Оценка состояния трубопроводов: Практическое руководство для канализационных и дренажных сетей

В марте 2024 года муниципальный подрядчик в Техасе мобилизовал бригаду для облицовки 600-метрового магистрального канализационного трубопровода. Бюджет проекта предполагал стандартную установку CIPP. Однако обзор с использованием видеокамеры, выполненный за несколько дней до начала строительства, показал то, что было пропущено при первоначальном осмотре. 12-метровый участок полностью обрушился, и в трех соединениях было значительное проникновение воды. Без оценки состояния трубопровода бригада бы начала облицовку трубы, которая не могла удержать облицовочную трубку. Эта ошибка привела бы к потере материалов, труда и двухнедельного разрешения на закрытие дороги.

Вы уже знаете, что старую подземную инфраструктуру нельзя управлять только по возрасту. Трубы, которые выглядят нормально на поверхности, могут скрывать трещины, деформации, проникновение корней и отложения осадка, которые меняют объем и стоимость восстановления. Вам нужно иметь четкий процесс оценки состояния трубопровода, классификации дефектов и преобразования данных инспекции в план ремонта.

В этом руководстве вы узнаете основные методы оценки состояния трубопровода, как работают системы кодирования дефектов, как устанавливать приоритеты ремонта и как результаты оценки влияют на выбор между UV-CIPP, инверсионной CIPP и другими безрыхловыми методами. Вы также увидите, как контроль производства облицовочных труб внутри компании позволяет восстановительным подрядчикам более быстро реагировать и обеспечивать более предсказуемое качество.

Что такое оценка состояния трубопроводов?

Оценка состояния трубопровода представляет собой систематический осмотр и оценку существующего трубопровода для определения его конструкционного состояния, гидравлической эффективности и оставшегося срока службы. Она сочетает визуальный осмотр, измерения, классификацию дефектов и анализ рисков, чтобы ответить на один вопрос: какое действие, если оно вообще требуется, необходимо предпринять с этим трубопроводом?

Полная оценка состояния трубопровода показывает, нуждается ли трубопровод в срочном ремонте, регулярном мониторинге или обычной очистке. Она также помогает выбрать правильный безрыхлый метод восстановления.

Почему оценка состояния трубопроводов является основой восстановления

Без правильной оценки состояния трубопровода решения о восстановлении становятся просто догадками. Городской совет может заменить линию, которая только нуждается в очистке. Или, наоборот, он может установить футеровку в трубопровод, который уже потерял свою конструкционную прочность. Оба ошибочных решения обходятся дорого. Первое приводит к потере капитала. Второе может создать ответственность, если восстановленная секция выйдет из строя вскоре после установки.

Для подрядчиков, занимающихся безрыхлевым строительством, оценка также является входными данными для проектирования. Лайнер, разработанный для трубы с незначительными трещинами, может отличаться по толщине и содержанию смолы от лайнера, необходимого для перекрытия участка с отсутствующей стенкой. Чем точнее оценка состояния трубопровода, тем точнее можно определить параметры лайнера.

Инженерное примечание: Всегда согласуйте метод оценки состояния трубопровода с материалом трубы, диаметром, ограничениями доступа и конкретными дефектами, которые вы предполагаете. Видеокамера (CCTV) хорошо подходит для гравитационных канализационных труб с чистым потоком, но она не может измерять внутреннюю коррозию ниже уровня воды или овальность профиля без дополнительных датчиков.

Если ваша команда расширяет свою деятельность на планирование проектов по реабилитации, то понимание оценки состояния трубопроводов является обязательным перед выбором любого безрыхлевого оборудования. Узнайте больше о методах безрыхлевой реабилитации Yongke и о том, как они соответствуют распространенным типам дефектов.

Общие методы оценки состояния трубопроводов

Правильный метод оценки состояния трубопровода зависит от размеров трубы, доступа, условий потока и требуемой информации. Большинство проектов используют один или несколько из следующих методов. Каждый метод дает ответ на разный вопрос о внутреннем состоянии трубы.

• Запись внутренних изображений с помощью камеры видеонаблюдения (CCTV) для сточных каналов и дренажей с гравитационным потоком.

• Лазерное профилирование измеряет внутреннюю геометрию и деформацию.

• Сонарное профилирование создаёт карту подводных поверхностей ниже линии потока.

• Тестирование с использованием дыма и красителей выявляет источники инфильтрации и притока.

• Осмотр люка оценивает состояние камеры и соединения.

• Физическое взятие образцов подтверждает деградацию материала в напорных трубах.

Осмотр с использованием камеры видеонаблюдения (CCTV)

Осмотр с использованием замкнутого телевизионного цикла (CCTV) является наиболее распространённым методом оценки состояния трубопроводов для сточных каналов и дренажей с гравитационным потоком. Камера, установленная на катере, перемещается по трубе. Она записывает видео и делает фотографии соединений, трещин, корней, мусора и конструктивных дефектов.

Современные системы видеонаблюдения (CCTV) для трубопроводов включают в себя камеры с высоким разрешением, поворотные головки и лазерные профилировочные приспособления. Видеозапись становится базой для кодирования дефектов и планирования ремонта. Это также документ, который большинство муниципалитетов требуют перед одобрением восстановительных работ.

Обследование канализационных труб с помощью CCTV является экономически эффективным и требует минимального прерывания потока. Его основное ограничение заключается в том, что оно записывает только то, что видит камера. Осадок, сильный поток или мутная вода могут скрыть дефекты на поддоне трубы.

Лазерное профилирование

Лазерное профилирование измеряет внутреннюю геометрию трубы. Вращающаяся лазерная головка создает трехмерную облако точек стенки трубы, которое программное обеспечение преобразует в поперечные профили. Этот метод особенно полезен для обнаружения овальности, деформации и потери площади стенки.

Для труб и каналов большого диаметра лазерное профилирование может количественно оценить деформацию, которую камера CCTV может показать только качественно. Эти данные помогают инженерам решить, нужна ли трубе структурная армировка. Они также показывают, восстановит ли очистка и футеровка ее форму.

Сонарное профилирование

Сонарное профилирование используется, когда труба заполнена водой или осадком полностью или частично. Сонарная головка излучает звуковые волны, которые отображают подводную поверхность ниже линии потока. Это делает его идеальным для оценки глубины осадка, эрозии и подводных дефектов в напорных канализационных трубах, сифонах и больших каналах.

Совмещение видеонаблюдения (CCTV) над уровнем воды с гидролокатором под уровнем воды дает полную картину состояния труб в подводных условиях.

Проверка на проникновение дыма и краской

При проведении проверки на проникновение дыма в канализационную систему подается нетоксичный дым, и наблюдается, где он выходит. Эта проверка эффективна для выявления незаконных подключений, поврежденных заглушек и мест проникновения воды с поверхности. При проверке на проникновение краской источник поступления воды определяется путем введения окрашенной краски в предполагаемые дренажные пути.

Эти методы имеют низкую стоимость и полезны для выявления внешних источников проникновения воды. Однако они не обеспечивают внутренних структурных деталей, необходимых для полной оценки состояния трубопровода.

Осмотр люков

Люки часто являются самыми слабыми точками в канализационной системе. Специальные камеры для осмотра люков и оценки в ограниченных пространствах записывают состояние поддона, коррозию, целостность рамы и крышки, а также проникновение воды в месте соединения трубы с люком. Дефекты люков должны быть закодированы вместе с дефектами труб, так как они часто вносят больше проникновения воды, чем сама труба.

Физическое выборочное исследование и лабораторное тестирование

Для напорных труб и некоторых промышленных линий оценка состояния трубопровода может включать измерение толщины стенки, тестирование твердости или отбор проб. Эти методы подтверждают деградацию материала и помогают предсказать оставшийся срок службы. Они менее распространены в муниципальных самотечных канализациях, но ценны для водопроводов и напорных труб.

Как работают системы классификации дефектов при оценке состояния трубопровода

Сырой видеофильм полезен, но недостаточен для управления активами. Системы классификации дефектов преобразуют наблюдения в стандартизированные коды, которые можно отслеживать, сравнивать и устанавливать приоритеты с течением времени. Точная классификация дефектов труб превращает субъективный обзор видео в объективный план восстановления.

В Северной Америке программа оценки и сертификации трубопроводов (PACP) от NASSCO является наиболее широко используемой системой кодирования дефектов. Она назначает коды структурным дефектам, дефектам эксплуатации и технического обслуживания, а также конструктивным особенностям. Каждый код включает уровень тяжести и может включать измерение.

Общие структурные коды PACP включают:

• CR для трещин

• FR для разломов

• BF для сломанных труб

• DS для деформаций

• OS для смещенных соединений

• RB для корней, блокирующих поток

Кодирование также записывает материал трубы, диаметр, уровень потока и состояние очистки. Аттестованные инспекторы PACP составляют отчеты, которым доверяют муниципалитеты и инженеры.

WRc и другие региональные системы

В Соединенном Королевстве и многих странах Содружества на стандарт является Руководство по классификации состояния канализационных систем Водного исследовательского центра (WRc). Он использует пятибалльную шкалу состояния для обобщения общего состояния труб, причем 1 класс означает хорошее состояние, а 5 класс - поломку или близкую к поломке ситуацию.

Другие страны имеют свои национальные системы. Главное - использовать систему, указанную владельцем проекта, и обучать инспекторов, чтобы кодирование было последовательным на всех обследованиях.

Оценка тяжести и агрегирование баллов

Большинство систем позволяют агрегировать оценки в показатели состояния участков трубопровода или сети в целом. Это облегчает планирование капитальных вложений, позволяя определить, какие трубы нуждаются в срочном ремонте, какие требуют наблюдения, а какие могут оставаться в эксплуатации при регулярном техническом обслуживании. Хорошая программа для оценки состояния трубопроводов делает эту агрегацию автоматической и повторяемой.

Подрядчик по реставрации трубопроводов в Польше, Томаш Новацк, понял ценность последовательного кодирования на собственном опыте. В рамках первого крупного контракта на видеосъемку трубопроводов с использованием ЦТВ он получил прекрасные видеозаписи, но несогласованные коды PACP. Каждый оператор интерпретировал трещины по-разному. Городской совет отклонил отчет и потребовал повторной проверки за счет подрядчика. После прохождения команды PACP- сертификации и внедрения стандартных видео для калибровки его отчеты были приняты с первого раза. Вероятность победы в тендерах на реставрацию трубопроводов увеличилась на 30%.

От данных об оценке состояния к решениям о реставрации

После завершения оценки состояния трубопровода и классификации дефектов следующим шагом является принятие решения о дальнейших действиях. Не каждая трещина требует установки футеровки. Не каждая деформированная труба нуждается в замене. Данные об оценке состояния помогают подобрать ремонт в соответствии с реальным состоянием трубопровода.

Немедленное действие: коллапс, крупные трещины и сильное проникновение

Трубы с структурным коллапсом, крупными трещинами или сильным проникновением представляют немедленную опасность. Они могут вызвать провалы, перелив канализационных стоков или повреждение дорог. Эти участки обычно требуют копки и замены. В качестве альтернативы, конструкционный футляр может перекрыть дефект, если оставшаяся геометрия позволяет.

Краткосрочное восстановление: трещины, проникновение корней и дефекты соединений

Трубы с окружными или продольными трещинами, протекающими соединениями и проникновением корней являются хорошими кандидатами для восстановления с использованием футляра CIPP. Конструкционный футляр CIPP создает новую стенку трубы внутри основной трубы. Он герметизирует трещины и соединения и предотвращает повторное прорастание корней.

UV-CIPP хорошо подходит для меньших диаметров и более коротких времени отверждения. Инверсионный CIPP эффективен для более длинных участков и геометрий, где доступ для установки ультрафиолетового оборудования затруднен. Выбор зависит от диаметра трубы, ее длины, точек доступа и ограничений на месте.

Если вы оцениваете, какой подход к производству футляров подходит для вашего проекта, изучите, как работают машины для изготовления стекловолоконных футляров UV-CIPP и как они сравниваются с машинами для изготовления инверсионных футляров CIPP.

Долгосрочное мониторинг: незначительные трещины и накопление осадков

Трубы с незначительными дефектами и достаточной конструкционной прочностью могут не требовать немедленного ремонта. Их можно запланировать на периодические повторные осмотры и очистку. Цель состоит в том, чтобы выявить процесс разрушения до того, как он перейдет в категорию краткосрочных действий.

Очистка как предварительное условие

Почти каждое решение о ремонте зависит от того, была ли труба правильно очищена. Корни, осадки и смазка могут скрывать дефекты и препятствовать прикреплению футеровки к родной трубе. Высоконапорное струйное промывание, механическое резание корней и вакуумное извлечение - это стандартные этапы очистки перед футеровкой.

Связь оценки состояния трубопровода с безрыхлевым ремонтом труб

Оценка состояния трубопровода не только выявляет дефекты. Она определяет, какой безрыхлевый метод подходит и как должна быть спроектирована футеровка. Тщательная оценка состояния трубопровода является мостом между данными осмотра и успешным проектом безрыхлевого ремонта труб.

Применения UV-CIPP

Сопротивляемые ультрафиолетовому излучению (UV) футеровки CIPP быстро отверждаются под контролируемым ультрафиолетовым светом. Они идеальны для труб с:

• Прямыми или умеренно изогнутыми профилями

• Диаметрами, в которые можно вставить ультрафиолетовый световой поезд

• Необходимостью быстрой отверждения для минимизации времени закрытия улицы

• Требованием точной толщины стенки и гибких свойств

Поскольку отверждение под ультрафиолетовым светом происходит быстро и сопровождается незначительным выделением тепла, оно часто выбирается в чувствительных средах или там, где важно быстрое восстановление работы.

Применения инверсионного CIPP

Инверсионные футеровки CIPP устанавливаются с использованием водного или воздушного давления и отверждаются горячей водой, паром или при окружающей температуре. Они хорошо работают для:

• Длинных участков труб с ограниченным количеством точек доступа

• Труб с изгибами и изменениями диаметра

• Гравитационных канализационных систем, где отверждение горячей водой является практичным

• Подрядчиков, которые хотят иметь гибкость в выборе диаметра футеровки без поддержки нескольких ультрафиолетовых поездов

Покрытие распылением и точечное восстановление

Для локальных дефектов, таких как поломки отдельных соединений или небольшие трещины, точечные системы восстановления или покрытия, наносимые распылением, могут быть более экономичными, чем полноразмерные CIPP. Эти методы быстрее при изолированном повреждении, но не обеспечивают такой же структурный сплошность, как полноразмерное покрытие.

Разрыв труб и вкладыши

Когда труба потеряла большую часть своей структурной прочности или имеет серьезную деформацию, замена может быть необходима. Методы разрыва труб и вкладышей заменяют существующую трубу новой, часто без открытой экскавации. Это не методы покрытия, но они являются безрыхлёжными вариантами, которые могут быть выявлены при оценке состояния трубопровода.

Мария Гонсалес, менеджер проекта у безрыхлёжного подрядчика в Мехико, раньше заказывала покрытия на основе исполнительных чертежей и оценок экипажа. Её отходы материалов были высокими, и покрытия часто не соответствовали фактической геометрии труб. После того, как она начала требовать оценки с использованием видеокамеры с лазерным профилированием для каждого проекта, отходы материалов снизились на 18%. Она также обнаружила, что инверсионные покрытия, изготовленные на месте с помощью собственной машины для изготовления инверсионных CIPP-шлангов, могут быть адаптированы к точным профилям толщины, указанным в оценке. Теперь ей больше не нужно было полагаться на стандартный каталог поставщика.

Требования к качеству документации по оценке и реабилитации

Хорошая документация защищает как владельца активов, так и подрядчика. Она предоставляет обоснованную запись результатов оценки состояния трубопровода до реабилитации и подтвержденную эффективность после реабилитации.

Отчеты до реабилитации

Полный отчет до реабилитации должен включать:

• Видео и фотографии инспекции

• Коды классификации дефектов труб с указанием местоположения и степени тяжести

• Диаметр, длина, материал и условия потока труб

• Записи о чистке

• Препятствия, ограничения доступа и требования к обходу

• Рекомендуемый метод реабилитации и предположения по проекту

Постреабилитационная проверка

После прокладки внутреннего покрытия большинство контрактов требуют проведения после установки видеокамерной инспекции. Это подтверждает правильность установки внутреннего покрытия, его толщину, непрерывность и отсутствие морщин или складок. Некоторые проекты также требуют проведения тестов на герметичность или выборочных тестов отвержденного внутреннего покрытия для проверки модуля упругости при изгибе и прочности на разрыв.

Следимость и управление данными

Современные системы управления активами хранят записи осмотров по участкам между люками. Это позволяет владельцам отслеживать тенденции состояния трубопроводов на протяжении десятилетий. Подрядчики, которые придерживаются форматов отчетности этих систем, легче получают повторные заказы.

Как Yongke Machinery поддерживает восстановление, основанное на состоянии трубопровода

Оценка состояния трубопровода показывает, что нужно трубе. Yongke Machinery предоставляет оборудование для решения проблемы.

Для подрядчиков, которые хотят контролировать качество и поставку футеровок, Yongke производит как машины для изготовления стекловолоконных футеровок UV-CIPP, так и машины для инверсии футеровок CIPP. Эти производственные линии позволяют изготовить футеровку, соответствующую диаметрам, толщинам и спецификациям смолы, которые требуются для оценки состояния трубопровода.

Изготовление футеровок на собственном предприятии уменьшает зависимость от сторонних поставщиков и сокращает сроки поставки. Когда оценка состояния трубопровода обнаруживает неожиданный дефект, можно изменить дизайн футеровки, не дожидаясь работы внешней фабрики. Также можно отслеживать партии смолы, армирование и производственные параметры, что облегчает подготовку качественных документов для проверки после установки.

Проектный комплекс Yongke включает в себя надзор за установкой, пусконаладочные работы, обучение операторов и постоянную техническую поддержку. Наше производство работает в соответствии с сертификатами ISO 9001, ISO 14001 и ISO 45001. Узнайте больше о истории Yongke Machinery и ее глобальном опыте установки.

Если вы рассматриваете возможность организации собственного производства футеровок для поддержки своей деятельности по реабилитации трубопроводов, свяжитесь с нашей инженерной командой для получения технического коммерческого предложения, соответствующего вашим целевым диаметрам труб и объему проекта. Чтобы получить более широкую отраслевую перспективу по стандартам обследования и реабилитации, обратитесь к материалам Международного общества безрыхловых технологий.

Заключение

Оценка состояния трубопроводов не является бюрократическим этапом перед реабилитацией. Это техническая основа, которая определяет, будет ли ремонт успешным, как долго он прослужит и сколько он будет стоить. Каждый успешный безрыхловый проект начинается с точных данных оценки.

Основные выводы:

• Используйте правильный метод оценки состояния трубопроводов в соответствии с состоянием труб: видеоконтроль для самотечных канализационных труб, сонар для подводных линий и лазерное профилирование для проверки геометрии.

• Кодируйте дефекты с использованием системы, требуемой владельцем проекта, и обучайте инспекторов, чтобы обеспечить последовательность.

• Установите приоритеты по ремонту на основе структурного риска, а не только по количеству дефектов.

• Подберите безрыхтовый метод в соответствии с типом дефекта: УФ-CIPP для быстрого отверждения, инверсионный CIPP для гибких геометрий и точечные ремонты для локальных повреждений.

• Документируйте все до и после реабилитации, чтобы защитить все стороны и обеспечить управление активами.

Подрядчики, которые получают больше всего заказов на безрыхтовые работы, не те, у кого самые дешевые футеровки. Они те, кто сначала вкладывает средства в оценку состояния трубопроводов, а затем выполняет ремонт, соответствующий данным. Запросите техническое коммерческое предложение на линию производства рукавов для УФ-CIPP или инверсионного CIPP, и начните создавать способность к реабилитации, основанную на точной оценке и контролируемом производстве.