванию микрофона в трубопровод до места утечки.

Несомненным преимуществом использования проталкиваемого комплекса является высокая точность обнаружения даже малых утечек (микрофон при обследовании находится в воде под давлением, при этом не регистрируются посторонние фоновые шумы).

Специалисты ОЛЬМАКС проводят обучение по использованию трассотечепоисковых приборов и комплексов в полном объёме, подбирают необходимое для выполнения конкретных рабочих задач оборудование (в соответствии со спецификациями заказчика и техническими характеристиками рабочих объектов).

Полной спектр консультационных услуг ОЛЬМАКС позволит эксплуатирующим организациях минимизировать расходы на оборудование для мониторинга состояния теплосетей и поиск утечек и эффективно и безопасно обслуживать коммуникации.