Hálózat állapotértékelés, roncsolásmentes csőanyagvizsgálatok (NDT)

Hálózat állapotértékelés, roncsolásmentes csőanyagvizsgálatok (NDT) Tóth István AquaExpert TIM Mérnökiroda kft. Csődiagnosztikai Szakmai Nap 2016

Hálózat állapotértékelés - Külső elvárások Víziközmű tv: A vezetékes vízellátás mennyiségi és minőségi követelményei Közművagyon-értékelés: állagmutató alapérték: anyag, átmérő, üzembe helyezés ideje, korrekciós tényező: hibastatisztika, üzemeltetői tapasztalatok, diagnosztika, hálózatértékelés Gördülő fejlesztési Terv: Rövid-, közép- és hosszútávú tervek alátámasztása Vízbiztonsági terv: Vízminőség alakulása a hálózatban- kockázati szempontok OTSZ: tüzivíz rendelkezésre állás mennyiségi követelményei (tűzcsapok, oltóvíz) KEOP projektek: IMJP projektek rekonstrukciós hányadának tartalommal való kitöltése Vízveszteség-csökkentési/ Hálózatrekonstrukciós akcióterv alátámasztása Egyéb forrásból finanszírozott azbesztcement csőrekonstrukciós projektek: A projekt műszaki tartalmának meghatározása KEHOP: Hálózatrekonstrukciós projekt(elem) műszaki tartalmának meghatározása Tóth István NDT

Csődiagnosztikai Szakmai Nap 2016

2

Hálózat állapotértékelés szükségszerűsége, Belső igények, elvárások Üzemeltetői, közmű-tulajdonosi igények Célok: A jogszabályi kötelezések teljesítése Üzemeltethetőség biztosítása Költséghatékony karbantartás, felújítás, pótlás Többlet források elérése A pénzügyi források leghatékonyabb felhasználása, az üzembiztonság és a költséghatékonyság növelése, a kockázatok csökkentése

Tóth István NDT


3

Tapasztalatok Közművagyon-értékelés: állagmutató alapérték: nyilvántartási hiányok, ellentmondások korrekciós tényező: megalapozottsági problémák, adat-, információhiány Gördülő fejlesztési Terv: Rövid-, közép- és hosszútávú tervek alátámasztottsága fejlesztendő! KEOP IMJP projektek a rekonstrukció tartalmának meghatározása, a projektekhez kapcsolódó Vízveszteség-csökkentési/ Hálózatrekonstrukciós akcióterv alátámasztása, egyéb forrásból finanszírozott csőrekonstrukciós projektek műszaki tartalmának meghatározása vegyes minőségű, javítható A munkalapok nem mindig alkalmasak elemzésre, diagnosztika esetleges, nem naprakész, hálózatértékelés megléte kevés kivételtől eltekintve nem jellemző KEHOP: A tartalom meghatározás hatékonyságnövelése szükséges! ELŐRELÉPÉSI LEHETŐSÉGEK? HÁLÓZAT ÁLLAPOTÉRTÉKELÉS, EGYEDI DÖNTÉSELŐKÉSZÍTÉS Tóth István NDT


4

A hálózat állapotértékelés szintjei, módszerei Közműnyilvántartás Munkalaprendszer, hibastatisztika, értékelés Kulcs teljesítménymutatók, IWA KPI A hálózat szolgáltatási szempontú értékelése Szivárgási szempontú hálózatdiagnosztika értékelése Szerkezeti szempontú hálózatdiagnosztika Kockázatelemzés

Tóth István NDT


5

A hálózat állapotértékelési eszközei A hálózatok mennyiségi ismerete Közműtérképek, nyilvántartások, vagyonleltár, MIR Anyag, átmérő, kor, hossz, elhelyezkedés A hálózatok minőségének ismerete Kulcsteljesítmény-mutatók (IWA KPI) Hibastatisztika elemzése: általános és egyedi módszerek (gyakoriság, jelleg, kiváltó okok) A várható élettartamot korrigáló tényezők ismerete (ágyazás, korrozivitás, dinamikus hatások, talajmozgás, stb.) Kiértékelési módszerek, szoftverek Várható élettartam, maradék hasznos élettartam

Tóth István NDT


6

Az állapotértékelés felhasználása döntés előkészítésre Hibaelhárítás:

Rekonstrukció:

Kivitelezés közben:

Kivitelezés után:

Tóth István NDT

A megfelelő javítási megoldás kiválasztása a hibák/ tönkremenetel kiváltó okainak és a tönkremenetel mechanizmusának ismeretében Egyedi döntés a rekonstrukció szükségességéről (várható élettartam becslés, kockázatelemzés támogatása) optimális technológia választás A technológiának gátat szabó tényezők előzetes feltárása, a kivitelezés közben okozott károk minimalizálása (Az NDT növekvő szerepe) Minőségellenőrzés (jellemzően NDT)


7

A hálózat szolgáltatási szempontú értékelése Hidraulikai megfelelőség, oltóvíz biztosítás Vízminőség változás a hálózatban A vízellátás folyamatosságának biztosítottsága (üzemzavar miatt kieső szolgáltatás ideje, érintett fogyasztók száma)

Tóth István NDT


8

A hálózatok értékelése, hálózatdiagnosztika szivárgási szempontból Rendszerminősítés (IWA vízmérleg szerinti éves adatbontás, éjszakai minimum mérés) Szektormérés, zónamérés Mért számlázott jogszerű fogyasztás Számlázott jogszerű Értékesített víz fogyasztás Nem mért számlázott Egyedi hibahely keresés Vízfelhasználás jogszerű fogyasztás (Jogszerű Mért nem számlázott fogyasztás) Monitoring jogszerű fogyasztás Nem számlázott jogszerű Rendszerbe táplált vízmennyiség

fogyasztás

Nem mért nem számlázott jogszerű fogyasztás

Látszólagos veszteség (kereskedelmi)

Illegális fogyasztás Mérési pontatlanság Szivárgás szállító és elosztó vezetéken

Vízveszteség Valós veszteség (szivárgás)

Értékesítési különbözet

Tározó szivárgás és túlfolyás

Szivárgás bekötésen a mérőig

Tóth István NDT


9

A hálózatok szerkezeti szempontú hálózatdiagnosztikája

Tóth István NDT

2004.fővezeték hibák

300


259

250

200 Anyag A Anyag AC

150

Anyag KPE 76

Anyag ÖV

100

60

Anyag PVC

89 42

9 2

1 300

200

2

26

5

7 4

10

1

6441 4 55 3 10

Anyag PVC Anyag KPE

1 500

10 4 4 6 2 1 23 1 1 3 3

Anyag A Össz.:

6

1

400

2

6

Átmérő

Anyag Össz. 34

250

80

50

90

4

0

1210 6 19 4

31

125

1

6

150

1

100

5 1

1

110

7 50

50

63

Közvetett módszer: Csőtörés statisztikai általános értékelése (Rendszerre vonatkozó mutatók, anyag, átmérő bontásban megjelenített mutatók) Statisztikai szempontú egyedi értékelés (Részterület, zóna, szakasz, objektum) Közvetlen módszer: Hibaelhárítás során végzett helyszíni vizsgálatok, elemzés Tervszerű vizsgálatok/ döntés előkészítés Roncsolásos vizsgálatok Roncsolásmentes csőanyagvizsgálatok (NDT)

10

A roncsolás-mentes vizsgálati módszerek rendszerbeli helye Új információk Terepi és vezetékvizsgálatokból

Meglevő információk

Csőadatok: hely, geometria, átmérő, anyag, kor Üzemi állapotok Belső nyomás, külső teher Hibastatisztika, karbantartási jegyzőkönyvek, panaszok

Helyszíni vizsgálatok, más közművek bemérése is Talajvizsgálatok Korrozivitás, ellenállás, kóboráram

csővezeték vizsgálat

Belső módszer

Hidraulikai vizsgálatok Nyomás, áramlás monitoring és szimuláció, szivárgásvizsgálat

Külső módszer

Potenciálmérés

Vizuális vizsgálat Járható szelvény

Vizuális vizsgálat

Talajradar, hőmérsékletmérés

CCTV

Ultrahangos manuális szkennelés

Helymeghatározó eszközök

Intelligens görények Hidroszkóp szonár

Bemaródási mélység mérés Fúrásminta vétel

Tóth István NDT

Akusztikus monitoring

Csőminta vétel

Fény/lézer profil szonár

Elektromágneses módszerek MFL, BEM


11

A roncsolás-mentes vizsgálati módszerek jelentősége • a vizsgált elemek tönkremenetele nélkül – csővezeték állapot értékelésére, – a tönkremenetel szintjének osztályozására, – a meghibásodás módjának és valószínűségnek meghatározására – a leginkább beruházási költség-hatékony, legkevésbé zavaró, és kárminimalizáló üzemeltetési/ javítási/ rekonstrukciós stratégia kiválasztását. • állapotkövetés mutatókkal, paraméterekkel – Megelőző beavatkozó intézkedések támogatása • Nyilvántartási hiányok pótlására is alkalmas

Tóth István NDT


12

A mérés módja Állapotfelvételtől a monitoringig Egyszeri állapotfelvétel Periódikus állapotvizsgálat Folyamatos állapotvizsgálat (monitoring) Csövön belüli vizsgálat Üzem közbeni, Üzemből kivett szakaszon végezhető A cső külső felületéhez kapcsolódó vizsgálat A cső környezetéhez kapcsolódó vizsgálat Távérzékelés

Tóth István NDT


13

Működési elvek szerinti besorolás • • • • • • •

Vizuális Mágneses tér változáson alapuló Ultrahangos Hang-emisszión alapuló Folyadék penetrációs Radiometriai egyéb

Tóth István NDT


14

Technológiák - példák • CCTV-kamerás vizsgálatok – Hagyományos – Kiterjesztett, pl. lézeres keresztmetszet elemző módszer (Laser Profiler) • Akusztikus – Akusztikus emisszió AE – Impact echo – NRC tűzcsap • Elektro-magnetikus – Mágnesfluxus-MFL – BBEM – Örvényáramos-RFEC/TC

Tóth István NDT


15

Csőgörények • Közmű görények – Tisztító – Kalibráló • Intelligens görények – Caliper- csőgeometria vizsgáló – Szivárgásvizsgáló – Felmérő, térképező – Falvastagság mérő

Tóth István NDT


16

A roncsolás-mentes csőanyagvizsgálat (NDT) Mire keresünk megoldást? Általánosan: A hálózat és a csővezetékei állapotára, várható élettartamára Célszerűen: Acél cső korróziója, meglevő és várható hibahelyekkorlátozottan hozzáférhető szakaszok vizsgálata Öntöttvas cső korróziója – a megoldások széles tárháza létezik Azbesztcement cső szerkezeti állapota, várható maradék élettartama KM-PVC cső várható csőtörések helyének meghatározása ridegedés, deformitás vizsgálat SENTAB csövek: csőkötések vizsgálata, feszítőhuzal korrózió, szálszakadás vizsgálat, betonminőség vizsgálat Csőroppantást támogató vizsgálat Tóth István NDT


17

A roncsolás-mentes csőanyagvizsgálat (NDT) Hol érdemes megoldást keresni? Hazai víziközműves felhasználási tapasztalatok (kamerázás, falvastagság mérés, stb.) Nemzetközi kitekintés (víziközműre alkalmazott technológiák áttekintése) Hazai gáz- és olajipari módszerek adaptálási lehetőségeinek vizsgálata Kútvizsgálati módszerek csőhálózati alkalmazási lehetőségeinek vizsgálata

Tóth István NDT


18

Korlátozottan hozzáférhető acélvezetékek vizsgálata Guided Wave Inspection- Vizsgálat Irányított Hullámmal, ultrahangos mérés Alkalmazás: Acél, vagy öntöttvas csőszál falvastagság vizsgálatára szolgál, nem hozzáférhető helyeken is, a csőfal külső felületére szerelt eszközzel – Különösen ígéretes csőhíd, védőcsöves átvezetések vizsgálatára. – Hőszigetelt/burkolt/földalatti és bebetonozott – üzemben levő vezetéken is alkalmazható.

Tóth István NDT


19

Korlátozottan hozzáférhető acélvezetékek vizsgálata A cső tulajdonságai nagymértékben befolyásolják a vizsgálható szakasz hosszát: Vizsgálati körülmények

Tipikus vizsgálható hossz (fm)

Tiszta, egyenes cső

50–182

Kismértékű korrózió

20–50

Jelentős korrózió

15–30

Tömörített föld

15–30

Szigetelt cső (anyagfüggő)

2–50

Falátvezetés betonfalon

1–2

Tóth István NDT


20

Állapotértékelési gyorsteszt • Roncsolás-mentes csőfal vastagságmérés tűzcsapról – Csőfal vastagság értékelés bontás és üzemszünet nélkül, tűzcsapok segítségével – Bármilyen csőanyagra, azbesztcementre is alkalmazható

Tóth István NDT


21

Azbesztcement csőszakaszok állapotfelmérése Maradó szerkezeti vastagság mérés

– – – – –

Alkalmazás: AC csőszakasz strukturális degradációját vizsgálja, 100-200 m hosszú szakaszokra ad átlag értéket, Nem invazív, az érzékelők tűzcsapra is szerelhetők, Egyidejűleg szivárgáskeresést is végez, Alkalmazzák távvezetéken és elosztóhálózaton is, A vizsgálat során hangot juttatnak a csőbe, mikroszkopikus nyomáshullámot hozva létre melyek a csőfalról annak szilárdságának megfelelően verődnek vissza, melynek alapján megállapítható hogy milyen vastagságú új csővel egyenértékű a vizsgált csőfal, ez a maradó szerkezeti vastagság.

Tóth István NDT


22

Azbesztcement csőszakaszok állapotfelmérése Maradó szerkezeti vastagság mérés

Tóth István NDT


23

Water Main Inspection – Acoustic Wave Sound is introduced into the pipe This pressure wave causes pipe wall to “flex” on a microscopic level Axi-symmetric vibration mode (S1,n=0) is isolated with software Thicker (and therefore stiffer) pipe walls are more resistant to this “breathing” causing this particular wave to travel faster Measuring this phenomenon allows calculation of remaining average wall thickness Tuberculation: Not Graphitised material: Not structural, not measured structural, not measured Structural Wall Thickness: Maximum continuous band of metal resists Longitudinal Crack: Reduces flexing under microscopic structural thickness over its full pressure of sound waves length inside the main Tóth István NDT


24

Gerincvezeték vizsgálat – Hanghullámmal A csőbe hangot juttatnak Ez a nyomáshullám a csőfal mikroszkopikus, rugalmas alakváltozását okozza Az axi-szimmetrikus vibrációt (S1,n=0) szoftveresen elkülönítik A vastagabb és merevebb csőfalak ellenállóbbak ezen elmozdulással szemben, így az előbb említett hullám gyorsabban utazik A jelenség mérésével az átlagos maradó falvastagság is számítható Lerakódás: Nem szerkezeti, nem méri

Elgrafitosodott anyag: Nem szerkezeti, nem méri

Hosszrepedés: A szerkezeti falvastagságot hossza mentén mindenhol csökkenti Tóth István NDT


Szerkezeti falvastagság: A legnagyobb folytonos fémgyűrű mely ellenállást mutat a hang okozta mikroszkopikus nyomáshullámokkal 25 szemben

Alakváltozás mérés, elemzés Laser Profiler Módszer: összeveti az elméleti és a valós csőgeometriát, meghatározza a cső deformációját, erózióját, vagy keresztmetszet csökkenését. Alkalmazás: Minden csőanyagra és keresztmetszetprofilra alkalmas • KM-PVC cső deformációból csőtörés előrejelzés? • Beton csatorna vizsgálata

Tóth István NDT


26

SENTAB mérettáblázat és a csőkapcsolat

Tóth István NDT


27

SENTAB mérettáblázat és a csőkapcsolat

Tóth István NDT


28

A SENTAB hibatípusai, a hibák okai és következményei: Csőkötés hiba, a gördülő gumigyűrű kinyomódása Kiváltó oka: fektetési hiba, talajmozgás Következménye: Tartós mérsékelt vízveszteség, közepes javítási költség, mérsékelt károkozás A tok robbanásszerű tönkremenetele Kiváltó oka: gyártási hiba, a feszítőbetétek korróziója Következménye: Hirtelen jelentős vízveszteség, magas javítási költség, kiemelkedő mértékű károkozás is lehet Kereszttörés (ritka, egyedi) Kiváltó oka: egyenlőtlen ágyazás, talajmozgás, Következménye: Tartós mérsékelt vízveszteség, magas javítási költség, mérsékelt károkozás Cél: A hibák kifejlődésének megelőzése Tóth István NDT


29

Előfeszített vasbeton cső vizsgálata • RFEC/TC Remote Field Eddy Current/Transformer Coupling • Alkalmazás: előfeszített vasbeton cső szakadt feszítőhuzaljainak kimérésére és a tönkremenetel mértékének meghatározására szolgál. • Alkalmazási nehézségek: – Acélköpenyes csőre fejlesztették ki – A technológia beszerezhetősége, ára – Bizonytalan mérés és feldolgozás Tóth István NDT


30

Water Main Inspection – PCCP RFEC-TC

Prestressed concrete cylinder pipes Internal, external, live in service Detects breaks in prestressing wires FEA software calculates risk levels based on number and concentration of wire breaks and operating pressure

Tóth István NDT

Öko-Aqua 2016, Eger

30

Előfeszített vasbeton főnyomócső vizsgálat PCCP RFEC-TC Acélköpenyes előfeszített vasbeton cső Belső, külső, üzemközbeni Szakadt feszítőhuzalok észlelése A szakadt feszítőhuzalok száma, koncentrációja és az üzemi nyomás alapján számított kockázati szint meghatározása szoftverrel

Tóth István NDT


30

Water Main Inspection – PCCP RFEC-TC Failure Risk and Repair Priority 1A – No action 1B – Monitor and/or re-inspect in 5-10 years 2A – Monitor, schedule for rehabilitation within 1-3 years 2B – Rehabilitate immediately

Based on non-linear finite element analysis

Tóth István NDT


31

Előfeszített vasbeton cső monitoring AET tool •Alkalmazás: előfeszített vasbeton cső feszítőhuzal szakadásának folyamatos figyelésére, a szakadás kiterjedésének és helyének meghatározására szolgál. •Alkalmazási nehézségek: – Acélköpenyes csőre fejlesztették ki – Hozzáférési nehézségek – A technológia beszerezhetősége, ára

Tóth István NDT


34

Csőroppantást támogató vizsgálat Cél: a kivitelezés közben okozott károk, költségek minimalizálása. Módszer: a nem roppantható csőszakaszok, idomok, csőtörésjavító idomok helyének meghatározása a csövön belülről Feladat: A nyilvántartásban nem szereplő javítási helyek meghatározása. Megoldás: Felmérés összetett vizsgálattal

Tóth István NDT


35

Köszönöm megtisztelő figyelmüket!

Tóth István Mobil: +3630/9 411 453 E-mail: [email protected]

Hálózat állapotértékelés, roncsolásmentes csőanyagvizsgálatok (NDT)

Recommend Documents