МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННИХ ПОЛОСТЕЙ ТРУБОПРОВОДОВ (МОВПТ)

Аннотация. Целью данной статьи является ознакомление с методами очистки внутренних полостей трубопровода. В ходе работы будут рассмотрены достоинства и недостатки данных методов. В результате, сравнив все показатели, будет выбран наиболее оптимальный метод.

Abstract The purpose of this article is to introduce the methods of cleaning the interior surfaces of the pipeline. In the work will be discussed advantages and disadvantages of these methods. As a result, comparing all the indicators, the most appropriate method will be chosen.

Ключевые слова: Очистка, внутренняя полость трубопровода, отложения.

Keywords: Purification, the inner cavity of the pipeline, deposits.

Введение

Одной из главных проблем в России в системе водоснабжения (СВС) является качество воды. Любой оборудование СВС: от теплообменников до трубопроводов, подвержены воздействию воды, протекающих в них. В большинстве случаем, данное воздействие носит негативный характер. Ведь сама по себе вода негативно влияет на металл, а если речь идет о воде с высокой температурой, то объем нежелательных явлений увеличивается в несколько раз. Главной причиной отложений во внутренней полости трубопровода является ржавчина, соли кальция, магния, извести и др.

Наличие отложений в трубопроводе приводит к:

·     уменьшению пропускной способности;

·     увеличению гидравлического сопротивления и шероховатости;

·     перерасходу энергии на привод насосов;

·     снижению коэффициентов теплопередачи, что приводит к увеличению тепловых потерь;

·     загрязнению воды.

В связи с этим необходима периодическая очистка внутренней полости трубопроводов. Существует множество методов. По наличию реагентов их можно разделить на:

·     реагентные;

·     безреагентные.

К реагентным относится химический способ очистки.

К безреагентным относится:

·     механический;

·     ультразвуковой;

·     высоконапорный гидравлический;

·     гидрокавитационный;

·     термообразивный;

·     гидромеханический;

·     электрогидроимпульсный.

Химический МОВПТ

Данный метод являлся наиболее распространенным, т.к. позволяет без вскрытия трубопроводов произвести очистку. Карбонатно-кальциевые и другие отложения удаляются циркуляцией промывочного раствора в замкнутом контуре агрегатов. Полная очистка выполняется за 10–18 часов и полностью зависит от вида и плотности отложений. Металл трубных систем после промывки пассивируется, а химический раствор нейтрализуется и сбрасывается в канализацию. Достигается 100% очистка поверхностей.

Однако метод имеет свои существенные недостатки:

·     большой расход реагентов;

·     дороговизна реагентов;

·     необходимость утилизации и нейтрализации сточных вод после очистки.

Механический МОВПТ

Механический метод очистки внутренней полости является наиболее простым. Сущность метода заключается в том, что отложения в трубе очищаются при помощи различных сверл, ершей, шарошек и других видов насадок.

К достоинствам данного метода относятся;

·     нет необходимости в высококвалифицированных специалистах;

·     очистка любых отложений;

·     дешевизна необходимого оборудования.

Недостатки:

·     большая трудоемкость;

·     неполная очистка;

·     большая вероятность повреждения трубопровода.

Ультразвуковой МОВПТ

Принцип действия основан на возбуждении ультразвуковых колебаний на поверхности трубопроводов и отложений, которые приводят к появлению усталостных трещин в отложениях и последующему их отделению от металла.

Преимуществом данного способа очистки:

·     возможность постоянной работы оборудования;

·     малая потребляемая мощность (порядка 100 Вт);

·     нет необходимости в вскрытии трубопровода и использования других рабочих сред и материалов;

·     предотвращение образования в трубах новых отложений.

К недостаткам способа относятся:

·     низкая скорость очистки трубопроводов от отложений продолжительностью 2,5 … 3 мес.;

·     отключения питания генератора при аварийных пропаданиях напряжения электрической сети;

·     невозможность очистки трубопроводов, полностью забитых отложениями или имеющих локальную закупорку в виде пробок.

Высоконапорный гидравлический МОВПТ

В основу способа положен принцип превращения энергии высокого давления воды, подаваемой в трубопровод через специальное сопло, в кинетическую энергию потока. Поток воды, движущейся с высокой скоростью на выходе из сопла, отрывает отложения с внутренней поверхности трубопровода.

К недостаткам данного способа относятся:

·     быстрый износ уплотнений плунжерного насоса и шлангов высокого давления;

·     высокие требования к квалификации обслуживающего персонала;

·     большая потребляемая мощность;

·     невозможно очистить полностью забитые отложениями трубопроводы.

·     жесткие требования по технике безопасности, связанные с высоким давлением в шланге насоса.

Гидрокавитационный МОВПТ

Принцип действия данного способа заключается в следующем: вода высокого давления до 600 кгс/см² входит в трубопровод в форме кавитирующей струи, формируемой с помощью специального профиля кавитирующими насадками.

В основу способа положен эффект кавитации, связанный с нарушением сплошности внутри потока текущей жидкости и образованием в ней пузырей растворимого газа. С увеличением скорости потока жидкости давление в ней уменьшается и при некоторой критической скорости оно падает до нуля. В результате насыщенные пары увеличиваются в объеме и превращаются в большие кавитационные пузыри. Процесс схлопывания пузырей происходит с большой скоростью, и в результате создается множество микро взрывов, очищающих поверхность трубы. Многократно повторяющиеся взрывы приводят к разрушению отложений, отрыву их от поверхности и выносу из трубопроводов протекающей водой.

Преимущества метода:

·     быстрая очистка;

·     полная очистка до металла;

·     возможность очистки полностью забитых отложениями труб.

Недостатки:

·     большая потребляемая мощность;

·     большой вес установки;

·     высокая квалификация обслуживающего персонала;

·     жесткие требования по технике безопасности, связанные с применением высокого давления;

·     невысокая надежность, связанная со шлангами высокого давления и уплотнениями насоса.

Термоабразивный МОВПТ

В основе способа лежит создание в специальном устройстве (в термоабразивном пистолете) сверхзвуковой газово-топливной нагретой струи, двигающей в трубе абразивный порошок из шлаковых отходов.

В результате совместного воздействия горячего воздуха с нагретым абразивом на отложения любого состава и толщины происходит их отрыв от стенок и выброс совместно с абразивом из очищаемой трубы.

Преимущество:

·     высокая скорость очистки: до 60 погонных метров в минуту.

Недостатками способа являются:

·     большой расход абразива – 5 … 10 кг/м2 очищаемой поверхности;

·     сильное загрязнение воздуха в рабочем помещении, если не применять специальные меры для предотвращения попадания отложений в окружающее пространство.

Гидромеханический МОВПТ

Разрушение отложений происходит с помощью, вращающейся роликовой или конической зубчатой коронкой специального профиля с последующим удалением отложений потоком движущейся воды.

Достоинства:

·     очистка любых видов отложений, любой толщины;

·     малые габаритные размер и вес установки;

·     траспортабельность;

·     полная очистка;

·     простота монтажа.

Недостатки:

·     малый срок службы конической зубчатой коронки и насадки;

·     требование наличия воздухо-подготовительной установки.

Электрогидроимпульсный МОВПТ

Принцип его действия основан на преобразовании электрической энергии в механическую при высоковольтном разряде в жидкости. Ударная волна и гидродинамические потоки, образующиеся при электрическом разряде в жидкости, наполняющей очищаемую трубу, разрушают накипь и другие отложения на внутренней, а зачастую и на внешней поверхности труб.

Преимущества:

·     очистка любых видов накипи и отложений.

·     полное удаление отложений «до металла»,

·     возможна очистка труб сложной конфигурации, в т.ч. спиралевидных;

·     очистка без демонтажа трубопровода;

·     не повреждается очищаемое оборудование и не уменьшается ресурс его службы;

·     простота в эксплуатации и обслуживании;

·     экологическая чистота;

·     низкая стоимость расходных материалов.

Недостатки:

·     невозможно очистить полностью забитые отложениями трубопроводы.

Требования к МОВПТ

Для того чтобы выбрать самый оптимальный вариант, метод должен отвечать следующим требованиям:

·     полная очистка трубопровода;

·     очистка трубопроводов от отложений любого рода;

·     низкое энергопотребление;

·     высокий ресурс элементов установок очистки;

·     малые габаритные размеры и масса установки;

·     малые расходы рабочей среды;

·     отсутствие механических повреждений при очистке;

·     экологическая безопасность;

·     низкая себестоимость очистки;

·     высокая скорость очистки.

Для наглядности сведем сравнительные характеристики методов в таблицу 1.

Таблица 1.

Сравнительные характеристики методов очистки внутренних полостей трубопроводов

Вывод

Рассмотрев достоинства и недостатки всех методов очистки внутренней полости трубопроводов, можно сделать следующие выводы:

·     Ни один из методов полностью не отвечает перечисленным требованиям. Необходимость применения каждого из методов необходимо выбирать по местным условиям.

·     Самыми оптимальными методами очистки являются гидромеханический и электрогидроимпульсный.