Анализ фактического состояния предызолированных трубопроводов систем централизованного тепло-снабжения после эксплуатации

В статье рассматриваются вопросы, связанные с фактическим состоянием предызолированных (ПИ) трубопроводов систем централизованного теплоснабжения (СЦТ). Часть из находящихся в эксплуатации трубопроводов подходит к расчетному сроку службы, поэтому актуальным является вопрос их дальнейшего использования. Старение трубопроводов СЦТ происходит вследствие различных процессов, связанных как с температурными режимами работы, так и с окислением кислородом. Долговечность полимерных материалов ПИ-труб можно оценить с помощью эмпирического или прогнозного способа. Для шести партий ПИ-труб, находившихся разное время в эксплуатации в СЦТ г. Минска, были проведены испытания по нормируемым параметрам с целью определения их фактических значений. Для большинства представленных образцов величины среднего размера ячеек, плотности термоизоляции, напряжения при деформации сжатия и количества закрытых пор в значительной мере соответствуют требованиям СТБ 2252–2012 для новых труб. Значение коэффициента теплопроводности находится в пределах 0,030–0,037 Вт/(м·К), что на 10 % выше требуемого показателя для новых труб. Значения предела прочности конструкции  ПИ-трубы на сдвиг во многих испытаниях составили меньше 0,12 МПа, что говорит о потенциально возможном разрушении теплоизоляционной конструкции трубы. При этом отсутствует определенная зависимость как от срока эксплуатации труб, так и от температурного режима.

1. Future Distric Theating Systems and Technologies: On the Role of Smart Energy Systems and 4th Generation District Heating / H. Lund [et al.] // Energy. 2018. Vol. 165. P. 614–619. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.09.115.

2. Седнин, А. B. Проблемы развития гибридных систем теплоснабжения / А. B. Седнин, К. М. Дюсенов // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2024 Т. 67, № 2. С. 173–188. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2024-67-2-173-188.

3. A Brief Overview of District Heating Pipe Network Progress / Safae El Mrabet [et al.] // Energy Conversion and Management. 2024 X, Volume 23, 2024, 100641, https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2024.100641.

4. Исследование физико-механических свойств лабораторных и промышленных образцов теплоизоляционных материалов, применяемых для производства предызолированных труб, фасонных изделий и скорлуп / Л. В. Лучкина [и др.] // Пластические массы. 2019. № 11–12. C. 50–55. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2019-11-12-50-55.

5. Weidlich, I. Reserves in axial Shear Strength of District Heating Pipes / I. Weidlich, M. Illguth, G. Banushi // Energy Procedia. 2018. Vol. 147. P. 78–85. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2018.07.037.

6. District Heating Pipes. Preinsulated Bonded Pipe Systems for Directly Buried Hot Water Networks. Pipe Assembly of Steel Service Pipe, Polyurethane: EN 253 – 2020. European Committee for Standardization, 2020.

7. Трубы стальные, предварительно термоизолированные пенополиуретаном. Технические условия: СТБ 2252–2012. Взамен СТБ 1295–2001 в части труб стальных, предварительно термоизолированных пенополиуретаном; введ. 01.09.2012. Минск: Госстандарт: Стройтехнорм: Минсктиппроект, 2012. II, 18 с.

8. Status assessment, ageing, lifetime prediction and asset management of district heating pipes / S. Hay [et al.] [Electronic Resource] // The 18th International Symposium on District Heating and Cooling, September 3–6, 2023, Beijing, China. Mode of access: https://publica-rest.fraunhofer.de/server/api/core/bitstreams/cce6c628-9a50-48a3-b11a-5105fda1e59f/content.

9. Hay, S. Remaining Service Life of Preinsulated Bonded Pipes–A Key Element of Transformation Strategies and Future District Heating Systems in Germany / S. Hay, A. Leuteritz, M. Morgenthum // Energy Reports. 2021. Vol. 7, Nо 4, 2021. P. 440–448. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2021.08.084.

10. Пантелей, Н. B. Оценка состояния и анализ повреждаемости трубопроводов тепловых сетей / Н. B. Пантелей // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2018. Т. 61, № 2. С. 179–188. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-1-179-188.

11. Jakubowicz, I. Research, Standardization and Practice in Accelerated Ageingtests / I. Jakubowicz // Polimery. 2024. Vol. 49, Nо 5. Art. 321e326. https://doi.org/10.14314/polimery.2004.321.

12. Accelerated Ageing of Plastic Jacket Pipes for District Heating / A. Leuteritz [et al.] // Polymer Testing. 2016. Vol. 51. P. 142–147. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2016.03.012

13. Vega, A. Optimal Conditions for Accelerated Thermal Ageing of District Heating Pipes / A. Vega, N. Yarahmadi, I. Jakubowicz // Energy Procedia. 2018. Vol. 149. P. 79–83. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2018.08.171.

14. Vega, A. Determining the Useful Life of District Heating Pipes: Correlation Between Natural and Accelerated Ageing / A. Vega, N. Yarahmadi, I. Jakubowicz // Polymer Degradation and Stability. 2020. Vol. 175. Art. 109117. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2020.109117.

15. Accelerated Ageing of Plastic Jacket Pipes for District Heating / A. Leuteritz [et al.] // Polymer Testing. 2016. Vol. 51. P. 142–147. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2016.03.012.

16. Седнин, А. В. О подходе к обработке данных для интеллектуальных систем централизованного теплоснабжения / А. В. Седнин, А. В. Жерело // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2022. Т. 65, № 3. С. 240–249. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2022-65-3-240-249.

17. Effect of Operating Temperature Conditions in 21-Year-Old Insulated Pipe for a District Heating Network / J. Kim // Case Studies in Thermal Engineering. 2021. Vol. 27. Art. 101265. https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101265.