Материал: Градостроительство, инфраструктура, коммуникации

выданного ранее Акта в орган государственного жилищного надзора, конкретно в Воронежской области – в Государственную жилищную инспекцию Воронежской области.

Выводы. Техническое диагностирование ВКГО является важнейшим этапом эксплуатации, залогом безаварийного снабжения потребителей природным газом [12, 13]. Техническое диагностирование ВКГО осуществляется в целях определения фактического технического состояния указанного газового оборудования либо его составных частей, поиска и определения неисправности ВКГО, определения срока возможного дальнейшего использования ВКГО. Своевременное выявление утечек, дефектов и неисправностей газопроводов и газового оборудования позволяет избежать аварийных ситуаций. В свою очередь обоснованное продление сроков эксплуатации ВДГО существенно экономит расходы на его замену.

Библиографический список

1.Правила пользования газом в части обеспечения безопасности при использовании и содержании внутридомового и внутриквартирного газового оборудования при предоставлении коммунальной услуги по газоснабжению, утвержденные Постановлением Правительства РФ от 14 мая 2013 года № 410 «О мерах по обеспечению безопасности при использовании и содержании внутридомового и внутриквартирного газового оборудования» в редакции от 19 марта 2020 года. Москва. 42 с.

2.Инструкция по безопасному использованию газа при удовлетворении коммунально-бытовых нужд, утверждена Приказом Минстроя РФ от 05.12.2017 N 1614/пр. Москва. 6 с.

3.Правила предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов, утвержденные Постановлением Правительства РФ от 06 мая 2011 года

№354. Москва. 10 с.

4.Методика определения возможности дальнейшего использования бытового газоиспользующего оборудования. АО «Газпром газораспределение» рекомендации организации. Проектирование, строительство и эксплуатация объектов газораспределения и газопотребления. Газпром Газораспределение 2.18 – 2019» // Разработана АО «Гипрониигаз», утверждена и введена в действие Распоряжением ООО «Газпром межрегионгаз» от 26.06.2019 № 81-Р/24 (срок действия 3 года). С. – Петербург. 38 с.

5.Кузнецова Г.А. Технологическая надежность газового оборудования // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. 2016. №1 (22). С. 25–29.

6.Кузнецова Г.А. Продолжительность эксплуатации внутридомового газового оборудования // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. 2016. №1 (22). С. 54–58.

7.Оценка надежности газоснабжения отдельных потребителей с использованием цифрового моделирования / Г.Н. Мартыненко, Н.А. Петрикеева, С.А. Горских, А.А. Горских // Альтернативная и интеллектуальная энергетика: материалы II Международной научно-практической конференции. Воронеж. 2020. С. 159–160.

8.Реконструкция инженерного оборудования жилых зданий / О.А. Сотникова, Д.М. Чудинов, Н.А. Петрикеева, Н.М. Попова // Научно-технические проблемы совершенствования и развития систем газоэнергоснабжения. 2018. №1. С. 216–223.

9.Кузнецов С.Н., Кузнецова Г.А. Внутридомовое газовое оборудование // Градостроительство. Инфраструктура. Коммуникации. 2020. №4 (21). С. 39–43.

10.Мартыненко Г.Н., Исаева Е.С., Миляева А.В. Применение газового оборудования "ТАРТАРИНИ" фирмы «ИТГАЗ» в России // Градостроительство. Инфраструктура. Коммуникации. 2018. №2 (11). С. 13–21.

11.Колосов А.И., Кузнецова Г.А., Гнездилова О.А. Управление работой аварийно-восстановительных служб газораспределительной организации // Научный журнал строительства и архитектуры. 2018. №1 (49). С. 29–36.

12.Анализ статистических данных по аварийности в системах газоснабжения / Е.С. Аралов, С.Г. Тульская, К.А. Скляров, Д.О. Бугаевский // Градостроительство. Инфраструктура. Коммуникации. 2019. №1 (14). С. 9–14.

13.Щеглов А.С. Состояние и проблемы эксплуатации внутридомового и внутриквартирного газового ОБОРУДОВАНИЯ // Инженерные кадры - будущее инновационной экономики России. 2017. №1. С. 136–139.

Для цитирования: Кузнецова Г.А., Шафеев Д.Ю., Кузнецов С.Н. Техническое диагностирование внутридомового газового оборудования как способ продления срока его эксплуатации // Градостроительство. Инфраструктура. Коммуникации. 2021. № 4 (25). С. 6–15.

15

УДК 620.19

ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

З. С. Гасанов, А. В. Горлова, С. О. Харин

Воронежский государственный технический университет З. С. Гасанов, канд. техн. наук, доц. кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела

Россия, г. Воронеж, тел.: +7(473)271–53–21, e-mail: zgasanov@cchgeu.ru

А. В. Горлова, студент кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела Россия, г. Воронеж, тел.: +7(951)866–81–95, e-mail: teplosnab_kaf@vgasu.vrn.ru С. О. Харин, ассистент кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела Россия, г. Воронеж, тел.: +7(473)271–53–21, e-mail: kharin_sergey.93@mail.ru

Постановка задачи. По мере увеличения срока службы металлических трубопроводов возрастает опасность их коррозионного разрушения. Актуальным представляется решение задачи совершенствования технологий по защите систем теплоснабжения от негативного коррозионного воздействия.

Результаты. Для достижения поставленной задачи была рассмотрена сущность коррозионного воздействия на трубопроводы и существующие методы защиты от коррозии.

Выводы. Комплексное применение различных способов борьбы с образованием коррозии на металлических трубопроводах в тепловых сетях дает возможность бесперебойного и качественного снабжения населенных пунктов и населения горячей водой и отоплением.

Ключевые слова: коррозия, отложения, разрушение труб, катодные и анодные ингибиторы, электрохимическая защита.

Введение. Коррозией металла называется процесс, при котором происходит постепенное поверхностное разрушение верхних слоев металла с течением времени в результате химического и электрохимического взаимодействия его с внешней средой. Следовательно, коррозия внешних поверхностей стальных подземных трубопроводов происходит под действием химических реакций, проходящих между металлом и средой имеющихся в почве, и блуждающих электрических токов [1].

Надежность систем теплоснабжения городов и промышленных объектов во многом зависит и определяется эффективностью защиты оборудования и трубопроводов от коррозии. Актуальной задачей, на данный момент, является решение задачи совершенствования технологий по защите систем теплоснабжения.

Самое распространенное в России отопление – водяное. Вода, как оптимальный теплоноситель, в отличие от перегретого пара, имеет ряд преимуществ. Существенным недостатком воды является склонность к появлению коррозии.

1. Сущность коррозии. Главным источником коррозии является кислород, который присутствует в воздухе и растворен в воде. Следовательно, можно считать, что коррозия – вечное явление. Катализатором коррозии является углекислый газ и пары воды. Процесс ускорения коррозии наблюдается при концентрации углекислого газа около 0,01 %. На тепловых сетях может наблюдаться как внутренняя, так и внешняя коррозия металлических трубопроводов. В добавок, в городах может наблюдаться и электрокоррозия.

Скорость процессов коррозии оценивают в мм/год. В наиболее неблагоприятных случаях она составляет до 1,0–3,0 мм/год [2].

________________________________________________________________________________________________

© Гасанов З. С., Горлова А. В., Харин С. О., 2021

16

Выпуск № 4(25), 2021 ISSN 2413-6751

На рис. 1 представлена классификация видов коррозии и механизм развития повреждения на трубопроводе.

Рис. 1. Механизм развития процессов коррозии на металлических трубопроводах [2]

По мере увеличения срока службы металлических трубопроводов возрастает опасность их коррозионного разрушения [3]. Связано это с тем, что с течением времени происходит процесс старения не только металла, который приводит к повышению развития хрупкого разрушения, а также снижение защитных свойств изоляционных покрытий.

1. Внутренняя коррозия и отложения. Источником внутренней коррозии является теплоноситель, протекающий по трубе, то есть вода и примеси, которые растворены в воде. Дистиллированная вода не содержит CO2 и O2 , в такой воде нет коррозии, и она является

диэлектриком. К сожалению, через неплотности стыков или при закачивании воды в трубопровод незначительные концентрации углекислого газа и кислорода все же попадают в нее и тем самым влияют на развитие внутренней коррозии.

Предотвращение образования коррозии на внутренней поверхности трубопровода имеет огромное значение для долговечности и эффективности систем теплоснабжения, а также для экономии теплоты. В процессе образования коррозии безвозмездно теряется металл, образования налета на внутренней поверхности трубы повышают ее шероховатость, в следствии чего повышается гидравлическое сопротивление и увеличивается расход электроэнергии на перекачку теплоносителя. В процессе образования коррозии увеличивается объем образующихся продуктов коррозии, который возрастает в несколько раз, в следствии чего уменьшается поперечное сечение трубопровода, а твердые частицы, смытые водой с внутренней поверхности трубопровода, разносятся по всей системе теплоснабжения, что приводит к засорению приборов и арматуры отопительной системы. Отложения снижают теплопроизводительность подогревателей.

Рассмотрим, как образуются отложения внутри трубопровода. Как мы знаем, выпадающее в осадок вещество – накипь, состоит из карбонатов (CaCO3 ) и слабых

оснований (типа Mg (OH )2 . Отличительной характеристикой образования накипи от 17

коррозии является то, что эти вещества не контактируют с железом стенки теплопровода, а лишь выпадают в виде наслоений из воды (рис. 2).

В процессе эксплуатации количество накипи увеличивается настолько, что перекрывает проходное сечение трубы. Особенно актуальна данная проблема в трубопроводах котлов и теплообменников [4].

Рис. 2. Внутренние процессы, разрушающие трубопровод: коррозия и накипь [2]

Определенную концентрацию карбонатов, которые содержатся в перекачиваемой жидкости по трубопроводам, рассматривают как показатель жесткости Жк , мг/л. Чем выше

жесткость воды, тем больше содержание в ней карбонатов и слабых оснований Mg (OH )2 . В

соответствии с этим для различных трубопроводов жесткость воды не должна превышать 0,5–2,0 мг/л [5].

Оценку кислотно-щелочного параметра воды определяют с помощью водородного показателя: если pH > 7 , то водная среда считается щелочной, в ней больше гидроксид-

ионов; если pH < 6 , то водная среда считается кислотной, в ней большее количество ионов водорода; при pH = 7 среда является нейтральной. Рекомендуемый показатель pH для

закрытых систем теплоснабжения составляет 8,3 – 9,5, а для открытых систем теплоснабжения составляет 8,3 – 9,0. Из данных условий видно, что более предпочтительной средой для трубопроводов является щелочная. В тех случаях, когда используются

положительно влияет на размывание накипи, но отрицательно воздействует на железо, в результате образуются растворимые в воде соли железа из-за которых стенка стального трубопровода уменьшается.

Подводя итог из вышесказанного констатируем, что кислая среда с pH < 4,0 не должна

быть использована в системах. Кислотно-щелочные параметры устанавливаются на самой теплостанции, что позволяет защитить трубопроводы от внутреннего коррозионного износа.

2.Внешняя коррозия. Данная коррозия обусловлена наличием в грунте солей, кислот

ищелочей. Вследствие неоднородности металла (наличие царапин или шероховатость) одна его область поляризуется анодно, а тем временем другая часть – катодно. В полученном соединении движение тока из грунта в стальную трубу происходит от катода к аноду, которое не подвергается растворению стали. А в месте выхода тока из стальной трубы в грунт от катода к аноду наоборот, приводит к растворению стальной стенки трубы. Разрушение чаще всего носит поверхностный характер.

К внешней коррозии следует отнести и коррозию блуждающими токами, которая обусловлена большим количеством электрифицированного транспорта и подземных кабелей

18

с высоким напряжением (рис. 3). При укладке рельсового полотна, в местах соединения образуется различные зазоры между рельсами, чем больше данный зазор, тем выше сопротивление, что характеризуется высоким продольным сопротивлением железнодорожных путей. Если присутствуют места где нарушена изоляция рельсов от земли, то данное место обладает низким переходным сопротивлением, в следствии чего способствует стеканию тока в грунт, порождая блуждающий ток. В процессе стекания тока в грунт, он старается найти участки с минимальным сопротивлением (с нарушенной изоляцией), что приводит к возникновению гальванического элемента, в результате чего анодные участки растворяются очень активно.

На рис. 3 приведена принципиальная схема возникновения гальванического элемента на металлическом трубопроводе вблизи электрифицированного транспорта.

Рис. 3. Принципиальная схема возникновения гальванического элемента на металлическом трубопроводе вблизи электрифицированного транспорта [2]: 1 – контактный воздушный провод;

2 – питающая линия; 3 – тяговая подстанция; 4 – дренажная линия; 5 – рельсы электрифицированного транспорта; 6 – металлический трубопровод; пунктирные стрелки – блуждающие токи;

сплошные стрелки – тяговый ток

Коррозия под действием блуждающего тока становится значительной, когда скорость превышает скорость коррозии под действием почвенного электролита (0,1−0,2 мм/год).

3. Микробиологическая коррозия. Микробиологическая коррозия металла вызвана результатом жизнедеятельности микроорганизмов, которые обитают в грунте. Наибольшую опасность для металлических труб или конструкций представляют сульфатвосстанавливающие бактерии. Данный вид бактерий относятся к классу анаэробных, которым не требуется кислород для их жизнедеятельности. Аэробные бактерии – для нормальной жизнедеятельности которых необходимо присутствие кислорода. Оба вида бактерий имеют общую среду обитания и, благодаря развитию одних бактерий, зачастую создаются благоприятные условия для других (рис. 4).

Соответственно в результате протекании анодного процесса при коррозии металлических сплавов выделяются ионы Fe2+ , поскольку в присутствии окислителя

которым является кислород, ионы Fe2+ перерабатываются железобактериями согласно следующей реакции [4]

4FeCO3 + O2 + 6H2O → 4Fe(OH )3 + 4CO2

Также немаловажное воздействие на разрушение металла оказывают аэробные серобактерии. Весьма распространенными представителями группы прокариотов являются тионовые бактерии, которые окисляют восстановленные соединения серы.

19