Система ОДК для труб ППУ как инструмент технического обслуживания теплотрассы
Сегодня для отопления применяются разные материалы. Одним из них является пенополиуретан. Его популярность набирает обороты. Но как любой материал, он может быть поврежден. На помощь приходит система ОДК для труб ППУ. Она контролирует изоляционный слой трубопровода. Благодаря ОДК, можно предотвратить повреждение трубы, своевременно приняв меры. Это уменьшает время и затраты на ремонт.
Система ОДК: назначение, принцип работы, исправление повреждений
Что такое ОДК? Это система оперативного дистанционного контроля. Производит постоянный и непрерывный контроль за теплоизоляцией труб (ППУ). Контроль ведется все время службы теплотрассы.
Система предназначена для обнаружения таких дефектов, как:
Труба ППУ послойно
Принцип действия ОДК основывается на датчике, контролирующем слой изоляции, а именно его влажность, который проходит по всей длине трубопровода. Как минимум два провода расположены в слое теплоизоляции и соединены по всей длине трубопровода. На начальной и конечной точке они соединяются в одну петлю. Петля представляет собой сигнальные провода из меди. Между стальными трубами и пенополиуретановым слоем теплоизоляции образуется датчик контроля за уровнем влажности теплоизоляции.
Задача датчика заключается в предоставлении точных данных о состоянии влажности теплоизоляции. Когда в слое теплоизоляции увеличивается количество влаги, значит, это может быть как утечка теплоносителя из трубы, так и попадание влаги снаружи. Как только это происходит, датчик сообщает путем отражения импульса.
Принцип распознавания участка повреждения и его устранение:
Трубы ППУ – новая и перспективная разработка
Остается вопрос, что такое ППУ? Все довольно просто. Это пенополиуретаны – универсальная группа полимеров. Материал новый, но уже получивший свою популярность.
Российский климат вынуждает нас отапливать свои жилища. И остро стоит вопрос не как донести тепло в дом, а как донести его с наименьшими потерями. Раньше трубопровод оборачивали стекловатой, закрепляли ее при помощи стальной проволоки, а сверху покрывали оцинкованными стальными листами. Материал ценный, поэтому он недолго задерживался на трубах. Сегодня все больше используют трубы из пенополиуретана. Из него сделана и теплоизоляция.
Разные допустимые цвета для труб
Этапы монтажа труб ППУ:
Система ОДК для теплотрассы – это дополнительный способ защиты. И заключается он в предотвращении больших аварийных ситуаций и максимально быстром устранении маленьких повреждений.
Система ОДК: из чего она состоит
Встроенный медный провод. Он является проводником, по которому передается сигнал о повреждениях. Располагается в теплоизоляционном слое из пенополиуретана. Без него система ОДК не станет работать.
Есть два вида провода:
Приборы для контролирования и измерений:
Детектор повреждений труб
Коммутаторный терминал системы ОДК представлен как промежуточное звено между приборами контроля и трубой. Обычно их размещают друг от друга на расстоянии 300 метров. Они используются для подсоединения контролирующих приборов, а также коммутации сигнальных проводов.
Проект системы ОДК – как это происходит
Система ОДК для труб ППУ проектируется с возможностью соединиться с уже имеющимся действующими теплотрассами, а также с только планирующимися трубопроводами.
Один из двух сигнальных проводов – маркированный (он же основной). Расположен справа по направлению движения воды к месту назначения. Месторасположения проводника от поверхности трубы колеблется от 10 см до 25 см.
Показатель сопротивления должен соответствовать определенным требованиям:
Для различных условий эксплуатации используются различные коммутаторные терминалы. Классификация зависит от разных условий.
Максимальная длина теплотрассы для проекта ОДК вычисляется путем определения максимальной области действия контролирующих приборов.
Вышеупомянутые датчики выбираются в зависимости от наличия 220 В на проектируемом участке, где планируется применение систем ОДК:
Какие будут устанавливаться приборы и их количество зависит от протяженности участка теплотрассы. Если длина планируемой теплотрассы длиннее допустимой для работы детектора, этот участок теплотрассы разбивают на меньшие участки. Для них используются отдельные системы контроля.
Предусмотренные проектом контрольные точки предназначены для возможности доступа эксплуатирующего персонала к сигнальным проводникам. Точки не должны быть друг от друга дальше, чем 300 метров.
Терминалы устанавливаются в ковера в концевых точках. Также их установка возможна в центральных тепловых пунктах.
Система оперативного дистанционного контроля (Система ОДК, СОДК)
Определение
Система оперативного дистанционного контроля (Система ОДК, СОДК) –это система, выполняющая функцию мониторинга состояния влажности пенополиуретанового слоя теплоизоляции, а также позволяющая выявлять участки с повышенной влажностью при помощи переносных либо стационарных детекторов.
Причины превышения влажности, могут быть следующими:
Использование системы оперативного дистанционного контроля (СОДК)
В соответствии с пунктом 4.24 ГОСТ 30732-2006 изолированные трубы и изделия должны быть оснащены проводниками СОДК. Следовательно, установка СОДК обязательна на трубопроводах, как с внешней стальной оцинкованной оболочкой, так и с защитным слоем из полиэтилена.
Обычно, по согласованию с заказчиком, в случае надземной прокладки трассы, система ОДК может не монтироваться, так как участки с повышенной влажностью можно обнаружить визуально, без помощи детекторов. Также, по согласованию с заказчиком, система ОДК не устанавливается при подземной прокладке теплотрассы, если по тем или иным причинам наличие системы ОДК не отражается в проекте.
Состав СОДК
Обычно система ОДК состоит из следующих элементов:
Медные проводники СОДК
В соответствии с пунктом 5.1.9 ГОСТ 30732-2006 под покровным слоем тепловой изоляции труб диаметром до 426 мм располагаются два проводника системы ОДК. Проводники состоят из низколегированной мягкой меди марки ММ сечением 1,5 мм2. Проводники располагаются параллельно оси трубы в плоскости одного сечения на расстоянии (20 ± 2) мм от стальной трубы.
Прикрепленные к стальной трубе центрирующие опоры используются в качестве мест фиксации проводников. Расстояние между центрирующими опорами должно быть от 0,8 до 1,2 м. Если продольный шов стальной трубы находится в верхней точке, расположение кабелей должно соответствовать положениям часовой стрелки «3» и «9 часов». При использовании трубы диаметром ≥ 530 мм применяются 3 проводника, фиксируемые в положениях «3», «9», «12 часов».
Главный сигнальный проводник размещается с правой стороны, по направлению подачи теплоносителя к потребителю, согласно п. 4.59 СП 41-105-2002. Второй сигнальный провод является транзитным. Отличие сигнального проводника от транзитного заключается в том, что сигнальный проводник заходит во все ответвления теплотрассы, повторяя весь ее контур, а транзитный – по кратчайшему пути между начальной и конечной точкой.
Детектор повреждений
Детектор повреждений предназначен для контроля состояния трубопровода на всем измеряемом участке. Устройство сможет обнаруживать следующие неисправности и недостатки:
Детектор не определяет точное место дефекта, а также причину.
Принцип работы детектора следующий. Пенополиуретан характеризуется высоким электрическим сопротивлением. Сопротивление изоляционного слоя ППУ при попадании влаги значительно уменьшается. Электрическое сопротивление измеряется между проводниками системы ОДК и стальной трубой. В случае, если значение сопротивления будет ниже порогового, то детектор выдает сигнал «намокание». Также данный сигнал может сработать, когда сигнальный провод касается металлической трубы.
Детектор также измеряет сопротивление медных проводников. В случае, если сопротивление электрической цепи превышает предельный параметр, детектор выдает сигнал «обрыв». Детекторы повреждений бывают стационарные и переносные.
Импульсный рефлектометр (Локатор)
Импульсный рефлектометр (локатор) является переносным прибором и предназначен для поиска местоположений дефектов. Прибор выявляет те же типы неполадок, что и детектор повреждений. Принцип работы рефлектометра основан на локационном измерении. Вследствие монтажа проводников индикаторов относительно стальной трубы правильным образом, при подаче на них высокочастотных электрических импульсов, и вследствие электрических свойств пенополиуретана образуется волновое сопротивление, которое является постоянным на всей протяженности трубы. Локация электрическими импульсами небольшой энергии происходит беспрепятственно.
Намокание изоляционного слоя приводит к изменению величины волнового сопротивления, а, следственно, затрудняет прохождение импульсов. Локатор фиксирует отраженные от влажной изоляции импульсы. Импульсный рефлектометр позволяет определить длину дистанции до места дефекта.
На изменение волнового сопротивления, помимо намокания, могут влиять:
Контрольно-монтажный тестер
Тестер предназначен для измерения ППУ изоляции и сопротивления петли сигнальных проводов. С помощью тестера, возможно идентифицировать те же дефекты, что и с помощью детектора.
Тестер обычно используют для проверки изделий с системой ОДК непосредственно при их производстве, монтаже, эксплуатации инженерных сетей.
Коммутационный терминал
В соответствии с пунктом 4.69 СП 41-105-2002 для соединения сигнальных проводников и подключения приборов контроля необходимо использовать терминалы следующих типов:
Монтаж СОДК в местах стыка
Перечень материалов для монтирования системы оперативного дистанционного контроля:
Технические параметры
В соответствии с пунктом 5.1.10 ГОСТ 30732-2006 сопротивление между стальной трубой и проводниками системы ОДК должно быть не менее 100 МОм при испытательном напряжении не менее 500 В.
В соответствии с пунктом 3.9 СП 41-105-2002 сопротивление медных проводников-индикаторов должно быть в пределах 0,012-0,015 Ом/м. Сопротивление изоляции 3,3 кОм/м.
В соответствии с пунктом 4.57 СП 41-105-2002 пороговое сопротивление медных проводников-индикаторов должно быть 200 Ом при максимальной длине 5000 м. При превышении данного параметра детектор выдает сигнал «Обрыв». Пороговое сопротивление изоляции должно соответствовать 1-5 кОм. Если параметр сопротивления изоляции будет ниже, то детектор выдает сигнал «намокание».
СОДК или трубопроводы без аварий
– Здравствуйте! Я задам несколько уточняющих вопросов по заявке. Скажите, вы будете устанавливать систему ОДК?
– А что это такое?
Так выглядит буквально каждый второй диалог наших менеджеров. Поэтому мы решили написать статью об этой загадочной системе. Сейчас вы узнаете, что это такое и поймете принцип работы.
Введение
К 2018 году в России сложилась удручающая статистика. Из 168 000 км2 тепловых сетей 48 700 км2 пора менять, а 37 700 км2 – относятся к ветхим. Пятая часть труб скоро разрушится.
Что из этого получается, давно известно:
По запросу «аварии на теплосетях» в Google – 133 000 публикаций из СМИ
В среднем по России меняют 2% труб за несколько лет. Например, в Центральном Федеральном округе 10 100 км2 сетей ждут обновления, в то время как с 2014 по 2018 заменено лишь 900 м2.
Новые теплосети в большинстве своем имеют дешевую и ненадёжную изоляцию – 84% труб утепляют минватой. Меняют старое на сомнительное новое.
Верим, это не просто желание сэкономить, а еще и незнание. Незнание, что можно строить объекты не так, как делали 30 лет назад. Например, с использованием приборов обнаружения дефектов, которые видят неполадки до того как «рванёт». Речь идет о системе оперативно-дистанционного контроля.
Принцип работы СОДК
Принцип работы СОДК прост. Пенополиуретан не проводит электричество, но если намокнет – становится прекрасным проводником. Из-за повреждения наружной оболочки или внутренней стальной трубы изоляция увлажняется. Во влажной изоляции уменьшается электрическое сопротивление, и детектор сигнализирует об отклонении от нормы.
Один из сценариев выявления аварии
Один из сценариев выявления аварии
Нетрудно определить плюсы СОДК – экономия денег на эксплуатацию за счет раннего выявления дефектов.
Комплекс оборудования системы контроля
Как было сказано выше, СОДК – это комплекс приборов и оборудования. Удаление хотя бы одного компонента сделает систему неработоспособной.
| Система ОДК – это. | ||||
|---|---|---|---|---|
| Трубная часть | Монтажное оборудование | Расходные материалы | Приборная часть | Вспомогательное оборудование |
| Сигнальные проводники | Газовый или электрический паяльник | Кабель соединительный | Детектор повреждений: переносной, стационарный | Коммутационный терминал |
| Центраторы оболочки | Обжимные клещи | Обжимная втулка | Локатор повреждений | Настенный и наземный ковер |
| Набор инструментов | Держатель проводов | Контрольно-монтажный тестер | ||
| Крепежная лента | ||||
| Припой и флюс | ||||
Ниже расскажем про трубную и приборную части. Потому что первое поможет понять, как СОДК встроена в трубопровод, а второе – как работает система обнаружения аварий, от первого сигнала до локализации.
Трубная часть
Трубная часть – это то, за что отвечают производители труб в ППУ изоляции. Между стальной трубой и защитной оболочкой на центраторы устанавливают минимум два медных проводника. Затем межтрубную полость заливают пенополиуретаном (ППУ), который после затвердевания образует изолирующий слой.
Труба ППУ ПЭ с системой ОДК
Система контроля – обязательный элемент трубопровода по ГОСТ 30732. Поэтому завод-изготовитель предизолированных труб должен обладать материалами и специалистами для оборудования трубопровода СОДК.
Внешне сигнальные проводники одинаковы, но они имеют разное назначение. Основной провод заходит во все ответвления теплотрассы, на проекте обозначается пунктирной линией. Транзитный провод проходит по кратчайшему пути от источника до потребителя, обозначается сплошной линией. Для того чтобы на объекте не перепутали провода, основной провод обычно лудят или помечают краской.
Фрагмент схемы СОДК из проекта наших заказчиков
Приборная часть
С помощью детектора нельзя определить причину и точное место повреждения.
Импульсный рефлектометр или локатор – прибор для нахождения дефекта и выяснения вида повреждения: замыкание или обрыв проводника, намокание изоляции.
Как и в случае с детектором, локатор не умеет определять причину. Более того, замыкание проводников с трубой и намокание слоя ППУ он отобразит одинаково, потому что эти повреждения имеют одну физическую природу.
Прибор работает по принципу локационного метода. Расположение проводников относительно друг друга и стальной трубы + свойства пенополиуретана = волновое сопротивление с одинаковым значением по всему трубопроводу. Из-за намокания меняется значение волнового сопротивления ППУ, импульсы на дефектном участке не могут двигаться с той же скоростью, поэтому отражаются и возвращаются в рефлектометр. Локатор измеряет время двойного пробега импульса до места дефекта и автоматически рассчитывает расстояние до места дефекта.
Контрольно-монтажный тестер нужен для определения числовых показателей повреждения. Его используют на всех этапах: в момент производства, монтажа, приемки-сдачи и эксплуатации.
Выводы
СОДК помогает избегать крупных аварий на трубопроводах и тем самым экономит деньги на обслуживание. Однако, чтобы система заработала в полную силу, не обойтись без человека.
На этапе производства – разметить провода в нужных местах и с правильным натяжением. Во время монтажа – соединить проводники и заизолировать стыки. В период эксплуатации – следить за сигналами и уметь выявлять проблемы.
Поэтому еще один важный компонент – квалифицированные специалисты, которые сопровождают трубопровод во время всей его жизни. Надеемся, наша статья помогла вам разобраться в вопросе и заронила интерес к этой теме. Мы хотим, чтобы специалистов становилось всё больше!
СИСТЕМА ОПЕРАТИВНОГО ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ (СОДК)
СИСТЕМА ОПЕРАТИВНОГО ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ( СОДК)
Система ОДК ( СОДК)
Компания АОС поставляет потребителям приборы системы одк ( оперативно-дистанционного контроля) протечек теплоносителя трубопроводных систем теплоснабжения, труб отопления и труб горячего водоснабжения тепловых сетей в пенополиуретановой тепловой изоляции.
Теплотрассы трубопроводов ппу комплектуются терминалами, детекторами, коверами и рефлектометрами по имеющемуся проекту монтажа системы одк.
Наличие системы одк на трубопроводах ппу позволяет с высокой точностью определять места проникновения в трубопровод влаги ( возникновение повреждений или дефектов полиэтиленовой оболочки, сварных и стыковых соединений), предотвращать аварии и сокращать до минимума расходы на проведение ремонтных работ. Точность в определении места увлажнения тепловой изоляции из пенополиуретана позволяет производить ремонтно-восстановительные работы оперативно, качественно и с минимальным привлечением материальных и людских ресурсов.
Отсутствие системы одк трубопроводов ппу при бесканальной прокладке влечет за собой невозможность своевременного обнаружения коррозии полного сечения трубопровода, что противоречит требованиям безопасной эксплуатации тепловых сетей.
Затраты на оснащение трубопровода приборами системы одк составляют не более 0,5 — 2% от стоимости объекта.
Система одк состоит из:
встроенного медного провода ( контрольного проводника) в предварительно изолированных трубах и элементах трубопровода в ппу изоляции, комплектующие изделия, фасонные изделия для соединения элементов оборудования,
измерительное оборудование для постоянного мониторинга контролируемой трубопроводной системы,
контурная схема всей сигнальной системы, проект с документацией по контрольным проводникам, встроенным в конкретную сигнальную систему.
Состав приборной части системы одк:
Терминалы ( разъемы) для подключения приборов контроля. Разъемы размещают обычно на расстоянии 300 метров друг от друга,
Кабели для соединения сигнальных проводников с терминалами в пунктах контроля,
Стационарные или переносные детекторы ( стационарный 220 В или переносной 9 В), фиксирующие изменения влажности теплоизоляционного слоя. Детектор позволяет контролировать одновременно два трубопровода протяженностью до 5 км каждый,
Локатор повреждений ( импульсный рефлектометр), определяющий вид и место неисправности трубопровода или обрыва сигнального проводника с точностью до нескольких метров,
Тестер изоляции.
Принципы работы системы одк.
Система одк обеспечивает высокую точность определения увлажненных участков изоляции, которая не может быть достигнута методами, основанными на измерении активного сопротивления. Контроль состояния системы одк в процессе эксплуатации трубопроводов осуществляется с помощью прибора, называемого детектором. Этот прибор фиксирует электрическую проводимость теплоизоляционного слоя. При попадании воды в теплоизоляционный слой его проводимость увеличивается, и это регистрируется детектором.
Один детектор позволяет одновременно контролировать две трубы длиной до 5-ти километров каждая ( две линии проводников по 10 км). Детекторы могут питаться от сети напряжением 220 вольт, либо от автономного источника питания 9 вольт ( стандартные батареи), что исключает необходимость прокладки отдельных линий электропитания.
При использовании стационарного детектора возможна организация централизованного контроля состояния системы одк разветвленной теплосети значительной протяженности ( до 5 км) из единого диспетчерского пункта. Для этого в стационарном детекторе предусмотрены контакты с гальванической развязкой по каждому каналу, которые замыкаются при возникновении неисправностей.
Измерение при напряжении 500 В проводят только для отдельных элементов трубопроводов в период монтажа теплосети. Для обследования смонтированных теплотрасс необходимо использовать только напряжение 250 В.
ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ МОНТАЖЕ СИСТЕМЫ ОДК
Назначение и основные технические характеристики
Коммутационные терминалы
являются промежуточным звеном между трубопроводом и прибором контроля.
Терминалы предназначены для подключения приборов контроля и коммутации сигнальных проводников.
В зависимости от выполняемых функций терминалы различаются по конструкции и имеют разные обозначения:
СОДК при монтаже ППУ труб теплосетей
Система оперативного дистанционного контроля (СОДК) предназначена для контроля состояния теплоизоляционного слоя пенополиуретана (ППУ) изолированных трубопроводов и обнаружения участков с повышенной влажностью ппу изоляции теплотрассы.
Обнаруживаемые дефекты
Принцип действия СОДК
Основой действия служит физическое свойство пенополиуретана, заключающееся в уменьшении значения электрического сопротивления изоляции (Rиз.) при увеличении влажности (в сухом состоянии сопротивление изоляции стремится к бесконечности).
Оценка работоспособности СОДК осуществляется путем проведения измерений фактических значений сопротивления изоляции трубопровода (Rиз.) и сопротивления проводников (Rпр.) и дальнейшего их сравнения с рассчитанными значениями по нормативам.
Нормативное значение сопротивления ппу изоляции (Rиз.) считается равным 1 МОм на 300 метров сигн. проводников трубопровода теплосети. Для теплотрассы с длиной сигн. проводников отличающейся от указанной, нормативное значение сопротивления изоляции изменяется обратно пропорционально длине фактической (измеряемой) сигнальной линии и рассчитывается по формуле Rиз.=300/Lсигн.
Нормативное значение сопротивления проводников (Rпр.) рассчитывается по формуле: Rпр.=ρ*Lсигн., где Lсигн. – длина измеряемой сигнальной линии, а ρ – электрическое сопротивление проволоки (ρ = 0,011÷0,018 Ом для 1 метра провода сечением 1,5мм2 при t = 0÷150ºС). Значение, применяемое для расчетов: ρ = 0,015 Ом/м.
Состав системы ОДК
Система оперативно-дистанционного контроля представляет собой специальный комплекс приборов и вспомогательного оборудования, монтаж которого позволяет осуществлять контроль состояния трубопровода.