Устройство для анализа и повышения надежности напорных трубопроводов систем водоснабжения и водоотведения

Полезная модель относится к области городского водоснабжения и водоотведения, в частности, для контроля эксплуатационных характеристик напорных городских коммунальных сетей, планирования объектов восстановления трубопроводов и выбора оптимальных методов их санации. Устройство содержит блок первичной обработки информации, блок отбора и анализа информации по аварийности, блок инвентаризации, блок фильтрации информации по эксплуатации, подсоединенный последовательно к их выходам блок фильтрации параметров надежности, блок выбора потенциальных объектов санации по аварийности, блок сбора и обработки информации по коррозионным и биообразованиям и абразивному износу, блок ранжирования потенциальных объектов санации и печатающее устройство. Блок сбора и обработки информации по коррозионным и биообрастаниям и абразивному износу снабжен ячейкой комплексной оценки несущей способности трубопровода по остаточной толщине стенки и ячейкой выбора методов санации в виде каналов совокупной оптимизации параметров по стоимости, продолжительности технологического цикла, сроку службы трубопровода и потерям диаметра после санации. Устройство позволяет повысить надежность анализа состояния напорных водопроводных и водоотводящих сетей, отобрать по комплексу показателей наиболее ущербные участки и определить оптимальный метод санации, снизив до минимума вероятность ошибки выбора, что дает большой экономический эффект.

Полезная модель относится к области городского водоснабжения и водоотведения, в частности, для контроля эксплуатационных характеристик напорных городских коммунальных сетей, планирования объектов восстановления трубопроводов и выбора оптимальных методов их санации.

Известны устройства для выбора объектов санации водопроводных сетей, основанные на оценке прогноза параметров выживания трубопроводов, периода их полезной эксплуатации и определения приоритета восстановления по ряду внешних факторов, объединенные в соответствующие блоки и ячейки, к которым относятся возраст трубы и материал ее изготовления, глубина заложения при строительстве, гидравлические характеристики, наличие агрессивных грунтов, подземных вод, степень интенсивности транспортных и пассажиропотоков, плотность населения и т.д. (Свидетельство на полезную модель №21295 от 02.07.2001 «Устройство для анализа надежности трубопроводов городской водопроводной сети»).

Известны также устройства для выбора объектов санации водоотводящих сетей, основанные на оценке прогноза параметров выживания трубопроводов, периода их полезной эксплуатации и определения приоритета восстановления по анализу объединенных в соответствующие блоки и ячейки комплексной информации по аварийности, инвентаризации и эксплуатации, о структурных повреждениях (смещениях, просадках, трещинах, нарушениях первоначальной формы труб и т.д.) и функциональных изменениях в работе трубопроводов в период их длительной эксплуатации, т.е. тех негативных обстоятельств, которые могут

быть выявлены современными техническими средствами диагностики (Патент на полезную модель №31137 от 25.03.2003 г. «Устройство для анализа надежности трубопроводов городской водоотводящей сети» и положительное решение о выдаче патента на изобретение «Устройство для анализа надежности трубопроводов городской водоотводящей сети» от 12.04.04. по заявке №2003107947, приоритет от 25.03.03.).

Устройство содержит блок первичной обработки информации, блок отбора и анализа информации по аварийности, блок инвентаризации, блок фильтрации информации по эксплуатации, подсоединенный последовательно к их выходам блок фильтрации параметров надежности, блок выбора потенциальных объектов санации по аварийности, блок сбора и обработки информации по коррозионным и биообразованиям и абразивному износу, блок ранжирования потенциальных объектов санации и печатающее устройство.

Недостатком известных устройств является относительно высокая вероятность ошибок в выборе списка адресов потенциальных объектов и методов их санации в связи с отсутствием информации об остаточной несущей способности трубопровода, определяемой по толщине его стенки. В известных устройствах лишь констатируется степень абразивного износа материала трубы, без какой-либо оценки несущей способности трубопровода, условий его эксплуатации, режимах работы, окружающей обстановки и других параметров, отвечающих за выбор конкретного метода восстановления, способного повысить надежность работы трубопроводной системы в целом.

Задачей настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков путем: эффективной выборки потенциальных объектов санации по реальному физическому состоянию объекта - величине остаточной несущей способности трубопровода (определяемой через толщину его стенки) и комплексной оценки окружающей обстановки, а также выбора оптимальных методов санации, способных повысить надежность работы

трубопроводов путем комплексного сопоставления отдельных показателей эффективности, в частности, стоимости, продолжительности технологического цикла, срока службы трубопровода и потерям диаметра после санации.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве блок сбора и обработки информации по коррозионным и биообрастаниям и абразивному износу снабжен последовательно установленными ячейкой комплексной оценки несущей способности трубопровода по остаточной толщине стенки и ячейкой выбора методов санации, входами подключенных к выходам блока выбора потенциальных объектов санации, а выходами к входам блока ранжирования потенциальных объектов санации. Кроме того, ячейка выбора методов санации выполнена в виде каналов совокупной оптимизации параметров по стоимости, продолжительности технологического цикла, сроку службы трубопровода и потерям диаметра после санации.

Устройство поясняется чертежами, где на:

фиг.1 изображена блок схема устройства,

фиг.2 изображена схема блока сбора и обработки информации по коррозионным и биообрастаниям и абразивному износу с соответствующими ячейками и каналами.

Устройство включает блок первичной обработки информации 1, к выходам которого параллельно подсоединены блок отбора и анализа информации по аварийности 2, блок инвентаризации 3 и блок фильтрации информации по эксплуатации 4. К выходам блоков 2, 3 и 4 последовательно подсоединены блок фильтрации параметров надежности 5, блок выбора потенциальных объектов санации по аварийности 6, блок сбора и обработки информации по коррозионным и биообразованиям и абразивному износу 7 и блок ранжирования потенциальных объектов санации 8, подсоединенный к печатающему устройству 9. Блок сбора и обработки информации по коррозионным и биообрастаниям и абразивному износу 7 снабжен последовательно установленными ячейкой 10 комплексной оценки несущей

способности трубопровода по остаточной толщине стенки и ячейкой 11 выбора методов санации. Ячейки 10 и 11 входами подключены к выходам блока выбора потенциальных объектов санации 6, а выходами к входам блока ранжирования потенциальных объектов санации 7. Ячейка 11 выбора методов санации выполнена в виде каналов совокупной оптимизации параметров по стоимости 12, продолжительности технологического цикла 13, сроку службы трубопровода 14 и потерям диаметра после санации 15.

Устройство работает следующим образом.

В блок первичной обработки информации 1 (фиг.1) вводится по каналам внешней связи (на чертеже не показаны) полная информация о состоянии напорных трубопроводов. Эта информация может поступать в письменном виде - анкеты, протоколы, запросы, жалобы, в виде факсов и телефонограмм. Информация фильтруется параллельно установленными блоками отбора и анализа информации по аварийности 2, инвентаризации 3 и фильтрации информации по эксплуатации 4. Затем информация поступает на блок фильтрации параметров надежности 5, где осуществляется выборка списка объектов с повышенной аварийностью, и на блок выбора потенциальных объектов санации по аварийности 6, где по комплексным показателям (продолжительность эксплуатации трубопровода, состояние грунтов, наличие подземных вод, глубина заложения трубопровода и т.д.) составляется предварительный перечень адресов потенциальных объектов санации. После этого информация поступает в блок сбора и обработки информации по коррозионным и биообразованиям и абразивному износу 7, где происходит сужение предварительного списка и конкретизация адресов потенциальных объектов санации на основе оценки несущей способности трубопровода (фиг.2). Это достигается пропуском информации через ячейку 10 комплексной оценки несущей способности трубопровода по остаточной толщине стенки, определяемой как экспериментальным путем, так и аналитически по специальным математическим зависимостям с учетом всех

негативных факторов, влияющих на физическое состояние эксплуатируемых подземных трубопроводов.

В следующей ячейке 11 выбора методов санации адресная информация по потенциальным объектам санации проходит через внутренние каналы совокупной оптимизации по следующим параметрам:

стоимости 12, продолжительности технологического цикла 13, сроку службы трубопровода 14 и потерям диаметра после санации 15. Фильтрация информации по соответствующим каналам позволяет определить минимальное средневзвешенное суммарное значение, соответствующее искомому методу санации, который является оптимальным по комплексу указанных выше параметров. Результатом работы ячейки 11 являются рекомендации по оптимальным методам санации для списка предлагаемых к реновации объектов.

В блоке ранжирования потенциальных объектов санации 8 происходит формирование окончательного списка адресов объектов санации, в том числе, с выделением первоочередных и перспективных.

Печатающее устройство 9 по запросу выдает информацию по перечню потенциальных объектов с адресами и оптимальному методу их санации.

Окончательным итогом работы устройства является анализ и повышение надежности напорных трубопроводов систем водоснабжения и водоотведения путем многоуровневой эффективной выборки наиболее ущербных по комплексу показателей объектов санации (участков сетей) из множества эксплуатируемых с выводом на печать их списков и паспортов, а также выбора оптимального метода их восстановления.

Экономический эффект от применения изобретения может выражаться в снижении до минимума вероятности ошибки при выборе потенциального объекта санации на напорных сетях, стоимостные затраты на которую в условиях современного города с насыщенной подземной

инфраструктурой сопоставимы с прокладкой нескольких метров (в зависимости от диаметра) новой трассы трубопроводов.

1. Устройство для анализа и повышения надежности напорных трубопроводов систем водоснабжения и водоотведения, содержащее блок первичной обработки информации, подсоединенные параллельно к его выходам блок отбора и анализа информации по аварийности, блок инвентаризации, блок фильтрации информации по эксплуатации, подсоединенный последовательно к их выходам блок фильтрации параметров надежности, блок выбора потенциальных объектов санации по аварийности, блок сбора и обработки информации по коррозионным и биообразованиям и абразивному износу, блок ранжирования потенциальных объектов санации, подсоединенный к печатающему устройству, отличающееся тем, что блок сбора и обработки информации по коррозионным и биообрастаниям и абразивному износу снабжен последовательно установленными ячейкой комплексной оценки несущей способности трубопровода по остаточной толщине стенки и ячейкой выбора методов санации, входами подключенных к выходам блока выбора потенциальных объектов санации, а выходами к входам блока ранжирования потенциальных объектов санации.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ячейка выбора методов санации выполнена в виде каналов совокупной оптимизации параметров по стоимости, продолжительности технологического цикла, сроку службы трубопровода и потерям диаметра после санации.