Одной из серьезных проблем водоснабжения является внутритрубное обрастание стенок водоводов, что затрудняет или делает невозможной их дальнейшую эксплуатацию. Причины внутритрубных обрастаний могут быть разными: коррозионными, железобактериальными, ракушечными или илистыми, связанными с реагентами, используемыми в водоочистке, с отложениями солей кальция магния в горячем водоснабжении и при использовании минерализованных термальных природных вод.
На протяжении 30 лет наши специалисты разрабатывали и широко внедряли в практику эксплуатации водоводов эксклюзивную технологию внутритрубной очистки. Основным в разработанном методе очистки является гидродинамический способ воздействия струй воды на внутритрубные отложения. Этот гидродинамический способ реализуется при прохождении по трубопроводу специального автономного многофункционального устройства под давлением. Конструкция очистного устройства обеспечивает безукоризненную очистку стенок труб без механического воздействия на них металлических элементов. Одновременно с очисткой устройство обеспечивает измельчение и вынос шлама потоком воды впереди движущегося агрегата.
Технология внутритрубной очистки позволяет производить очистные работы на городских и промышленных системах водоснабжения в минимальные сроки. Эти сроки зависят в основном от времени опорожнения очищаемых участков для запасовки и выемки очистного агрегата из водовода. В то же время конструкция очистного устройства позволяет временно оставлять его в водоводе при необходимости подачи воды потребителям.
30 лет производства очистных работ на стальных, чугунных, асбестоцементных водоводах показали, что достоинством способа является возможность очистки всех перечисленных выше внутритрубных отложений независимо от их природы и конфигурации водоводов. Недостатком разработанной технологии является использование типоряда очистных устройств от 100 мм до 1200мм соответственно типодиаметру очищаемых труб.
Накопленный многолетний опыт производства очистных работ касается и проблемы внутритрубного обрастания, связанного с перекачкой термальной минерализованной воды артезианских скважин.
Так на одном из иодных заводов юга России, обрастающие солями кальция и магния, водоводы были оборудованы специальными камерами для запуска и приема очистного агрегата. Эти камеры позволяли запасовывать очистной агрегат без остановки и опорожнения водовода. Затем, с помощью системы задвижек, рабочим давлением перекачиваемой воды очистной агрегат вводился в очищаемый водовод и производил свою работу. Шлам выпускался в конце водовода в камере приема очистного агрегата, также оборудованной системой задвижек. После вхождения агрегата в камеру приема чистая вода подается потребителям.
Время на такую очистку зависит только от скорости движения очистного устройства при соответствующем режиме, которое составляет от 0,7 до 3 м/с. Т.Е. перерыв в подаче воды при очистке по такой технологии, например, для водовода d 200 мм длиной 1000м составит от 10 до 30 минут.
Наблюдая за процессом обрастания водоводов, была определена периодичность внутритрубной очистки. Для условий иодного завода необходимость очистки была принята каждые 2 месяца.
Следует отметить, что при наличии камер запуска и приема очистного агрегата и самих агрегатов работы по очистке может производить эксплуатационный персонал. При этом очистные агрегаты практически не изнашиваются, а затратами будут являться только электроэнергия на подачу воды для прохождения очистного агрегата.
Таким образом, проблему быстро обрастающих водоводов можно решить периодической гидродинамической очисткой. Вполне понятно, что частота очистки зависит от скорости обрастания водовода. Для осуществления очистных работ необходимо приобрести оборудование, оборудовать камеры приема и пуска, организовать обучение персонала на примере показательных очистных работ, определить их периодичность.
Особой проблемой является очистка обрастания водоподъемных труб термальных артезианских скважин. Здесь также возможно проведение периодических очистных работ. Технология работ зависит от способа водоподъема. Для самоизливающихся скважин и скважин с консольным насосом очистка водоподъемных труб возможна только после их демонтажа на специальном стенде.
Для скважин оборудованных погружными насосами возможна очистка водоподъемной колонны труб без демонтажа. В целях очистки в оголовке скважины монтируется камера приема очистного агрегата с шламовыпуском. Через эту камеру при отключенном скважинном насосе вставляется очистной агрегат, который опускается по водоподъемной трубе до насоса. При ударе об насос (обратный клапан) очистное устройство по типу зонта раскрывается и приходит в рабочее положение. Для производства очистки достаточно включить скважины и ждать выброс шлама и вход агрегата в камеру приема, а затем произвести перевод скважины в эксплуатационный режим.
Таким образом, специалисты нашего предприятия реально могли бы оказать помощь в решении проблемы эксплуатации водоводов, транспортирующих минерализованные термальные воды.
К настоящему времени накоплен значительный производственный опыт защиты от воздействия коррозии внутренней поверхности стальных водоводов. Сюда следует отнести внутритрубную очистку водоводов, которая является антикоррозионным мероприятием, обработку воды ингибиторами коррозии, а также совмещение внутритрубной очистки водоводов и обработка их ингибиторами.
Антикоррозионное действие очистки поверхности трубопроводов от коррозионных отложений заложено в природе этих отложений. Так, при наиболее распространенной электрохимической коррозии на стенках труб образуются типичные бугристые наросты и под ними углубления и язвы, которые с течением времени переходят в сквозные проржавления и свищи.
Коррозия стальных трубопроводов (как наружной, так и внутренней поверхности) - актуальная проблема большой и малой энергетики, жилищно–коммунального комплекса, всех отраслей промышленности и других сфер хозяйственной деятельности. Ее образование приводит к значительному перерасходу электроэнергии, топлива, снижает КПД, увеличивает затраты на ремонт и обслуживание оборудования и связанных с ним сетей.
Существующие способы защиты наружной поверхности от почвенной коррозии достаточно эффективные. Это битумно-полимерная изоляция, катодно-протекторная защита.
Однако в местах сопряжения или пересечения с ЛЭП, электрофицированных железно- дорожных путей от блуждающих токов не спасает ни один из известных и применяемых пассивных или активных способов защиты от коррозии.
Что касается внутренней коррозии, то она связана с агрессивностью транспортируемой воды и, как правило, сопряжена с обрастанием внутренних стенок продуктами коррозии металла.
Под слоем отложений развивается язвенная коррозия приводящая в негодность трубопроводы из-за сквозных проржавлений.
А совмещение язвенной внутритрубной коррозии с электрокоррозией блуждающим током во много разы увеличивает скорость процесса коррозии
Защитой от коррозии блуждающими токами является использование пластмассовых труб, хотя бы в местах проявления этого вида коррозии.
Вскрытие трубопроводов после очистки показывает, что развитие язв замедляется, а развитие новых язв на месте старых не происходит. Очевидность замедления язвенной коррозии, которая является основной при сокращении срока службы стальных водоводов, делает очистку серьезным антикоррозионным мероприятием.
Внутритрубная очистка от коррозионных отложений является необходимым мероприятием по подготовке поверхности трубопроводов для долгосрочной ее защиты ингибиторами коррозии, а также какой-либо облицовки поверхности (цементно-песчаной, полимерами, композиционными материалами)
Внутриязвенную коррозию можно замедлить периодической внутритрубной очисткой, а общую коррозию в виде обработкой ингибиторами (например, полифосфатом натрия) согласно СНИПу
Примером ремонтно-восстановительных работ, производимых фирмой может быть г. Ханты-Мансийск, В 2000-2001 гг. «Кавитрон Сервис» очистил внутреннюю поверхность труб всей водопроводной сети города от водоочистных сооружений до концевых участков. Поводом к этим работам явилась высокая загрязненность воды ржавчиной у потребителей, что являлось следствием внутритрубной коррозии стали.
Подземные водопроводные магистрали диаметром от 100 до 400 мм общей протяженностью более 40 км были очищены три раза. При этом раскопов не производилось, а технология очистных работ позволила использовать существующие колодцы.
При третьей очистке был использован реагент, создающий защиту от коррозии стали в воде и действующий не менее полугода. Для поддержания защитного действия этого реагента перед подачей воды в город в нее вводился этот же реагент в дозах, допустимых санитарными нормами по согласованию с местным санэпиднадзором.
Такая обработка водоводов и воды значительно улучшает ее качество у потребителей, а постоянный ввод реагента в итоге привел бы к полному подавлению коррозии, что имело место при использовании этой технологии на водопроводах других городов. Этого, однако, не случилось по неожиданно возникшим новым обстоятельствам.
Водоочистные сооружения г. Ханты-Мансийска в период 2000-2001 гг. реконструировались с целью увеличения объема подаваемой воды и улучшения очистки, в частности, от повышенного содержания железа из водозаборных скважин. Новая технология водоподготовки еще не налажена, старая уже демонтирована и в результате горожане сейчас получают «ржавую» воду с высоким содержанием железа не от коррозии, а из артезианских скважин.
Ситуация по качеству воды коренным образом изменится после налаживания сооружений водоподготовки.
В то же время все ремонтно-восстановительные работы фирмы «Кавитрон-Сервис» по внутритрубной очистке, выявлению реальных трасс водоводов, внутритрубных строительных недостатков, ошибок в закольцовке сетей, приводящих к застою воды, приведение в надлежащий порядок всех колодцев водопроводной сети позволили МЧП «Водоканал» г. Ханты-Мансийска значительно улучшить водоснабжение города и планировать реконструкцию водопроводной сети.