Обоснование метода применения

1.3 Обоснование метода применения

К достоинству метода нанесения цементно-песчаных покрытий можно отнести относительную простоту технического исполнения и низкую стоимость ремонтных работ, которая составляет около 30% стоимости нового строительства. После нанесения цементно-песчаного раствора трубопровод может быть пущен в эксплуатацию через 3-5 суток, т. е. технологический цикл процесса является относительно продолжительным. Покрытие сохраняется стабильным в течение длительного срока эксплуатации (50 лет). На основе своих микробиологических свойств, высокой прочности и связанной с этим сопротивляемости механическим нагрузкам, цементно-песчаное покрытие является идеальным материалом для систем водоснабжения.

Применение этого метода обеспечивает:

·  Предотвращение коррозии внутренней поверхности трубопроводов

·  Предотвращение минеральных отложений и биологических обрастаний

·  Увеличение пропускной способности (улучшение гидравлических характеристик) действующих трубопроводов

·  Тонкая и гладкая поверхность облицовки после ее затирки обеспечивает снижение гидравлического сопротивления и потерь напора в трубопроводах при незначительном уменьшении его внутреннего диаметра.

·  Снижение потребления электроэнергии для транспортировки перекачиваемой воды

·  Устранение утечек воды за счет герметизации свищей и неплотностей стыковых соединений

·  Сохранение качества в процессе транспортировки по трубам питьевой и высококачественной технологической воды.

Главное защитное свойство цементного слоя состоит в способности предотвращать коррозию металла. Цементно-песчанный слой представляет собой пористую массу, чем выгодно отличается от других покрытий, где требования герметичности совсем иные. При постоянном контакте с водой в поры покрытия проникает вода, происходит реакция гидратации цемента с образованием раствора гидроокиси кальция (pH 12,6, среда щелочная). Сталь пассивируется за счет образования защитного слоя из окислов железа.

В таких условиях низколегированная сталь не корродирует. Как видим, к цементному камню требования абсолютного отсутствия пористости можно не применять. Известно, что некоторые виды железобактерий, например моллюск дрейсена, не живут в щелочной среде, и подобные обрастания на цементном покрытии не встречаются. Лабораторные опыты показывают, что даже если при нанесении цементного раствора в защитном слое и образовались трещины, то со временем они затягиваются образующимся при взаимодействии воды и цементного камня карбонатом кальция с достаточными прочностными характеристиками. Технология защиты труб цементно-песчаным раствором позволяет экономить на значительном снижении остаточной концентрации хлора в питьевой воде из-за сокращения потерь на сорбцию окислителя пористыми коррозионными обрастаниями по причине их полного отсутствия.

Проблемы данного метода:

При интенсивной эксплуатации трубопровода может происходить механическое или химическое разрушение защитного слоя.

Механическому разрушению способствуют следующие факторы:

·  избыточная проницаемость покрытий;

·  появление трещин (в основном в следствии несоблюдения технологии приготовления и нанесения покрытия);

·  эрозия.

Химическое разрушение может быть вызвано следующими причинами:

·  воздействие различных кислот;

·  воздействие газов (СО₂; аммиак и т.п.);

·  воздействие щелочей;

·  биологическая коррозия с образованием сероводорода.

Данные обстоятельства необходимо принимать при принятии решения о реновации трубопровода, т.к. в совокупности может оказаться, что данная технология может быть нецелесообразна, и как итог не будет достигнута конечная цель проекта – восстановление прочностных показателей покрытия и гидравлических характеристик потока.

2. Виды применяемых методов санации цементно-песчаным раствором

Для выполнения работ по санации трубопроводов методом нанесения цементно-песчаного покрытия (ЦПП) на внутреннюю поверхность труб используются три различные технологии:

2.1.  Поршневой метод нанесения покрытия применяется для труб диаметром от 100 до 250 мм. При использовании данного метода работы можно производить из существующих колодцев, длина рабочего участка может достигать до 200 метров при неограниченном количестве стандартно выполненных отводов. Это не маловажно в условиях развитых коммуникаций и городской застройки. При производстве работ используется стандартное оборудование.

Для труб диаметром от 100 до 250мм возможность нанесение цементно-песчаного покрытия (ЦПП) на внутреннюю поверхность трубопроводов поршневым методом на трубы с любым количеством стандартно выполненных отводов протяженностью до 200метров с возможностью производить работы из существующих колодцев. При этом достигается не только антикоррозионная защиты внутренней поверхности трубы, но и герметизация свищей, т.е. устранение утечек

Принцип поршневого метода нанесения заключается в следующем:

Между двумя поршнями заливается раствор, после чего производится выстрел посредством компрессора. При этом наносится слой раствора от 2 до 4 мм. Нанесение цементно-песчаного покрытия (ЦПП) производится в несколько слоев для достижения необходимой толщины покрытия.

Рисунок 1. Схема нанесения покрытия поршнями.

Рисунок 2. Труба после очисткии и после покрытия поршнями.

2.2.  Нанесение покрытия центробежным набрызгом применяется для труб диаметром более 300 мм. Цементно-песчаное покрытие наносится центробежным методом с помощью пневматической или электрической метательной головки облицовочного агрегата.

Работы при этом производятся из существующих камер или котлованов размером 1,5 – 2 метра. Восстановлению подлежат только прямые участки, длиной не более 120 метров. Для нанесения покрытия используется специализированная техника и оборудование. Данный метод хорошо известен и применяется в мире уже несколько десятилетий.[3]

Рисунок 3.Схемы нанесения покрытия центробежным набрызгом.

Принцип центробежного метода нанесения заключается в следующем:

Агрегат протаскивают внутри трубопровода с помощью троса и лебедки. На уже очищенный участок трубопровода наносится цементно-песчаное покрытие. После установки на конце санируемого участка трубопровода разбрызгивающего устройства при помощи лебёдки облицовочная головка протягивается с постоянной скоростью в обратном направление. Нанесение раствора происходит при помощи разбрызгивающей головки с электрическим или пневматическим приводом. Одновременно покрытие разглаживается специальным конусом (расправляющий клапан), толщина наносимого слоя раствора зависит от диаметра трубы и колеблется в пределах от 3 до 12 – 16 мм. По окончании работ проводится контрольный осмотр трубопровода, имеющий целью убедится в качественном нанесении покрытия. Длина санируемого участка зависит от диаметра и конфигурации трубопровода и может достигать 240 м.[6]

Рисунок 4. Рисунок 5.

Центробежная головка в сборе. Покрытие нанесённое центробежным набрызгом.