Detekce skrytých úniků pomocí monitorovacího systému vodovodní sítě – Časopis Vodárenství a sanitární technika

Rozsah prací prováděných Centrem technické diagnostiky Mosvodokanal je zaměřen na odhalování skrytých úniků ve vodovodní síti pomocí monitorovacích systémů. Na základě nashromážděných zkušeností byla provedena analýza moderních metod detekce netěsností, byly ukázány jejich perspektivy a výhody.

Hlavním úkolem služeb provozujících vodovodní sítě je zlepšit kvalitu a spolehlivost dodávek vody spotřebitelům. K dosažení tohoto cíle je nutné snížit rozsah škod na městské vodovodní síti a snížit náklady na opravy.

Statistiky o počtu havárií na moskevské vodovodní síti naznačují pozvolný setrvalý pokles, který je způsoben nárůstem objemu prací na překládkách potrubí, jejich renovací, používáním nových, moderních potrubí s výrazně delší životností. , atd. Počet poškození potrubních spojů v komorách a studních se za 7 let snížil více než 2krát. Snížilo se také množství škod, které je třeba opravit pomocí výkopů. Zvyšuje se spolehlivost sítě. V tomto ohledu roste úloha diagnostiky a prevence vodovodní sítě, kterou provádí Centrum technické diagnostiky (CDC) Mosvodokanal. Jednou z diagnostických metod zaměřených na včasnou detekci havarijního prostoru je monitorování vodovodní sítě.

Cílem komplexu prací Centrálního technického centra Mosvodokanal pomocí monitorovacích systémů SebaLog a Zonescan je odhalování skrytých úniků, tedy úniků vody, které se neprojevují vytečením na povrch nebo zaplavováním podzemních komunikací a staveb. Obtížnost hledání netěsností způsobuje značné ztráty vody. Podle MGUP Mosvodokanal tedy hodnota skrytých úniků v Moskvě nepřesahuje 5 %, v absolutním vyjádření však při spotřebě vody 4,5 mil. m 3 /den dosahuje 225 tis. m 3 /den.

Pravděpodobným zdrojem skrytých úniků jsou oblasti vodovodní sítě s vysokou nehodovostí nebo umístěné na násypech, v blízkosti dešťové kanalizace, v půdách s vysokou propustností vody, tedy v místech, kam voda z poškozeného potrubí nepřitéká. povrch.

Sledování je důležité při hledání skrytého úniku, kdy je spotřeba vody z nejasných důvodů prudce snížena, dále při známkách úniku – zaplavení jímek ústředního topení, sklepů budov podzemní vodou, kanalizací, vodou z tepl. vodovodní sítě, jako potvrzení absence ztrát vody ve vodovodním řádu.

V současné době existuje mnoho různých metod detekce úniků.

Hydraulické metody:
vizuální sledování hladiny vody v hydrantech při uzavírání úseku sítě;
rozbory ztrát vody (zjištění a stanovení množství úniků na vnější síti města a vnitřních sítích budov) pomocí laboratoře firmy Seba Dynatronic.

Akustické metody:
akustický;
korelace-akustický;
detekce netěsností pomocí tlačného mikrofonu SOK A-10;
používání záznamníků hluku z úniku (monitorovací systémy vodovodní sítě).

Další metody:
zjišťování místa poškození potrubí pomocí televizních diagnostických zařízení – robotických systémů nebo průmyslových endoskopů (při odstranění tlaku vody);
kontrola těsnosti vodovodních sítí pomocí indikátorového plynu (helium, směs vodíku a dusíku).

Hydraulické metody Stanovení netěsností je založeno na změnách hydraulických charakteristik (hladina vody, tlak v potrubí) při vypouštění (dodávce) vody do potrubí. Vizuální sledování vody v hydrantech se provádí po zastavení dodávky vody do části sítě: při netěsnosti hladina vody v hydrantu klesá, při netěsnosti zůstává stejná. Analýza ztrát vody pomocí laboratoře Seba Dynatronic se provádí přiváděním vody pod tlakem do odpojené části potrubí. Významnou nevýhodou je v tomto případě nutnost odpojovat části sítě, což činí tyto metody pomalými a pracnými. Zejména při průchodu armatur je nutné instalovat řezy na potrubí.

V současné době specialisté Mosvodokanal TsTD hledají úniky hlavně s přesností akustické metody, což umožňuje zjistit nejen přítomnost, ale také místo úniku. Podstatou metody je lokalizace nejvyšší intenzity akustického „hluku“, který se objeví při prudké změně tlaku kapaliny v místě poškození potrubí: čím větší je rozdíl tlaků uvnitř a vně potrubí, tím větší je intenzita zvukových vibrací. Akustická metoda se dělí na sluchový (akustický) A korelačníny způsoby.

Pomocí akustické metody se na povrchu země zjišťuje umístění největších vibrací spojených s únikem. Pozemní vibrace jsou převáděny senzory seismického typu na elektrický proud, který je poté zesílen a odfiltrován od cizího hluku. Jeho hodnota se zobrazí na displeji. Zesílený signál se převádí na zvukové vibrace
sluchátka.

U korelační metody jsou na obě strany poškozeného potrubí instalovány dva senzory seismického typu pomocí magnetů. Vibrace stěn potrubí jsou přeměněny na elektrický proud, zesíleny, odfiltrovány od průmyslového hluku a emitovány vysílacími zařízeními, procesor vypočítává vzdálenost od čidla k místu poškození.

U akustické metody je nutné znát přesné umístění potrubí a zařízení musí mít maximální citlivost na zemní vibrace. U korelační metody musí být známa délka úseku potrubí, průměr a materiál stěn potrubí, zařízení musí mít maximální citlivost a odolnost vůči vnějšímu hluku. Hlavní nevýhodou akustické metody je tedy detekce veškerého hluku a rozlišení unikajícího hluku od cizího hluku je někdy obtížné. Přesnější, rychlejší a efektivnější korelační metoda v některých případech (polyetylenové trubky, pryžová těsnění hrdel trubek z vysokopevnostní tvárné litiny) nezjistí poškození. A konečně, s malou úrovní netěsností nebo na dlouhých úsecích potrubí může být hladina hluku nižší než práh citlivosti akustických i korelačních zařízení.

Pro hledání skrytých netěsností na potrubích z různých materiálů za nevyhovujících akustických podmínek as malými netěsnostmi používá Centrální technické středisko Mosvodokanal nově soupravu SOK A-10. Skládá se z: sklolaminátového lokalizačního kabelu, na jehož konci je piezomikrofon a závitová gateway trubka. Piezo mikrofon je zatlačován do tlakové trubky skrz propust, dokud hluk netěsnosti není na svém maximu, přičemž mikrofon je umístěn přímo v místě úniku. Pro zesílení mikrofonního signálu je k zařízení SOK A-10 připojen pomocí speciálního adaptérového zařízení detektor netěsností NL 400 nebo NL 4000. Speciální adaptérové ​​zařízení je také použito pro přivedení signálu do vysílače umístěného ve stejném krytu piezomikrofon. Umístění zářiče, a tedy i místo úniku, je určeno z povrchu země libovolným lokátorem naladěným na frekvenci zářiče, nebo méně přesně – délkou sklolaminátového kabelu vstupujícího bránou.

Použití tohoto zařízení je komplikováno tím, že je nutné mít k nim přivařenou sadu tvarových dílů – zátky pro různé průměry ventilů s přechodem pro připojení stavidlového potrubí, případně navařit armatury pro stavidlo u v. pracovní místo. Průměr zkoumaného potrubí by neměl být větší než 300–400 mm. Při větším průměru je sklolaminátový kabel zkroucený uvnitř potrubí podél spirálové linie, což zabraňuje zatlačení mikrofonu do místa úniku. Jelikož je v tomto případě mikrofon umístěn přímo ve vodě pod tlakem, nezaznamenává se okolní hluk a tato metoda na rozdíl od jiných umožňuje detekovat i malé netěsnosti.

Zjišťování přítomnosti a místa poškození potrubí pomocí televizních diagnostických zařízení. Nejobtížnější je určit místo poškození u potrubí z vysokopevnostní tvárné litiny s malými netěsnostmi (vzhledem k netěsnostem hrdla, fistulózním poškozením) nebo s výrazným přepadem (přes odtlakované hrdlo nebo poškozenou stěnu potrubí). V těchto případech nejsou korelační a akustické detektory netěsností účinné. MGUP Mosvodokanal úspěšně používá k detekci úniků malé televizní diagnostické systémy. Metodika provádění práce je následující. Pokud je netěsnost malá, je část poškozeného potrubí vystavena tlaku na 1–2 hodiny. Po odlehčení tlaku a vyprázdnění potrubí je televizní komplex vpuštěn do potrubí přes stojan požární hydranty nebo přes průlez. Místo poškození je určeno zpětným vsakováním vody do potrubí. Mezi nevýhody této metody patří efektivní určení místa poškození ve 30 % případů a nutnost chlórovat potrubní úsek po dokončení práce.

Neexistuje žádná univerzální metoda detekce netěsností, která by vám umožnila určit jakoukoli ztrátu vody na potrubí vyrobeném z různých materiálů, proto je pro přesné a rychlé určení místa úniku nutné integrované použití několika metod. Přesně takový přístup k operativní práci na nalezení otevřeného úniku se provádí v Centrálním technickém centru Mosvodokanal. Sada zařízení pro vyhledávání míst poškození, namontovaná na vozidlech Gazelle, obsahuje: korelační a akustické detektory netěsností, vyhledávač trasy a detektor kovů.

Všechny výše uvedené metody umožňují najít skryté úniky, ale nejpřesnější a nejúčinnější, umožňující určit ztráty vody v široké části sítě bez jejího vypnutí, je monitorování sítě pomocí systémů SebaLog a Zonescan. Princip činnosti těchto systémů je založen na neustálém sběru informací o netěsnostech v potrubí pomocí akustických senzorů-záznamníků (loggerů). Při netěsnosti vytváří tekoucí voda zvuky, které zaznamenávají dřevorubci. Hluk z úniku je konstantní, ale během dne z důvodu vysoké úrovně rušení (hustý provoz na ulici, vysoká spotřeba vody atd.) se poslech neprovádí. Záznamníky akustických senzorů jsou naprogramovány tak, aby byly v noci (např. od 2:00 do 4:00) zaznamenávány zvuky úniku.

Jednopotrubní síť je rozdělena do zón, kde budou instalovány zapisovače. Na každý kilometr sítě je potřeba určitý počet zapisovačů, který se volí v závislosti na tlaku, materiálu potrubí a jeho průměru, přítomnosti odboček a vývodů (obr. 1).

Vliv cizího hluku na přesnosti měření. Čím vyšší je úroveň vnějšího stálého hluku (například vlakové nádraží, čerpací stanice atd. jsou poblíž), tím větší je počet zapisovačů instalovaných na studovaném úseku potrubí. Měření s dlouhodobým cizím šumem je možné, protože mezi těmito zvuky jsou krátké tiché pauzy a rekordér zaznamenává minimální hodnotu hladiny a frekvence po určitou dobu. V tomto případě je zcela vyloučen vliv vnější interference na měření. Na základě hodnoty zaznamenané frekvence lze posoudit povahu hluku: z provozu čerpadel v rozvodně ústředního topení (nízká frekvence) nebo z netěsnosti (vysoká frekvence – více než 400 Hz).

Software se nainstaluje do počítače a poté se přenese do řídicí jednotky. Poté se naprogramují snímače-záznamníky (doba měření, doba přenosu rádiového signálu, počet měření a intervaly mezi nimi). Programování lze provádět přímo přes řídící jednotku jak pro dlouhodobý provoz (bez ztráty zaznamenaných dat až 80 nocí), tak pro krátkodobou dobu (v rámci jedné noci).

K provozu systému je zapotřebí řídicí jednotka a počítač. Komunikace vždy probíhá digitálním rádiem mezi rekordéry a řídící jednotkou. Tento systém má duplexní rádiový vysílač a umožňuje programování senzorů (nastavení parametrů měření, synchronizace času atd.) a čtení informací ze záznamníků.

Naměřená data senzoru se načítají pomocí řídicí jednotky. Na vyžádání jsou uživateli předány všechny údaje o tom, zda registrátor zjistil únik či ne. Tato data jsou uložena v přijímacím zařízení a následně mohou být zaznamenána a odeslána do počítače (obr. 2).

V reálném provozním režimu V současné době probíhá měření úrovně signálu. Nastaví se práh, nad kterým bude signál identifikován jako únik (obr. 3). Režim hlídky ve skutečnosti je to režim pro dotazování na nainstalované registrátory. Žádost je seznam všech registrátorů, se kterými bylo navázáno spojení.

Když je list záznamníku zobrazen na obrazovce (obr. 4), v horní části je zobrazen graf změn úrovně hluku úniku v čase a ve spodní části je znázorněna změna frekvence hluku. V blízkosti hladiny vpravo je stupnice od 0 do 100 %, vlevo je jedno měření. Spodní část grafu ukazuje frekvenci hluku úniku 0-2500 Hz, levá ukazuje jedno měření. V závěru práce je provedeno statistické zpracování naměřených dat.

Systémy SebaLog a Zonescan se v CTD používají od roku 2006. Za dva roky provozu bylo s využitím těchto systémů prozkoumáno 120 km městské vodovodní sítě a byly objeveny tři skryté netěsnosti. Kromě toho byly tyto systémy použity také pro potvrzení nepřítomnosti skrytých netěsností v úsecích vodovodní sítě (pokud se vyskytly známky netěsnosti – zaplavení jímek ústředního vytápění, sklepů budov podzemní vodou, splaškovou vodou, vodou z teplé vody zásobovací síť).

Práce provádějí specialisté z úseku hydraulických měření dílny diagnostiky vodovodní sítě ÚT. Tým tří lidí ve vozidle vybaveném motorovým čerpadlem a elektrickým ventilátorem jezdí po kontrolní oblasti sítě, odečítá data z loggeru, instaluje nebo přemisťuje loggery do studní. Výsledky zaznamenané v přijímacím zařízení jsou přeneseny do počítače a analyzovány. Databanka tedy shromažďuje informace o přítomnosti či nepřítomnosti netěsností v zkoumaných úsecích sítě a také o úrovni šumu a jeho frekvenční charakteristice. Malý počet loggerů (60 ks) a vytížený plán průzkumu sítě (2010 km pro rok 160) neumožňují dlouhodobě poslouchat úsek sítě, takže loggery jsou přesouvány ze studny do studny. V tomto případě je jedna lokalita monitorována minimálně tři noci. Pokud je zjištěn hluk, který vyvolává podezření na únik, poslech této oblasti se znovu opakuje.

Po obdržení výsledků naznačujících přítomnost netěsnosti, po dvou fázích poslechu, se specialista na vyhledávání poškození potrubí dopraví na pracoviště. Pomocí korelačních a akustických detektorů netěsností zaznamenává skutečnost a místo úniku. Po provedení této práce vyplní inženýr sekce hydraulických měření žádost o skrytý únik na Úřadu jednotného příjmu Moskevského státního jednotného podniku “Mosvodokanal”.

Podle Programu rozvoje TsTD Mosvodokanal na roky 2006–2010 by se do roku 2010 měl plán hledání skrytých úniků zvýšit 4krát (2006 – 40 km, 2010 – 160 km). Vzhledem k tomu, že délka moskevské vodovodní sítě je ~ 11 2006 km, je pokrytí sítí skrytými systémy sledování úniků nevýznamné (v roce 23 – 2007, v roce 53 – 2009, v roce 60 – 20). Protože účinnost této metody je maximální pouze v případě neustálého poslechu úseků sítě (tj. s možností periodického porovnávání po určitých časových obdobích hladiny hluku a frekvenčních charakteristik potrubí), je plánováno zakoupit dalších XNUMX senzorových záznamníků.

Závěry

V současné době se k detekci skrytých úniků vody používají moderní pokročilé monitorovací systémy vodovodní sítě, které umožňují včasné odhalení havárie. Zároveň se z ekonomického hlediska snižují náklady na obnovu havarijního úseku potrubí a dochází k odlehčení personálu od nočních směn. Z technického hlediska je tato metoda spolehlivější než ostatní, protože umožňuje pokrýt širokou oblast vodovodní sítě a detekovat netěsnosti na potrubích z různých materiálů.

Poskytujeme služby detekce úniků v Petrohradu a Leningradské oblasti pro organizace i jednotlivce. Službu si můžete objednat nebo získat konzultaci na telefonním čísle +7 (921) 33 44 299. Naši specialisté mají rozsáhlé zkušenosti s vyhledáváním skrytých úniků vody v potrubích, jejichž vizuální kontrola není možná. Například únik ve vodovodním potrubí umístěném v zemi lze detekovat pouze pomocí speciálního vybavení. Pro efektivní diagnostiku však nestačí mít detektor úniků, je důležité umět s ním správně pracovat a rozumět fyzikálním principům šíření vln v různých prostředích.

Pro detekci úniku vody z potrubí v místě průchozí defektu se používají různé metody. V případě netěsností v tlakových potrubích se jako nejúčinnější osvědčily akustické a hydroakustické metody. Jsou založeny na detekci a lokalizaci zdroje hluku charakteristického pro daný únik. Faktem je, že vodovodní a topné potrubí jsou zevnitř pod tlakem, který je několikanásobně vyšší než atmosférický tlak zvenčí. V důsledku rozdílu tlaků voda v místě průchozí koroze nebo jiné defektu proráží s velkou intenzitou. Unikající voda vytváří vibrace, z nichž některé jsou v rozsahu slyšitelnosti lidského ucha a lze je slyšet akustickým detektorem netěsností. Další část vibrací je již pod prahem slyšitelnosti a lze ji detekovat pouze pomocí speciálních piezoelektrických senzorů, které jsou součástí sady korelačních detektorů netěsností. Obě vibrace se šíří převážně podél stěn potrubí a také v okolní půdě. Pokud je tlak v potrubí nízký, potrubí je vyrobeno z plastu nebo má velký průměr, jsou v něm vysokofrekvenční vibrace tlumeny v poměrně malé vzdálenosti od úniku a v tomto případě se používá hydroakustická metoda detekce úniku. K tomu se používá korelační detektor úniku se speciálními hydrofonními senzory, které „slyší“ nízkofrekvenční zvuky úniku šířící se vodou. V případě úniků z netlakových potrubí (například gravitační kanalizační kolektor nebo systém odvodnění dešťové vody) se používají další metody, včetně vizuální kontroly vnitřního povrchu potrubí, tepelné metody a stanovení úrovně vlhkosti půdy.

Detekce netěsností se samozřejmě neomezuje pouze na jednu metodu a v každém konkrétním případě se metody detekce netěsností mohou lišit. To vyžaduje komplexní odborné školení specialistů a sadu moderního diagnostického vybavení. Naši specialisté mají odpovídající kvalifikaci, potvrzenou certifikáty nedestruktivního zkoušení II. úrovně pro vizuální a tepelné zkušební metody a také pro detekci netěsností. Někteří z nich mají navíc certifikáty o absolvování speciálních kurzů o práci s detektory netěsností vydané výrobci zařízení a také diplomy z mezinárodních vědeckotechnických konferencí a seminářů. Při vyhledávání netěsností používáme nejmodernější vybavení na expertní úrovni, což je naší výhodou a zaručuje provedení práce s maximální efektivitou. Mimo jiné používáme vylepšený kanadský korelační detektor netěsností, pokročilý německý korelátor s hydrofony, akustický detektor netěsností s zemním mikrofonem, průchozí televizní inspekční kameru, profesionální termokameru a mnoho dalších zařízení.

Hledání netěsností ve vodovodních sítích

Specializujeme se na vyhledávání netěsností ve vodovodních potrubích. Netěsnosti se mohou vyskytovat na různých místech vodovodní sítě: na hlavních potrubích, rozvodných potrubích, domovních přípojkách, přírubách, ventilech a v místech instalace požárních hydrantů. Nejčastějšími příčinami těchto netěsností jsou koroze, vady materiálu nebo nesprávná instalace, překročení povoleného tlaku v potrubí, vodní rázy, posuny zeminy v důsledku sucha nebo mrazu, ale také nadměrné zatížení a vibrace z těžké dopravy. Ztráty způsobené netěsnostmi se počítají nejen v peněžním vyjádření, znamenají neopatrné využívání vzácného přírodního zdroje a mohou také představovat riziko pro lidské zdraví. Hlavní ekonomické ztráty jsou způsobeny náklady na pitnou vodu, její úpravu a přepravu potrubím. Netěsnosti, které nejsou včas odhaleny, vedou také k dalším ekonomickým ztrátám v podobě poškození samotného potrubí a blízkých objektů. Například poškození půdy v místě netěsnosti může způsobit prasknutí potrubí, stejně jako odplavení podkladů vozovek a základů budov. Rizika pro veřejné zdraví mohou být způsobena znečišťujícími látkami vstupujícími do potrubí netěsností, pokud tlak vody v systému výrazně poklesl.

Detekce úniku vody v Petrohradu a regionu

Bohužel nic netrvá věčně. Z dlouhodobého hlediska bude nutné vyměnit veškeré vodovodní potrubí a ventily ve vaší domácnosti, včetně hlavní tepny vašeho vodovodního systému – odbočky z hlavního vodovodního potrubí vedoucího k vašemu domu. Pokud je ale vaše potrubí stále staré několik let a tlak v síti náhle začne klesat, pak vám někde netěsní. Dokážeme profesionálně odhalit vadné místo a lokalizovat netěsnost, abyste mohli co nejdříve provést opravu. Zpravidla nebudeme muset provádět žádné výkopové práce ani ničit dokončovací materiály, abychom netěsnost odhalili.

Úniky v topných sítích

Nejčastěji k únikům v tepelných sítích dochází během vysokotlakých zkoušek před začátkem topné sezóny, stejně jako při uvádění tepelných sítí do provozu (což je často spojeno s přetížením topného potrubí). Za těchto podmínek je nutné co nejrychleji a nejefektivněji vyhledávat závady a úniky chladiva. Úkol inspekce tepelných sítí za účelem přesného určení míst úniků vzniká v případech, kdy existují zjevné známky úniku chladiva v určitém úseku tepelné sítě (zapařování, poruchy zeminy), v případě zvýšené spotřeby doplňovací vody a/nebo poklesu tlaku u zdroje tepla (kotelna, teplárna, měřicí jednotka). Pomocí moderního korelačního detektoru úniků a profesionální vysoce přesné termokamery a dalšího vybavení dokáží specialisté naší společnosti přesně detekovat a lokalizovat únik v tepelné síti, čímž vám ušetří zbytečné výdaje a problémy s organizací zásobování teplem.