External Corrosion as the Main Factor Causing Damage to Heat Supply Networks and Methods to Protect from It
Keywords:
district heating, heat supply networks, pipeline, defect, damage, corrosion, regulatory document, reliability
Abstract
The article substantiates the importance of performing theoretical and methodological analysis of the statement that corrosion damage is one of the main factors causing failure of district heating system equipment of thermal power production, transportation, storage, and utilization facilities. The performed investigation has shown that the typical damage differs in its nature from that presented in the existing publications on this subject. As a result, the protection measures taken on the basis of incorrect assumptions do not allow the critical pressure values to be evaluated in a more accurate way. In order to increase the equipment service life, it is necessary to know the characteristics of pipe materials that are most widely used in trunk heat supply networks.The regulatory and scientific-technical information determining the requirements for the standard types and sizes of pipes used in heat networks was analyzed with placing focus on clarifying the causes of high damageability and the nature of revealed defects. The article presents the procedure for carrying out calculation and applying the extensively used design corrosion protection method, according to which a certain margin is added to the calculated pipe thickness value. This approach, however, removes the problem only partially. Therefore, both active and passive corrosion protection methods should be used. The use of fully prefabricated preinsulated pipes can serve as an example of a passive corrosion protection method.
References
1. Стенников В.А. Проблемы развития теплового хозяйства России и пути их решения // Экономические проблемы энергетического комплекса: открытый семи- нар. М.: РАН, Институт народнохозяйственного прогнозирования, 2008.
2. СП 124.13330.2012. Тепловые сети.
3. ПБ 10-573—03. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды.
4. СНиП 41-02—2003. Тепловые сети.
5. Приказ Ростехнадзора № 116 от 25.03.2014 г. «Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной без опасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением».
6. ТР ТС 032/2013. «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (Решение Совета Евразийской экономической комиссии от 02.07.2013 г. № 41).
7. Козин В.Е. и др. Теплоснабжение. М.: Высшая школа, 1980.
8. Глухов С.В., Коваленко А.В., Чичерин С.В. Развитие систем теплоснабжения структурных подразделений ОАО РЖД // Вестник ВНИИЖТ. 2016. №. 3. С. 183—188.
9. ГОСТ 8732—78. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент.
10. ГОСТ 8731—74. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические требования.
11. ГОСТ 10706—93. Трубы стальные электросварные прямошовные.
12. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Изд-во МЭИ, 1999.
13. ГОСТ 10705—80. Трубы стальные электросварные. Технические условия.
14. ГОСТ 20295—85. Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов. Технические условия.
15. Глухов С.В., Чичерин С.В. Причины развития коррозионных процессов на магистральных тепловых сетях г. Омска // Инструменты и механизмы современного инновационного развития: сб. статей Междунар. науч.-практ. конф. Уфа: Изд-во Аэтерна, 2016.
16. Kozak D., Ivandić Z., Konjatić P. Determination of the Critical Pressure for a Hot-Water Pipe with a Corrosion Defect // Materials and Technology. 2010. V. 44. No. 6. Pp. 385—390.
17. Cronin D. S., Pick R. J. Prediction of the Failure Pressure for Complex Corrosion Defects // Intern. J. Pressure Vessels and Piping. 2002. V. 79. No. 4. Pp. 279—287.
18. Чичерин С.В. Методика планирования и организации работ по тепловой инфракрасной аэросъемке тепловых сетей // Энергобезопасность и энергосбережение. 2016. №. 6. С. 32—36.
19. Friman O. et al. Methods for Large-Scale Monitoring of District Heating Systems Using Airborne Thermography // Proc. IEEE Geoscience and Remote Sensing. 2014. V. 52. No. 8. Pp. 75—82.
20. Дмитриев В.З. Совершенствование систем теплоснабжения: Автореф. дисс. ... канд. техн. наук. Красноярск, 2013.
21. Горбунова Т.Г. Надежность тепловых сетей различных схем при развитии систем теплоснабжения: Автореф. дисc. … канд. техн. наук. Казань, 2014.
22. Магалиф В.Я., Ковылянский В.Я. Теоретические основы конструирования трубопроводов тепловых сетей. М.: ВНИПИЭнергопром, 2005.
23. РД 10-400—01. Нормы расчета на прочность трубопроводов тепловых сетей.
24. РД 10-249—98. Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды.
25. ГОСТ 19903—74. Прокат листовой горячекатаный. Сортамент.
26. Чичерин С. В. Повышение надежности и сокращение тепловых потерь путем устройства продольного дренажа на магистральных тепловых сетях г. Омска // Изв. вузов. Северо-кавказский регион. Технические науки. 2016. № 4. С. 61—66.
27. Митрофанов А.В. и др. Факторы, влияющие на коррозийную стойкость труб ЖКХ // Металлург. 2016. № 1. С. 71—74.
28. Чичерин С.В. Повышение надежности тепло- вой сети путем применения труб повышенной коррозионной стойкости // Трубопроводный транспорт: теория и практика. 2016. № 6 (58). С. 34—36.
---
Для цитирования: Чичерин С.В. Наружная коррозия как основная причина повреждаемости тепловых сетей и способы защиты от нее // Вестник МЭИ. 2017. № 4. С. 50—54. DOI: 10.24160/1993-6982-2017-4-50-54.
#
1. Stennikov V.A. Problemy Razvitiia Teplovogo Khoziaistva Rossii i Puti ikh Resheniia // Ekonomicheskie Problemy Energeticheskogo Kompleksa: Otkrytyi Seminar. M.: RAN, Institut Narodnokhoziaistvennogo Prognozirovaniia, 2008. (in Russian).
2. SP 124.13330.2012. Teplovye Seti. (in Russian).
3. PB 10-573—03. Pravila Ustroistva i Bezopasnoi Ekspluatatsii Truboprovodov Para i Goriachei Vody. (in Russian).
4. SNiP 41-02—2003. Teplovye Seti. (in Russian).
5. Prikaz Rostekhnadzora № 116 ot 25.03.2014 g. Federalnye Normy i Pravila v Oblasti Promyshlennoi Bezopasnosti «Pravila Promyshlennoi Bezopasnosti Opasnykh Proizvodstvennykh Obieektov, na Kotorykh Ispolzuetsia Oborudovanie, Rabotaiushchee pod Izbytochnym Davleniem». (in Russian).
6. TR TS 032/2013. «O Bezopasnosti Oborudovaniia, Rabotaiushchego pod Izbytochnym Davleniem» (Reshenie Soveta Evraziiskoi Ekonomicheskoi Komissii ot 02.07.2013 № 41). (in Russian).
7. Kozin V.E. i dr. Teplosnabzhenie. M.: Vysshaia Shkola, 1980. (in Russian).
8. Glukhov S.V., Kovalenko A.V., Chicherin S.V. Razvitie Sistem Teplosnabzheniia Strukturnykh Podraz- Delenii OAO RZhD. Vestnik VNIIZhT. 2016;3:183—188. (in Russian).
9. GOST 8732—78. Truby Stalnye Besshovnye Goriachedeformirovannye. Sortament. (in Russian).
10. GOST 8731—74. Truby Stalnye Besshovnye Goriachedeformirovannye. Tekhnicheskie Trebovaniia. (in Russian).
11. GOST 10706—93. Truby Stalnye Elektrosvarnye Priamoshovnye. (in Russian).
12. Sokolov E.Ia. Teplofikatsiia i Teplovye Seti. M.: Izd-vo MPEI, 1999. (in Russian).
13. GOST 10705—80. Truby Stalnye Elektrosvarnye. Tekhnicheskie Usloviia. (in Russian).
14. GOST 20295—85. Truby Stalnye Svarnye Dlia Magistralnykh Gazonefteprovodov. Tekhnicheskie Usloviia. (in Russian).
15. Glukhov S.V., Chicherin S.V. Prichiny Razvitiia Korrozionnykh Protsessov na Magistralnykh Teplovykh Setiakh g. Omska. Instrumenty i Mekhanizmy Sovremennogo Innovatsionnogo Razvitiia: Sb. Statei Mezhdunar. Nauch.-prakt. Konf. Ufa: Izd-vo Aeterna, 2016. (in Russian).
16. Kozak D., Ivandić Z., Konjatić P. Determination of the Critical Pressure for a Hot-Water Pipe with a Corrosion Defect. Materials and Technology. 2010;44;6:385—390.
17. Cronin D. S., Pick R. J. Prediction of the Failure Pressure for Complex Corrosion Defects. Intern. J. Pressure Vessels and Piping. 2002;79;4:279—287.
18. Chicherin S.V. Metodika Planirovaniia i Organizatsii Rabot po Teplovoi Infrakrasnoi Aerosieemke Teplovykh Setei. Energobezopasnost i Energosberezhenie. 2016;6:32—36. (in Russian).
19. Friman O. et al. Methods for Large-Scale Monitoring of District Heating Systems Using Airborne Thermography. Proc. IEEE Geoscience and Remote Sensing. 2014;52;8:75—82.
20. Dmitriev V.Z. Sovershenstvovanie Sistem Teplosnabzheniia: Avtoref. Diss. ... Kand. Tekhn. Nauk. Krasnoiarsk, 2013. (in Russian).
21. Gorbunova T.G. Nadezhnost Teplovykh Setei Razlichnykh Skhem pri Razvitii Sistem Teplosnabzheniia: Avtoref. . Diss. … Kand. Tekhn. Nauk. Kazan, 2014. (in Russian).
22. Magalif V.Ia., Kovylianskii V.Ia. Teoreticheskie Osnovy Konstruirovaniia Truboprovodov Teplovykh Setei. M.: VNIPIEnergoprom, 2005. (in Russian).
23. RD 10-400—01. Normy Rascheta na Prochnost Truboprovodov Teplovykh Setei. (in Russian).
24. RD 10-249—98. Normy Rascheta na Prochnost Statsionarnykh Kotlov i Truboprovodov Para i Goriachei Vody. (in Russian).
25. GOST 19903—74. Prokat Listovoi Goriachekatanyi. Sortament. (in Russian).
26. Chicherin S.V. Povyshenie Nadezhnosti i Sokrashchenie Teplovykh Poter Putem Ustroistva Prodolnogo Drenazha na Magistralnykh Teplovykh Setiakh g. Omska. Izv. Vuzov. Severo-kavkazskii Region. Tekhnicheskie Nauki. 2016;4:61—66. (in Russian).
27. Mitrofanov A.V. i dr. Faktory, Vliiaiushchie na Korroziinuiu Stoikost Trub ZhKKh. Metallurg. 2016;1:71—74. (in Russian).
28. Chicherin S.V. Povyshenie Nadezhnosti Teplovoi Seti Putem Primeneniia Trub Povyshennoi Korrozionnoi Stoikosti. Truboprovodnyi Transport: Teoria i Praktika. 2016;6 (58):34—36. (in Russian).
---
For citation: Chicherin S.V. External Corrosion as the Main Factor Causing Damage to Heat Supply Networks and Methods to Protect from It. MPEI Vestnik. 2017; 4: 50—54. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2017-4-50-54.
2. СП 124.13330.2012. Тепловые сети.
3. ПБ 10-573—03. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды.
4. СНиП 41-02—2003. Тепловые сети.
5. Приказ Ростехнадзора № 116 от 25.03.2014 г. «Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной без опасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением».
6. ТР ТС 032/2013. «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (Решение Совета Евразийской экономической комиссии от 02.07.2013 г. № 41).
7. Козин В.Е. и др. Теплоснабжение. М.: Высшая школа, 1980.
8. Глухов С.В., Коваленко А.В., Чичерин С.В. Развитие систем теплоснабжения структурных подразделений ОАО РЖД // Вестник ВНИИЖТ. 2016. №. 3. С. 183—188.
9. ГОСТ 8732—78. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент.
10. ГОСТ 8731—74. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические требования.
11. ГОСТ 10706—93. Трубы стальные электросварные прямошовные.
12. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Изд-во МЭИ, 1999.
13. ГОСТ 10705—80. Трубы стальные электросварные. Технические условия.
14. ГОСТ 20295—85. Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов. Технические условия.
15. Глухов С.В., Чичерин С.В. Причины развития коррозионных процессов на магистральных тепловых сетях г. Омска // Инструменты и механизмы современного инновационного развития: сб. статей Междунар. науч.-практ. конф. Уфа: Изд-во Аэтерна, 2016.
16. Kozak D., Ivandić Z., Konjatić P. Determination of the Critical Pressure for a Hot-Water Pipe with a Corrosion Defect // Materials and Technology. 2010. V. 44. No. 6. Pp. 385—390.
17. Cronin D. S., Pick R. J. Prediction of the Failure Pressure for Complex Corrosion Defects // Intern. J. Pressure Vessels and Piping. 2002. V. 79. No. 4. Pp. 279—287.
18. Чичерин С.В. Методика планирования и организации работ по тепловой инфракрасной аэросъемке тепловых сетей // Энергобезопасность и энергосбережение. 2016. №. 6. С. 32—36.
19. Friman O. et al. Methods for Large-Scale Monitoring of District Heating Systems Using Airborne Thermography // Proc. IEEE Geoscience and Remote Sensing. 2014. V. 52. No. 8. Pp. 75—82.
20. Дмитриев В.З. Совершенствование систем теплоснабжения: Автореф. дисс. ... канд. техн. наук. Красноярск, 2013.
21. Горбунова Т.Г. Надежность тепловых сетей различных схем при развитии систем теплоснабжения: Автореф. дисc. … канд. техн. наук. Казань, 2014.
22. Магалиф В.Я., Ковылянский В.Я. Теоретические основы конструирования трубопроводов тепловых сетей. М.: ВНИПИЭнергопром, 2005.
23. РД 10-400—01. Нормы расчета на прочность трубопроводов тепловых сетей.
24. РД 10-249—98. Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды.
25. ГОСТ 19903—74. Прокат листовой горячекатаный. Сортамент.
26. Чичерин С. В. Повышение надежности и сокращение тепловых потерь путем устройства продольного дренажа на магистральных тепловых сетях г. Омска // Изв. вузов. Северо-кавказский регион. Технические науки. 2016. № 4. С. 61—66.
27. Митрофанов А.В. и др. Факторы, влияющие на коррозийную стойкость труб ЖКХ // Металлург. 2016. № 1. С. 71—74.
28. Чичерин С.В. Повышение надежности тепло- вой сети путем применения труб повышенной коррозионной стойкости // Трубопроводный транспорт: теория и практика. 2016. № 6 (58). С. 34—36.
---
Для цитирования: Чичерин С.В. Наружная коррозия как основная причина повреждаемости тепловых сетей и способы защиты от нее // Вестник МЭИ. 2017. № 4. С. 50—54. DOI: 10.24160/1993-6982-2017-4-50-54.
#
1. Stennikov V.A. Problemy Razvitiia Teplovogo Khoziaistva Rossii i Puti ikh Resheniia // Ekonomicheskie Problemy Energeticheskogo Kompleksa: Otkrytyi Seminar. M.: RAN, Institut Narodnokhoziaistvennogo Prognozirovaniia, 2008. (in Russian).
2. SP 124.13330.2012. Teplovye Seti. (in Russian).
3. PB 10-573—03. Pravila Ustroistva i Bezopasnoi Ekspluatatsii Truboprovodov Para i Goriachei Vody. (in Russian).
4. SNiP 41-02—2003. Teplovye Seti. (in Russian).
5. Prikaz Rostekhnadzora № 116 ot 25.03.2014 g. Federalnye Normy i Pravila v Oblasti Promyshlennoi Bezopasnosti «Pravila Promyshlennoi Bezopasnosti Opasnykh Proizvodstvennykh Obieektov, na Kotorykh Ispolzuetsia Oborudovanie, Rabotaiushchee pod Izbytochnym Davleniem». (in Russian).
6. TR TS 032/2013. «O Bezopasnosti Oborudovaniia, Rabotaiushchego pod Izbytochnym Davleniem» (Reshenie Soveta Evraziiskoi Ekonomicheskoi Komissii ot 02.07.2013 № 41). (in Russian).
7. Kozin V.E. i dr. Teplosnabzhenie. M.: Vysshaia Shkola, 1980. (in Russian).
8. Glukhov S.V., Kovalenko A.V., Chicherin S.V. Razvitie Sistem Teplosnabzheniia Strukturnykh Podraz- Delenii OAO RZhD. Vestnik VNIIZhT. 2016;3:183—188. (in Russian).
9. GOST 8732—78. Truby Stalnye Besshovnye Goriachedeformirovannye. Sortament. (in Russian).
10. GOST 8731—74. Truby Stalnye Besshovnye Goriachedeformirovannye. Tekhnicheskie Trebovaniia. (in Russian).
11. GOST 10706—93. Truby Stalnye Elektrosvarnye Priamoshovnye. (in Russian).
12. Sokolov E.Ia. Teplofikatsiia i Teplovye Seti. M.: Izd-vo MPEI, 1999. (in Russian).
13. GOST 10705—80. Truby Stalnye Elektrosvarnye. Tekhnicheskie Usloviia. (in Russian).
14. GOST 20295—85. Truby Stalnye Svarnye Dlia Magistralnykh Gazonefteprovodov. Tekhnicheskie Usloviia. (in Russian).
15. Glukhov S.V., Chicherin S.V. Prichiny Razvitiia Korrozionnykh Protsessov na Magistralnykh Teplovykh Setiakh g. Omska. Instrumenty i Mekhanizmy Sovremennogo Innovatsionnogo Razvitiia: Sb. Statei Mezhdunar. Nauch.-prakt. Konf. Ufa: Izd-vo Aeterna, 2016. (in Russian).
16. Kozak D., Ivandić Z., Konjatić P. Determination of the Critical Pressure for a Hot-Water Pipe with a Corrosion Defect. Materials and Technology. 2010;44;6:385—390.
17. Cronin D. S., Pick R. J. Prediction of the Failure Pressure for Complex Corrosion Defects. Intern. J. Pressure Vessels and Piping. 2002;79;4:279—287.
18. Chicherin S.V. Metodika Planirovaniia i Organizatsii Rabot po Teplovoi Infrakrasnoi Aerosieemke Teplovykh Setei. Energobezopasnost i Energosberezhenie. 2016;6:32—36. (in Russian).
19. Friman O. et al. Methods for Large-Scale Monitoring of District Heating Systems Using Airborne Thermography. Proc. IEEE Geoscience and Remote Sensing. 2014;52;8:75—82.
20. Dmitriev V.Z. Sovershenstvovanie Sistem Teplosnabzheniia: Avtoref. Diss. ... Kand. Tekhn. Nauk. Krasnoiarsk, 2013. (in Russian).
21. Gorbunova T.G. Nadezhnost Teplovykh Setei Razlichnykh Skhem pri Razvitii Sistem Teplosnabzheniia: Avtoref. . Diss. … Kand. Tekhn. Nauk. Kazan, 2014. (in Russian).
22. Magalif V.Ia., Kovylianskii V.Ia. Teoreticheskie Osnovy Konstruirovaniia Truboprovodov Teplovykh Setei. M.: VNIPIEnergoprom, 2005. (in Russian).
23. RD 10-400—01. Normy Rascheta na Prochnost Truboprovodov Teplovykh Setei. (in Russian).
24. RD 10-249—98. Normy Rascheta na Prochnost Statsionarnykh Kotlov i Truboprovodov Para i Goriachei Vody. (in Russian).
25. GOST 19903—74. Prokat Listovoi Goriachekatanyi. Sortament. (in Russian).
26. Chicherin S.V. Povyshenie Nadezhnosti i Sokrashchenie Teplovykh Poter Putem Ustroistva Prodolnogo Drenazha na Magistralnykh Teplovykh Setiakh g. Omska. Izv. Vuzov. Severo-kavkazskii Region. Tekhnicheskie Nauki. 2016;4:61—66. (in Russian).
27. Mitrofanov A.V. i dr. Faktory, Vliiaiushchie na Korroziinuiu Stoikost Trub ZhKKh. Metallurg. 2016;1:71—74. (in Russian).
28. Chicherin S.V. Povyshenie Nadezhnosti Teplovoi Seti Putem Primeneniia Trub Povyshennoi Korrozionnoi Stoikosti. Truboprovodnyi Transport: Teoria i Praktika. 2016;6 (58):34—36. (in Russian).
---
For citation: Chicherin S.V. External Corrosion as the Main Factor Causing Damage to Heat Supply Networks and Methods to Protect from It. MPEI Vestnik. 2017; 4: 50—54. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2017-4-50-54.
