Реновация систем водоснабжения. КП Реновация систем ВВ. Курсовая работа по дисциплине Реновация систем водоснабжения и водоотведения по теме Реновация медом uliner. Технико экономическое сравнение с открытым способом
 Скачать 0.68 Mb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Реновация систем водоснабжения и водоотведения» по теме: «Реновация медом U-Liner. Технико экономическое сравнение с открытым способом» проверил доцент, доктор технических наук В. И. Щербаков Оценка ____________________ выполнил: студент группы змВВ-191 М.А. Медведев Воронеж 2021 Содержание Введение………………………………………………………………………...………3 1.Преимущества бестраншейной методики ремонта труб.………..…………….......5 2.Бестраншейная санация способом U-Liner ………...…………………………...….7 3.Технико-экономическое обоснование данного метода………………………...17 4. Выводы………………………………………………………………………..…….19 Список литературы……………………………………………………………………20 ВведениеРемонт коммуникаций, прокладываемых под шоссе, приходится делать из-за растущей нагрузки на дорожное покрытие и износ труб. Но перерытая дорога – это серьезная проблема для грузопотока и перевозки пассажиров. С целью предотвращения пробок и заторов становится все более актуальной санация трубопроводов. Это особый метод очистки и восстановления участка трубы без необходимости заниматься раскопкой большого отрезка коммуникаций. Так называемый «бестраншейный» способ восстановления действующего трубопровода, хорошо известный в Европе, набирает популярность и в нашей стране. Большой процент износа трубопроводов – результат советского наследия, когда строили много, но за качество и длительную эксплуатацию никто не отвечал. Реальный срок службы металлических труб исчерпан, и системы работают лишь до очередного прорыва. В РФ более половины протяженности коммуникаций давно проржавело, ежегодно обнаруживаются новые дефекты и прорывы. Вторая половина – в предаварийном состоянии, поэтому работа по восстановлению коммуникаций и ремонт труб проводится непрерывно. Как показывает зарубежный опыт, лучшим решением остается применение метода бестраншейного восстановления или санации трубопроводов. Эксперты выделили 6 наиболее эффективных способов ремонта без раскапывания грунта: Получение внутри очищенного трубопровода защитного слоя с помощью полиэтиленового вкладыша по технологии «U-лайн». Теплоноситель под давлением распрямляет эту «кишку» внутри ремонтируемого участка коммуникаций. По технологии «трубы в трубе», где внутри поврежденного металлического участка закрепляется полимерный фрагмент. Это удобно не только для восстановления водопровода, но и для канализации. Для этого старый трубопровод должен быть промыт водой под давлением. Частичный взлом, когда по аналогии с описанным выше методом «труба в трубе» требуется небольшое изменение диаметра на 1 размер. При этом приходится частично деформировать фрагмент старого трубопровода посредством пневматического пробойника. Это дает возможность протаскивания полимерного вкладыша большей длины. Метод напыления на участок подготовленной поверхности трубопровода цементного раствора с последующим выравниванием насадкой конической формы. Данная технология рекомендуется для восстановления водопроводных коммуникаций, в канализационных системах она не применяется. Прогрессивная технология проведения восстановительных работ при помощи технических роботов, которые эффективны при прохождении сложных поворотных участков для фиксации внутренних покрытий. Процесс полимеризации происходит непосредственно при обработке волокна. Однако это трудоемкий процесс, который проблематично задействовать на всей протяженности коммуникаций. В зависимости от состава материала, отвердение вкладыша может производиться разными способами: под воздействием яркого ультрафиолета (рукав из фотополимеров, подобно зубным пломбам); от высокой температуры воды; под прогретым воздухом или паром под давлением. Санация трубопроводов по бестраншейным технологиям используется не только в столичных окрестностях, но и на периферии – в крупных областных городах РФ. Профильные фирмы, при условии предварительной прочистки восстанавливаемых коммуникаций, за час способны восстановить 50-100 м трубопровода. Преимущества бестраншейной методики ремонта труб Основные плюсы подобных технологий: минимизирует потребность в земляных работах, что существенно снижает затраты на профильный транспорт; нет необходимости составления сложных проектных и сметных работ, поскольку санацию проводят на одном из участков готовых коммуникаций; значительное продление срока эксплуатации отремонтированной трубы; работы по восстановлению не затрагивают проложенных рядом сетей; ускоренные темпы ремонта поврежденной трубы; доступ к поворотным участкам изнутри;  восстановление трубопроводов современными технологиями не требует привлечения большого количества техники и рабочих нет потребности в доступе экскаваторных машин (другой техники) к ремонтируемому фрагменту подземной траншеи; минимальная стройплощадка и количество привлекаемых специалистов; устойчивость к коррозии и абразивным повреждениям после полимеризации бесшовного вкладыша; внутренняя полимеризация большого отрезка снижает риск возникновения новых протечек; минимальное изменение диаметра сечения водогона; транспортный поток продолжает движение во время санации трубопроводов над поврежденным участком; улучшение функционирования и темпа продвижения транспортируемой среды за счет гладкой внутренней поверхности; работы не наносят вреда экологии; возможность работы ночью, при этом роботизированные проходчики мониторят процесс отвердения «чулка» внутри трубы с выведением изображения на компьютерную программу в реальном времени. При состыковке фрагментов используют пресс, традиционные фитинги и муфты – все работы без сварки. Восстановленная труба выдерживает большие нагрузки под давлением как изнутри, так и снаружи. При этом качество работ не зависит от функционала коммуникаций и того, из какого они материала: стальные; чугунные; полимерные; железобетонные.  Санацию полимерным рукавом можно проводить в трубах из любого материала. Бестраншейная санация способом U-Liner Общие сведения Трубы «Полилайнер» используются для восстановления трубопроводов, изготовленных из различных материалов и предназначенных для транспортировки воды, в том числе хозяйственно-питьевого назначения. Трубопроводы могут иметь незначительные повреждения – негерметичность соединений, небольшие отверстия, но должны сохранять общую механическую прочность, так как после санации восстанавливаемый трубопровод продолжает нести гидравлическую нагрузку. Использование трубы «Полилайнер» для санации позволяет значительно увеличить пропускную способность трубопровода за счёт низкой шероховатости внутренней поверхности и устраняет имеющиеся утечки. Краткое описание технологии  Тонкостенная (SDR 41) полиэтиленовая труба-оболочка в заводских условиях сворачивается в форме «подковы» и наматывается на барабан. Фиксация формы трубы осуществляется с помощью стрейч-плёнки. На строительном объекте труба протаскивается внутрь восстанавливаемого трубопровода, расправляется под давлением и плотно прилегает к стенкам старой трубы. Реверсия происходит под действием сжатого воздуха. Устанавливаются концевые фитинги специальной конструкции. Осуществляется присоединение к действующим секциям трубопровода. В итоге труба «Полилайнер» представляет собой свёрнутую U-образно трубу, зафиксированную в таком положении с помощью стретч-плёнки.  Технология восстановления (санации) Основные этапы производства работ: Подготовка существующих колодцев или строительство входного и выходного котлованов. Подготовка восстанавливаемого трубопровода. В водопроводных колодцах (камерах) демонтируется и изымается вся трубопроводная арматура. Промывка и прочистка. Видеоинспекция восстанавливаемого трубопровода до и после прочистки. Телеинспекция должна проводится посредством цветных телекамер с разрешением не менее 330-470 тв линий Протяжка трубы осуществляется при помощи лебедки Реверсия При подаче давления (1) происходит разрыв или растяжение фиксирующей пленки (2), принятие трубой круглой формы (3) и её плотное прилегание к стенкам восстанавливаемого трубопровода (4). Для обеспечения плотного прилегания труба выдерживается под давлением не менее 12 часов.  Санация осуществляется методом протяжки трубы «Полилайнер» в сложенном виде внутри восстанавливаемого трубопровода с последующим раскрытием трубы «Полилайнер» под давлением. В раскрытом виде «Полилайнер» плотно прилегает к внутренней поверхности восстанавливаемого трубопровода. Эффект памяти позволяет раскрытой трубе сохранять круглое форму после снятия давления. Для монтажа трубы «Полилайнер» необходимо следующее оборудование: Прицеп для транспортировки и размотки трубы. Лебедка для протяжки трубы. Усилие 10 тонн. Вытяжная головка Пережимное устройство. Компрессор для реверсии трубы. Давление до 10 атм. Комплект инструмента для монтажа фитингов с гидравлическим или механическим приводом.  При наличии отложений на внутренней поверхности восстанавливаемого трубопровода производится его гидродинамическая очистка или очистка с помощью механических скребков, эластичных дисков и других устройств согласно инструкции по эксплуатации. Для удаления скопившейся влаги в старом трубопроводе может использоваться губка. При наличии на стенках трубопровода острого сварного грата, внедренных в тело трубы металлических или деревянных клиньев, любых других включений или предметов, способных нанести вред материалу протягиваемого трубопровода и технологии протягивания должно приниматься решение по удалению обнаруженных включений. Результаты очистки должны быть проверены с помощью телекамеры, а также специального калибровочного инструмента – шаблона.  Рис. 2 - Общий вид шаблона Диаметр широкой части шаблона составляет величину несколько меньшую внутреннего диаметра трубопровода, что при беспрепятственном протягивании через старый трубопровод позволяет судить об отсутствии деформации его стенок (табл. 1). Таблица 1. Внутренний диаметр трубопровода и широкой части шаблона
После очистки внутренней полости старого трубопровода для контроля наличия острых выступов, способных повредить протаскиваемый трубопровод, через него также может быть протащен контрольный образец в виде отрезка полиэтиленовой трубы длиной 2-3 м и диаметром равным диаметру протягиваемой полиэтиленовой трубы. Контроль тягового усилия должен производится по динамометру. Контрольный отрезок трубы после протяжки не должен иметь повреждений глубиной более 5-10 % от толщины стенки трубопровода. Восстановление трубопровода Труба «Полилайнер» поставляется в бухтах на стальном барабане (рис. 3). Размеры стандартных стальных барабанов составляют следующие величины: максимальный диаметр 3700 мм, диаметр сердечника (цилиндрической поверхности намотки первого слоя) 2400 мм, ширина 1650 мм. Барабаны перевозятся на специальном трейлере.  Рис. 3 - Общий вид барабана Трубы Полилайнер должны оставаться обернутыми в многослойную пленку для сохранения их формы и недопущения повреждения при транспортировке или при установке. Барабаны с трубами, находящиеся на стройплощадке, должны храниться в вертикальном положении на ровной и прочной поверхности. Концы труб должны направляться вниз для предотвращения попадания загрязнений. При хранении труб на барабанах на стройплощадке они не должны контактировать с материалами, содержащими бензин, растворители и прочие агрессивные химические вещества. Продолжительность хранения труб Полилайнер на открытых пространствах со средней интенсивностью солнечной радиации 7 Дж/м2 должно быть ограничено 24 месяцами с даты производства. При температуре окружающего воздуха ниже 5°С барабаны следует держать в обогреваемом помещении в течении 12 ч для обеспечения требуемой гибкости труб перед их протягиванием в старый трубопровод. Минимальный радиус изгиба трубы – 1200 мм. В тех местах, где происходит изменение уклона трассы с изгибов меньше разрешенного радиуса поворота для труб полилайнер, участок трубопровода должен быть разделен на более короткие по длине отрезки для обеспечения требуемых радиусов поворота. Для этой цели устанавливаются промежуточные колодцы. Протяжка трубы, благодаря её небольшим габаритам в свёрнутом виде, осуществляется с зазором, за один приём возможно протянуть до 500 метров. Протяжка трубы включает в себя следующие стадии: 1. Всю бухту труб и сердечник барабана во избежании случайного разматывания закрепляют не менее, чем 2 лентами под углом 180 градусов 2. Труба полилайнер просверливается в сложенном состоянии спиральным сверлом диаметром 12 мм (рис. 4). Затем средняя плита с проушиной вставляется в С-складку так, чтобы ее среднее отверстие совпало с просверленным отверстием в трубе. После этого боковые плиты собираются и концы трубы сжимаются вместе с помощью винта.   3. Следующий этап состоит в просверливании еще двух отверстий и сжатии труб Полилайнер винтами. Первый (средний винт) заменяется после этого более коротким. Труба должна быть обжата до минимально возможного размера. Отверстия закрываются лентой или закрываются крышкой , чтобы предотвратить загрязнение внутренней поверхности трубы во время протягивания.  4. Процесс ввода профилированной трубы производится непосредственно с барабана. Свернутую трубу следует расположить так, чтобы ее можно было постепенно вытягивать. Проушина вытяжной головки закрепляется вертлюгом на канате лебедки. Труба Полилайнер втягивается в старый трубопровод с равномерной скоростью. Для обеспечения этого лебедка должна быть оснащена ограничителем нагрузки. Нагрузочные усилия не должны превышать установленных проектом величин (таблица 3). Таблица 3.- Ограничения нагрузочных усилий на лебедке для протягивания
5. Срезание трубы Полилайнер производится в стартовом и финишном колодцах. Перед срезанием трубы в стартовом котловане ее конец следует закрепить на барабане. Труба Полилайнер срезается по длине так, чтобы ее концы (хвостовики), выступающие из старой трубы с обоих торцов по оси в старой трубы, могли расширяться в процессе реверсии на возможно большую длину 6. До начала раскрытия трубы устанавливаются наружные втулки, которые должны выступать за срез трубы не менее, чем на 10 мм. 7. С помощью пережимных устройств, труба пережимается по обоим краямпримерно на расстоянии 20 см от концов трубы. 8. С одного из краёв устанавливается насадка для подачи воздуха с манометром. При помощи компрессора создается давление 5 атм, под давлением труба выдерживается 1 сутки до достижения полного раскрытия Полилайнера. После полного раскрытия края трубы обрезаются по торцам наружных втулок. Конструкция трубы «Полилайнер» приведена на рисунке 8.  Рисунок 8. Поперечное сечение трубы Полилайнер Узлы крепления Для соединения труб используется кольцевой фитинг, внешний вид которого показан на рисунке 3. Фитинг состоит из корпуса с фиксирующим и уплотнительными кольцами, внутренней втулки, наружной втулки  Рисунок 3 – Концевой фитинг для трубы «Полилайнер» Установка фитинга показана на рисунке 4. Фитинг с инструментом утсанавливается в раскрытый Полилайнер, тягловый цилиндр подключается к ручному гидравлическому насосу, тяговая лапа с внутренней втулкой выдвигается до упора, инструмент вынимается из установленного фитинга  Рисунок 4. Схема установки фитинга. После установки специального механического фитинга к нему методом электрофузионной сварки приваривается стандартный полиэтиленовый фитинг (втулка вод фланец, тройник, поворот и.т.д).  Технико-экономическое обоснование данного метода. Согласно заданию курсового проекта требуется произвести ремонт участка трубопровода диаметром 300мм длиной 200м. Глубину прокладки условно обозначаем 2м. В результате расчетов получаем данные следующие данные. Ремонт методом U-liner.
Ремонт открытым способом
Согласно получившимся результатам экономия средств при ремонте методом U-liner составляет 30%. Срок монтажа при данном методе быстрее в 14 раз что позволяет на более короткие сроки выводить участки трубопроводов из эксплуатации. Выводы Преимущества технологии • Отсутствие воздействия на окружающую инфраструктуру. • Минимум раскопочных работ. Возможен ввод трубы через существующие колодцы • Все работы осуществляются при температуре окружающего воздуха от 0 до +30 ⁰С (дополнительный нагрев не требуется). • Низкий уровень нагрузок при протяжке. • Возможность остановки и возобновления работ на любой стадии. • Увеличение пропускной способности трубопровода • Применение стандартного оборудования при протяжке • Возможность прохождения поворотов до 22,5⁰ без дополнительных мероприятий • Высокая скорость монтажа. • Санация трубопровода длинномерными участками • Срок эксплуатации восстановленного трубопровода более 50 лет. •Высокая химическая и коррозионная стойкость Список литературы1. Инструкция по защите городских подземных трубопроводов от коррозии РД 153-39.4-091-01. - М.: ДЕАН, 2002. - 240 c. 2. Мурзаханов, Г.Х. Диагностика технического состояния и оценка остаточного ресурса магистральных трубопроводов / Г.Х. Мурзаханов, А.И. Владимиров. - М.: Национальный институт нефти и газа, 2005. - 508 c. 3. Мустафин, Ф.М. Контроль качества изоляционно-укладочных работ при строительстве трубопроводов / Ф.М. Мустафин. - М.: Уфа: УГНТУ, 2001. - 112 c. 4. Технологии бестраншейной реновации трубопроводов [Текст] / В. А. Орлов, А. В. Михайлин, Е. В. Орлов. - Москва : Изд-во АСВ, 2011. - 135 с. : ил., табл.; 21 см.; |