✆ 8-800-101-21-19

✉ info@enexi.ru

ЗАКАЗАТЬ ЗВОНОК
ЗАКАЗАТЬ ЗВОНОК
Или вы можете позвонить нам сами
+7 904 326 7696

Экспертиза повреждения трубопроводов воды питьевого назначения

Описание процесса исследования в рамках независимой теплотехнической экспертизы
ЗАКАЗАТЬ ЭКСПЕРТИЗУ ТРУБОПРОВОДА
Несудебная экспертиза
Эксперты: Носков В.О., Лазарев Е.С.

ПРОБЛЕМА

В процессе эксплуатации трубопровода хозяйственно-питьевого водоснабжения из артезианских скважин была обнаружена капельная течь из-под изоляции. После проведения демонтажа изоляции трубопровода обнаружено сквозное отверстие в трубопроводе. При демонтаже секций трубопровода обнаружены значительные отложения на внутренних стенках. С целью определения причин повреждения трубопровода эксплуатирующей организацией было инициировано проведение независимой технической экспертизы.

ПОСТАВЛЕННЫЕ НА ЭКСПЕРТИЗУ ВОПРОСЫ

  • 1
    Исследовать работоспособность системы электрокоагуляционной обработки.
  • 2
    Определить причины повышения уровня железа в распределительной сети по питьевой воде.
  • 3
    Определить причины наростов и сквозной коррозии на трубопроводе В1.
  • 4
    Предоставление отчета с рекомендациями устранения причин наростов и сквозной коррозии.
ПОРЯДОК ИССЛЕДОВАНИЯ
Документальный анализ
Выполнен анализ технической документации на трубопровод и станцию комплексной электрокоагуляционной подготовки воды «Водопад», актов разбора случаев повреждения трубопроводов, исследованы уставки и др. материалов.
Визуальный осмотр
Выполнен визуальный осмотр поврежденных трубопроводов с выездом эксперта Носкова В.О. на место их эксплуатации. Отобраны образцы воды и фрагменты трубопроводов для проведения лабораторных исследований.
Химический анализ воды
На базе Испытательного лабораторного центра выполнен химический анализ артезианской воды из скважины и после станции питьевой воды.
Химический анализ и механические испытания стали
На лабораторной базе ООО "Специальные технологии" выполнено исследование химического состава и механических свойств материала образцов труб.
Анализ результатов и формирование выводов
По результатам исследования получены ответы на поставленные вопросы
ТЕОРИЯ
Подземные воды как источник питьевого водоснабжения обладают несомненными преимуществами перед поверхностными, прежде всего, существенно более высокой, хотя и далеко не абсолютной, защищенностью от загрязнений [1].

Качество используемых подземных вод в естественных условиях характеризуется повышенными (по сравнению с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) для питьевых вод) концентрациями железа, марганца, аммония, а также показателя мутности и цветности [2].

В подземных водах присутствует, в основном, растворенное двухвалентное железо в виде ионов Fe2+. Трехвалентное железо появляется после контакта такой воды с воздухом и в изношенных системах водораспределения при контакте воды с поверхностью труб. В поверхностных водах железо уже окислено до трехвалентного состояния и, кроме того, входит в состав органических комплексов и железобактерий. Норматив содержания железа общего в питьевой воде - не более 0,3 мг/л. Железо придает воде неприятную красно-коричневую окраску, ухудшает её вкус, вызывает развитие железобактерий.

Марганец относится к группе тяжёлых металлов, имеет природное происхождение. Встречается чаще всего в воде вместе с растворенным железом Fe2+. Содержание марганца в воде питьевого качества не должно превышать значений 0,1 мг/л. Последствия превышения содержания марганца в воде - образование трудно выводимых темно-коричневых или черных пятен на поверхности оборудования, накопление отложений в трубопроводах.

Цветность – показатель качества воды, обусловленный главным образом присутствием в воде гуминовых и фульвовых кислот, а также соединений железа (Fe3+). Количество этих веществ зависит от геологических условий в водоносных горизонтах и от количества и размеров торфяников в бассейне исследуемой реки. Так, наибольшую цветность имеют поверхностные воды рек и озер, расположенных в зонах торфяных болот и заболоченных лесов. Зимой содержание органических веществ в природных водах минимальное, в то время как весной в период половодья и паводков, а также летом в период массового развития водорослей - цветения воды оно повышается.

Для уменьшения концентрации химических элементов в воде на действующих водозаборах предусмотрена система водоподготовки [2].
Группы методов водоочистки по целевому назначению:
1. улучшение органолептических свойств воды (осветление, обесцвечивание, дезодорация, озоно-сорбция);
2. обеспечение эпидемиологической безопасности (хлорирование, озонирование, электроимпульсная обработка, ультрафиолетовое облучение, дезинфектанты);
3. кондиционирование подземных вод (умягчение, обессоливание и опреснение, дегазация, обезжелезивание и деманганация, фторирование и обесфторивание, стабилизационная обработка, обескремнивание и. т.д.);
4. извлечение и улучшение газового состава (удаление сероводорода, кислорода, метана, свободной углекислоты и др.);
5. извлечение трудноокисляемой органики, вредных продуктов, образующихся попутно при обработке воды (обратный осмос, биосорбция, нанофильтрация и др.);
6. повышение барьерной функции сооружений водоподготовки, в том числе от антропогенных загрязнений (озоно-сорбция).

Схемы водоподготовки могут быть классифицированы следующим образом:
  • применение реагентов – безреагентные и реагентные;
  • эффект осветления – для глубокого и неглубокого осветления воды;
  • число технологических процессов – одно-, двух- и многопроцессорные;
  • число ступеней технологического процесса – одно-, двух- и многоступенчатые;
  • характер движения обрабатываемой воды – самотечные (безнапорные) и напорные.
Необходимо отметить, что на сегодняшний день существует достаточно много схем, методов и установок для водоподготовки. Однако использование любых схем или методов водоподготовки требует привязки к каждому конкретному водоисточнику, с обязательным определением их технологической надежности и гигиенической эффективности (т. е. соответствия требованиям бесперебойного водоснабжения и требованиям санитарного законодательства в области качества воды).

Далее в экспертном заключении представлены основные «термины и определения»:
СКЭПВ – станция комплексной электрокоагуляционной подготовки воды «Водопад»;
БИВ – бак исходной воды;
ПВ – подстанция водонапорная;
БЭОВ – блок электрокоагуляционной обработки воды;
НД – насос дозатор;
Н – насос;

ИССЛЕДОВАНИЕ ПО ПОСТАВЛЕННЫМ ВОПРОСАМ

Краткая характеристика объекта исследования

Трубопровод хозяйственно-питьевого водоснабжения построен и сдан в эксплуатацию в 2012 году. Согласно проекту, трубопровод проложен надземно по технологической эстакаде инженерных коммуникаций, большая часть трубопровода выполнена с тепловой изоляцией из пенополиуретана с применением электрокабельного обогрева 25НТР2-ВР. Протяженность трубопровода хозяйственно-питьевого водоснабжения составляет более 1,5 км [4].


На эксплуатирующем предприятии вода для хозяйственно-питьевого водоснабжения добывается из артезианских скважин, с большим содержанием железа и других химических соединений. Для очистки воды смонтирована СКЭПВ «Водопад 100», где применена технология очистки подземных вод с высоким содержанием соединений железа, марганца, кремниевой кислоты, нефтепродуктов, фосфатов, органических загрязнений на базе комплексной электрокоагуляционной технологии «Водопад». После очистки вода питьевого назначения по трубопроводной системе поступает на объекты филиала.


Станция комплексной электрокоагуляционной подготовки воды «Водопад» (далее СКЭПВ) предназначена для комплексной электрокоагуляционной очистки пресных вод из подземных и поверхностных источников от минеральных и органических загрязняющих веществ в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода» [3].

В настоящее время СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода» утратил свою силу и был заменен на СанПин 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» по запаху, общему железу, мутности, аммиаку, перманганатной окисляемости вступивший в силу с 01.03.2021 г.
СКЭПВ предназначена для эксплуатации в районах с умеренным и холодным климатом, исполнение УХЛ1 по ГОСТ 15150-69.

Технические характеристики:
- рабочая среда – вода пресная;
- рабочая температура обрабатываемой воды, °С – + 3 +25;
- производительность, м3/сут – 100;
- давление нагнетания обрабатываемой воды, не более, МПа – 0,7;
- давление нагнетания очищенной воды, не менее, МПа – 0,2;
- режим работы – непрерывный с периодическим обслуживанием.
СКЭПВ состоит из узлов и блоков полной заводской готовности, смонтированных в блок-боксе 12-БЛС.ОО.ОО.ООО. Компоновка станции приведена на рисунке 1.
В состав СКЭПВ входят бак обработки исходной воды 1, система эжектирования 2, система автоматического регулирования производительности станции 3, блоки комплексной электрокоагуляционной обработки воды 4 с системой стабилизации процесса электрокоагуляции 5, установка опоры электрокоагуляторов 6, система отвода газов 7, блок осветления воды 8, установка фильтрования воды с системой дренажа 9, система промывки фильтра 10, система дезинфекции воды 11, система кондиционирования воды 12, электрооборудование 13, запорная и измерительная арматура, трубопроводная обвязка.
Одной из особенностей технологического процесса, реализуемого в СКЭПВ, является освобождение исходной воды от растворённых газов и контакт с кислородом воздуха в баке исходной воды (БИВ) [3].
Хронология событий
Согласно актам разбора случаев преждевременного выхода из строя оборудования обнаружены следующие дефекты:

01.02.2021 г. в 08:30 обнаружена капельная течь из-под изоляции трубопровода хозяйственно-питьевого водоснабжения В1, в районе неподвижной опоры Н5 у здания водопроводной насосной промывочно-пропарочной станции. После проведения демонтажа изоляции трубопровода обнаружено сквозное отверстие диаметром 1,5 мм.

02.03.2021 г. в 10:00 обнаружена капельная течь из-под изоляции трубопровода хозяйственно-питьевого водоснабжения В1, на участке от запорной арматуры № 29 и до неподвижной опоры Н9 за зданием котельной. После проведения демонтажа изоляции трубопровода обнаружено сквозное отверстие диаметром 1,8 мм.

01.04.2021 г. в 17:55 обнаружена капельная течь из-под изоляции трубопровода хозяйственно-питьевого водоснабжения В1, на участке от неподвижной опоры Н7 и до неподвижной опоры Н8 за зданием ГРПБ. После проведения демонтажа изоляции трубопровода обнаружено сквозное отверстие диаметром 1 мм.

16.04.2021 г. в 12:00 обнаружена капельная течь из-под изоляции трубопровода хозяйственно-питьевого водоснабжения В1, на участке от неподвижной опоры Н8 и до неподвижной опоры Н9 за зданием СТК. После проведения демонтажа изоляции трубопровода обнаружено сквозное отверстие диаметром 1 мм.

20.06.2021 г. в 07:15 обнаружена капельная течь из-под изоляции трубопровода хозяйственно-питьевого водоснабжения В1, на вертикальном участке подъема через дорогу (технологическая эстакада, район здания ОМТС). После проведения демонтажа изоляции трубопровода обнаружено сквозное отверстие диаметром 3 мм.

22.06.2021 г. в 10:30 обнаружена капельная течь из-под изоляции трубопровода хозяйственно-питьевого водоснабжения В1, на участке между неподвижными опорами Н11 и Н12 (технологическая эстакада, район здания ОМТС). После проведения демонтажа изоляции трубопровода обнаружено сквозное отверстие диаметром 1,5 мм.

12.08.2021 г. в 10:00 обнаружена капельная течь из-под изоляции трубопровода хозяйственно-питьевого водоснабжения В1, на участке от неподвижной опоры Н8 и до неподвижной опоры Н9 за зданием котельной, напротив колодца К1-19. После проведения демонтажа изоляции трубопровода обнаружено сквозное отверстие диаметром 10 мм.

13.08.2021 г. в 14:00 обнаружена капельная течь из-под изоляции трубопровода хозяйственно-питьевого водоснабжения В1, на участке от неподвижной опоры Н7 до поворота трубопроводов на котельную, напротив здания ГРПБ. После проведения демонтажа изоляции трубопровода обнаружено сквозное отверстие диаметром 10 мм.

24.08.2021 г. в 11:30 обнаружена капельная течь из-под изоляции трубопровода хозяйственно-питьевого водоснабжения В1, на участке от запорной арматуры № 19 до неподвижной опоры Н8. После проведения демонтажа изоляции трубопровода обнаружено сквозное отверстие диаметром 3 мм.

03.09.2021 г. в 19:00 обнаружена капельная течь из-под изоляции трубопровода хозяйственно-питьевого водоснабжения В1, на участке от магистрального трубопровода В1 до запорной арматуры № 34 в сторону здания СТК. После проведения демонтажа изоляции трубопровода обнаружено сквозное отверстие диаметром 4 мм.

06.09.2021 г. в 09:00 обнаружена капельная течь из-под изоляции трубопровода хозяйственно-питьевого водоснабжения В1, на участке от запорной арматуры № 29 в сторону здания СТК. После проведения демонтажа изоляции трубопровода обнаружено сквозное отверстие диаметром 3 мм.

25.01.2022 г. в 03:35 обнаружена свисающая наледь на резервном трубопроводе В1 (технологическая эстакада, район ГРПБ). После проведения демонтажа изоляции участка трубопровода обнаружено замерзание участка трубопровода от запорной арматуры № 24 до неподвижной опоры Н7 протяженностью 30 метров. После проведения работ по отогреву замерзшего участка трубопровода В1 было выявлено нарушение герметичности стенок трубопровода, обнаружены сквозные трещины длиной до 25 мм. Также была выявлена негерметичность шарового крана № 24, отделяющего резервный трубопровод от действующего трубопровода.

Исходя из обнаруженных дефектов (сквозные свищи) трубопроводов хозяйственно-питьевого водоснабжения в качестве основной гипотезы повреждения принята внутренняя коррозия поверхности трубопровода.

Эксплуатирующей организацией на экспертизу представлены фотографии перечисленных повреждений трубопроводов хозяйственно-питьевого водоснабжения (рисунки 2-5).
Исследование по поставленным вопросам
Экспертом Носковым В.О. было выполнено визуальное обследование трубопроводов хозяйственно-питьевого водоснабжения с выездом на место эксплуатации, по результатам которого составлен соответствующий акт.

После осмотра трубопроводы, имеющие отложения и внутреннюю коррозию, демонтированы из общей системы трубопроводов хозяйственно-питьевого водоснабжения. Фотографии трубопроводов с наличием отложений на стенках и внутренней коррозией, сделанные при первичном обследовании экспертом, представлены на рисунке 6. На рисунке 7 представлен трубопровод из котельной, расположенной в общей схеме трубопровода хозяйственно-питьевого водоснабжения. Отложения имеют красно-оранжевый «ржавый» цвет, характерный для оксидов железа.
При осмотре трубопроводов хозяйственно-питьевого водоснабжения обнаружено наличие отложений на стенках, внутренняя коррозия.
После осмотра для дальнейшего исследования экспертом были взяты образцы отложений из внутренней полости трубопроводов хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также два отрезка трубопровода длиной 0,35 и 1,1 м.
АНАЛИЗ ПРИЧИН ОБРАЗОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ И ВНУТРЕННЕЙ КОРРОЗИИ

По результатам первичного обследования можно выделить следующие возможные причины образования отложений и внутренней коррозии:
1. Некорректная работа СКЭПВ «Водопад».
2. Несоответствие труб, применяемых в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения, требованиям ГОСТ 10705-80 и 10704-91.
3. Кислородная коррозия материала труб.

Выполним анализ каждой из возможных причин.

1. Некорректная работа станции комплексной электрокоагуляционной подготовки воды «Водопад»
Для оценки работоспособности СКЭПВ «Водопад» (далее станции) проведем анализ ее работы по следующим направлениям:
а) анализ работы СКЭПВ по:
  • журналу учета часов наработки оборудования СКЭПВ;
  • журналу учета рабочих параметров оборудования ПВ-2;
  • оперативному журналу аппаратчиков ХВО службы энергообеспечения;
  • журналу тревог и событий.
б) анализ химического состава воды с последующим сравнительным анализом результатов работы СКЭПВ.

Подача воды на станции обеспечивается одноступенчатыми и многоступенчатыми центробежными насосами. Согласно журналу учета часов наработки оборудования станции электрокоагуляционной подготовки воды №2 в дневную и ночную смену насосы работают по 12 часов. Аварийных режимов работы насосов в данном журнале не отображено, что означает бесперебойный характер работы.

Согласно инструкции по эксплуатации СКЭПВ «Водопад» сила тока, питающего блок обработки БЭОВ1, определяется не только производительностью станции, но и химическим составом обрабатываемой воды. В каждом конкретном случае устанавливается фактическая зависимость силы тока источника питания от производительности станции, при этом три точки характеристики задаются с пульта оператора, а координаты четвертой принимаются как I = 0 при Q = 0 (см. рисунок 8).
Изменяя производительность СКЭПВ, и определяя соответствующую ей силу тока нагрузки источника питания (см. рисунок 9), можно построить графическую зависимость I=f(Q) для воды любого типа.
Сотрудниками эксплуатирующей организации внесены в карту уставок СКЭПВ «Водопад-100» значения силы тока нагрузки источника питания при различной производительности станции (см. рисунок 10).
На рисунке 11 представлена зависимость тока нагрузки источника питания БЭОВ1 от производительности станции для воды в графическом виде.
В журнале учета рабочих параметров оборудования ПВ-2 указано, что ток нагрузки варьируется от 8 до 17 А, а из оперативного журнала аппаратчиков ХВО службы энергообеспечения следует, что станция работает в диапазоне производительности от 1 до 2 м3/ч.
В результате расчета (см. рисунок 12) для диапазона производительности от 1 до 2 м3/ч сила тока должна равняться от 5 до 10 А.
Согласно данным, представленным в журнале, сила тока соответствует производительности станции.

Для оценки работоспособности СКЭПВ «Водопад» рассмотрим журнал тревог и событий. Данный журнал ведется станцией автоматически, записывая на внутреннюю память тревоги и событий в количестве 257 шт., при повышении данного лимита, первое событие стирается из памяти.
Возникшие неисправности системы отображаются в журнале тревог и событий (см. рисунок 13). В результате ограниченности внутренней памяти (257 событий) рассмотрены тревоги и события с мая по август 2022 г.
Основные события, зафиксированные программой «Водопад-100»:
  • станция выключена оператором;
  • низкая температура воздуха;
  • авария насоса-дозатора НД1,2;
  • авария группы насосов-дозаторов НД1-НД2;
  • авария насоса Н2, Н1, Н3, Н4;
  • заканчивается солевой раствор;
  • низкое давление компрессора.

Зафиксированные события не нарушали процессов функционирования станции «Водопад-100» в процессе технического обслуживания и устранялись на месте в течении десяти минут.

Основной задачей СКЭПВ является очистка пресных вод из подземных и поверхностных источников от минеральных и органических загрязняющих веществ.
После очистки вода должна соответствовать требованиям СанПин 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» по запаху, общему железу, мутности, аммиаку, перманганатной окисляемости.

Для выполнение химического анализа артезианской воды из скважины и после станции питьевой воды, образцы были переданы в Испытательный лабораторный центр. В таблице 1 приведены сводные данные протоколов лабораторных исследований артезианской воды из скважин (столбец 2 и 3) и после СКЭПВ питьевой воды (столбец 4).
Согласно результатам исследований вода на выходе из СКЭПВ соответствует требованиям СанПин 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» по запаху, общему железу, мутности, аммиаку, перманганатной окисляемости.

В то же время, проходя через систему трубопроводов системы хозяйственно-питьевого водоснабжения, вода достигает:
  • здания пункта внутренней обмывки цистерн, имея превышение нормы по показателям мутности и превышению общего железа в 3,2 раза;
  • служебно-технического комплекса с повышением содержания общего железа в 4,7 раза;
  • служебно-технического здания с постом ЭЦ с повышением содержания общего железа в 2,3 раза;
  • эксплуатационно-ремонтного пункта околотка пути с повышением содержания общего железа в 2,0 раза;
  • здания котельной с превышением нормы по общему железу в 5,7 раза.
Показатель мутности имеет превышение нормы только на входе в самое удалённое от СКЭПВ здание, подключенное к системе, что объясняется уносом потоком воды загрязнений из трубопроводов по наиболее длинному пути. Максимальное превышение содержания общего железа наблюдается на входе в здание котельной в наименее удалённом от СКЭПВ, но с максимальным расходом воды. Таким образом повышенный расход воды интенсифицирует выделение соединений железа. Такая ситуация объясняется наличием источников загрязнения воды внутри трубопроводов системы и наличием в воде коррозионно-активного вещества.
2. Проверка несоответствия труб, применяемых в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения, требованиям ГОСТ 10705-80 и 10704-91

Для определения соответствия материала труб хозяйственно-питьевого водоснабжения требованиям ГОСТ 10705-80 и 10704-91 при первичном обследовании был отобран образец трубы и направлен на исследования физико-химических и механических свойств на лабораторной базе ООО "Специальные технологии".

В ходе испытаний применялось следующее оборудование:
- спектрометр эмиссионный МСА II-V5;
- штангенциркуль ЩЦ-1-125;
- машина разрывная ИР 5113-100-1.
Объект исследования: Труба стальная 114,0×3,0 мм (рисунок 14)
Испытания физико-химических свойств трубы стальной проводились согласно:
ГОСТ 18895-97 Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа;
ГОСТ 54153-2010 Сталь. Метод атомно-эмиссионного анализа.

Испытания проведены при следующих значениях влияющих факторов: температура + 24 °С, влажность 71 %.
В ходе испытания получены следующие результаты химического состава (таблица 2).
Данный химический состав соответствует марке стали Ст0 ГОСТ 380-2005 «Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки».
Данная сталь применяется для второстепенных элементов конструкций и неответственных деталей: настилов, арматуры, подкладки, шайбы, перил, кожухов, обшивки и др. Данный материал не предусмотрен для изготовления труб согласно требованиям ГОСТ 10705-80 Трубы стальные электросварные. Технические условия.
Согласно ГОСТ 535-2005 коррозионная стойкость данной стали – низкая.
Анализ паспортов на трубы стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана для надземной прокладки с применением электрокабельного обогрева показывает, что должна использоваться труба из стали марки 10 и 20.
Испытания на механические свойства трубы стальной проводились согласно ГОСТ 1497-84 Металлы. Методы испытаний на растяжение.
Образцы для испытаний, отобранные из объекта исследования, представлены на рисунке 15.
Начальный размер образца, мм: 3,0×19,9;
Размер образца после разрыва, мм: 1,7×16,1;
Начальная расчетная длина, мм: 50,0;
Конечная расчетная длина, мм: 60,7;
Максимальная нагрузка, кгс: 2540,1;
Нагрузка при пределе текучести, кгс: 2215,3.
Результаты испытаний сведены в таблицу 3.
В результате испытаний на механические свойства материала (временное сопротивление, предел текучести, относительное удлинение) исследуемого образца соответствуют требованиям [ГОСТ 10705 Трубы стальные электросварные. Технические условия, таблица 2] к сталям: Ст0, Ст1, 08 и 10.

Однако сталь Ст0 не предназначена для трубопроводов хозяйственно-питьевого водоснабжения, так как марка стали по ГОСТ 380-2005 имеет низкую коррозионную стойкость.
3. Проверка версии о кислородной коррозии материала труб

Вода хозяйственно-питьевого назначения, направляемая в водопроводные сети эксплуатирующей организации, имеет коррозионно-активные свойства, это обусловлено забором воды из подземных источников и содержанием в воде кислорода, хлора, карбонатов и бикарбонатов.
Коррозионная активность по отношению к углеродистой стали уменьшается при возрастании уровня рН и жесткости и возрастает при повышении температуры и содержании в воде растворенного воздуха и углекислого газа.

Выделяют три зоны в зависимости от рН (рисунок 16):
1. рН < 4,3. Скорость коррозии чрезвычайно быстро возрастает с понижением рН (сильнокислая среда);
2. 4,3 < рН < 9 – 10. Скорость коррозии мало зависит от рН;
3. 9 – 10 < рН < 13. Скорость коррозии убывает с ростом рН, коррозия почти прекращается при рН=13 (сильнощелочная среда).
В таблице 4 приведены значения рН по результатам лабораторных исследований воды из артезианских скважин.
Анализ данных протоколов лабораторных исследований указывает, что среднее значение рН = 7,2.

Сталь труб подвергается интенсивной коррозии в кислой среде при рН < 4,3 и практически не корродирует при рН > 4,3, если в воде отсутствует растворенный кислород [8]. Однако согласно протоколу лабораторных исследований от 23.08.2022 содержание растворенного кислорода составляет 5,06 мг/дм3.

По данным РТМ 108.030.21-78 предельная растворимость кислорода в воде при атмосферных условиях и температуре +5 °С (обычно в скважинах температура воды не более 7-8 °С) составляет 12,44 мг/кг (что при +5 гр. аналогично 12,42 мг/дм3). Таким образом, содержание кислорода в исходной воде 4,44 мг/дм3 составляет 36 % от предельно возможного при +5 °С. Далее в баке запаса обработанной воды и в точке разбора концентрация становится выше и возрастает до 5,06 мг/дм3, согласно данным химического анализа воды, что говорит о дальнейшем насыщении воды кислородом, т.е. есть контакт с воздухом, в результате чего создаются благоприятные условия для протекания процесса окисления железа. Данный факт подтверждается тем, что отложения в трубах имеют характерные для оксидов железа цвет и форму.

В ходе исследования причин повреждения трубопроводов хозяйственно-питьевого водоснабжения эксперты констатируют, что сотрудники эксплуатирующей организации обеспечивают функционирование СКЭПВ согласно руководству по эксплуатации СЭПВ-100.00.00.000РЭ, однако в ходе лабораторных испытаний изъятых образцов трубопроводов обнаружено, что химический состав материала трубопровода соответствует стали марки Ст0, которая имеет низкую коррозионную стойкость и не предназначена для трубопроводов хозяйственно-питьевого водоснабжения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЭКСПЕРТИЗЫ

В ходе исследования установлено:
  • 1
    В период с 01.02.2021 г. по 25.01.2022 г сотрудниками эксплуатирующей организации обнаружены случаи преждевременного выхода из строя трубопроводов хозяйственно-питьевого водоснабжения. Основным видом повреждений являются сквозные свищи.
  • 2
    Экспертом Носковым В.О. было выполнено визуальное обследование трубопроводов хозяйственно-питьевого водоснабжения по месту их эксплуатации. В ходе осмотра обнаружены трубопроводы имеющие отложения и внутреннюю коррозию. Фотографии трубопроводов с наличием отложений на стенках и внутренней коррозией приведены в заключении.
  • 3
    В процессе изучения технической документации (учета часов наработки оборудования СКЭПВ; учета рабочих параметров оборудования ПВ-2; оперативного журнала аппаратчиков ХВО службы энергообеспечения; журнала тревог и событий) экспертом не выявлены дефекты и неисправности, нарушающие функционирование работы СКПЭВ.
  • 4
    Согласно протоколам лабораторных исследований вода после СКЭПВ соответствует требованиям к воде хозяйственно-питьевого назначения, но после прохождения через систему трубопроводов содержание общего железа в воде повышается. В отдельных точках системы наблюдается превышение нормы по содержанию общего железа на следующих объектах:
    • здание пункта внутренней обмывки цистерн - в 3,2 раза;
    • служебно-технический комплекс - в 4,7 раза;
    • служебно-техническое здание с постом ЭЦ - в 2,3 раза;
    • эксплуатационно-ремонтный пункт околотка пути - в 2,0 раза;
    • здание котельной - в 5,7 раза.
  • 5
    Согласно протоколам лабораторных исследований в артезианской воде обнаружен растворенный кислород 4,44 мг/дм3. Далее концентрация растворенного кислорода растет до 5,06 мг/дм3, что говорит о дальнейшем насыщении воды кислородом, т.е. есть контакт с воздухом, в результате чего создаются благоприятные условия для протекания процесса окисления железа.
  • 6
    Химический состав изъятой трубы для исследования соответствует марки стали Ст0 ГОСТ 380-2005 «Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки», которая не предусмотрена ГОСТом 10705-80 для использования при изготовлении труб.

ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ЭКСПЕРТИЗЫ

  • Вопрос №1
    Исследовать работоспособность системы электрокоагуляционной обработки.
    Ответ
    В ходе натурного обследования и анализа документации нарушений в работоспособности системы электрокоагуляционной обработки не обнаружено. Анализ химического состава воды после электрокоагуляционной обработки подтвердил соответствие требованиями СанПин 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» по запаху, общему железу, мутности, аммиаку, перманганатной окисляемости.
    Данные факты позволяют заключить, что СКЭПВ «Водопад-100» исправна и работоспособна.
  • Вопрос №2
    Определить причины повышения уровня железа в распределительной сети по питьевой воде.
    Ответ
    Повышение уровня железа в воде является следствием коррозии материала труб – стали, так как материал эксплуатируемой трубы по химическому составу является сталью Ст0, которая не предусмотрена ГОСТом 10705-80 для использования при изготовлении труб. Под воздействием коррозионно-активных веществ, содержащихся в перемещаемой воде, образуются оксиды и гидроксиды железа, слой которых отделяется от основного материала и переходит в мелкодисперсную форму.
  • Вопрос №3
    Определить причины наростов и сквозной коррозии на трубопроводе В1.
    Ответ
    Причиной образования наростов и сквозной коррозии на трубопроводе системы хозяйственно-питьевого водоснабжения являются два фактора: несоответствие материала трубопровода ГОСТ 10705-80 и наличие в воде растворенного кислорода, который является коррозионно-активным веществом по отношению к стали Ст0.
  • Вопрос №4
    Предоставление отчета с рекомендациями устранения причин наростов и сквозной коррозии.
    Ответ
    Рекомендуется произвести реконструкцию системы водоснабжения с применением труб из полиэтилена или коррозионностойких сталей.

ДРУГИЕ ЭКСПЕРТИЗЫ ТРУБОПРОВОДОВ

    ДРУГИЕ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРТИЗЫ НАШИХ ЭКСПЕРТОВ

      Остались вопросы?
      Получите бесплатную консультацию у профессионалов в области электротехники и теплотехники

      Наши эксперты обладают большим опытом выполнения технических экспертиз различной степени сложности и, скорее всего,
      уже сталкивались с Вашей проблемой. Мы уверены, что сможем Вам помочь в оказании квалифицированной экспертной помощи