Введение к работе
Актуальность работы. Стремление общества к лучшей жизни развитие промышленности, сельского и коммунального хозяйства еще больше увеличивает потребности в воде, что сопровождается возрастающими объемами отходов в виде сточных вод населенных пунктов и крупных городов
Строительство сложных и дорогостоящих очистных сооружений не может радикально решить проблему полного прекращения сброса загрязненных сточных вод в водоемы, так как даже после тщательной биологической очистки в них содержатся вещества в концентрациях, превышающих нормы сброса в водоемы. Экономически и экологически оправдано использование сточных вод после предварительной очистки на оросительных системах Помимо экономии чистой воды, почвенной доочистки сточных вод и прекращения их сброса в водоемы, обеспечивается утилизация питательных веществ, содержащихся в стоках
За последние годы в сельском хозяйстве России сложилась критическая ситуация в обеспечении удобрениями, мелиорантами и другими средствами химизации При среднегодовом выносе питательных веществ с урожаем -возвращается в почву не более 20% Остродефицитный баланс питательных веществ в земледелии в ближайшие годы неизбежно приведет к дальнейшему истощению почвенного плодородия и снижению продуктивности пашни с 1,8 -2,0 т/га зерновых единиц до 0,9 - 1,0 т/га. А это значит, что доля импортируемых товаров и сырья для их изготовления достигнет 50 - 60 % от внутреннего потребления
Развитие орошения с применением сточных вод требует строительства совершенных оросительных систем с большой протяженностью напорных трубопроводов, что позволит обеспечить подведение и подачу очищенных сточных вод на орошаемое поле, и проведение поливов без негативного влияния на окружающую среду.
На трубопроводы, транспортирующие сточные воды воздействуют как факторы внешней среды, так и химический состав сточных вод Под воздействием сточной воды трубопровод со временем разрушается за счет образовавшихся трещин, коррозионных каверн и т д
Вопрос определения срока службы трубопроводов оросительных
систем, транспортирующих сточные воды, является актуальным, так как в перспективе необходимо разработать способы и средства подачи сточной воды на орошаемые участки Вопрос малоизучен, требует доработки и конструктивных решений по выявлению критериев оценки эксплуатационной надёжности трубопроводов, транспортирующих сточные воды, с помощью которых возможно делать дальнейший прогноз развития событий и производить предупредительные мероприятия, обеспечивающие безотказную эксплуатацию
Цель работы - определение срока службы напорных трубопроводов оросительных систем за счет прогноза развития опасности коррозии металлических труб, транспортирующих сточные воды
Задачи исследований:
1 Выявить основные факторы, влияющие на надежность закрытой
оросительной сети
Изучить влияние сточных вод на внутреннюю поверхность трубопроводов и провести верификацию методики долгосрочного прогноза опасности коррозии для металлических труб подающих сточные воды для полива
Проанализировать состав сточных вод на пригодность их для орошения
4 Сделать статистический анализ повреждений на трубопроводах
5. Используя математические методы теории вероятностей, обосновать период безотказной работы трубопроводов
6 Разработать предложения производству по интервалам проведения ремонтных и восстановительных работ на напорных трубопроводах транспортирующих сточные воды
Объект исследований - трубопроводы, транспортирующие сточные воды от водозабора до точки водовыдела
Методика исследований - для решения поставленных задач проведены полевые и теоретические исследований В основу теоретических исследований легли теория вероятностей, математическая статистика, теория оценки надежности гидромелиоративных систем и объектов, сопротивления металлов
Обработка результатов исследований выполнялась на ЭВМ методами
математической статистики с использованием пакетов прикладных программ STATISTICA 5 1, Microsoft Excel
Научная новизна Установлен параметр коррозионного износа для труб различных марок стали, установлена зависимость изменения коррозионной опасности от времени по внутренним образующим трубопровода Разработана математическая модель коррозионного износа и определены этапы прогнозирования эксплуатационных показателей надежности трубопроводов
Научные положения, выносимые на защиту:
схема функциональной взаимосвязи между элементами закрытой оросительной сети и факторами ее существования,
зависимость изменения коррозионной опасности от времени по внутренним образующим трубопровода,
зависимость параметра коррозионного износа от прочностных характеристик сталей, для трубопроводов подающих сточные воды на орошение;
установленный по характеристикам надежности, момент износа трубопровода 530x7,5
Практическая ценность и реализация результатов исследования
Прогноз эксплуатационных показателей надежности трубопроводов, транспортирующих сточные воды, обеспечивает возможности снижения затрат на ремонт и реконструкцию трубопроводов, учитывая рекомендуемые интервалы проведения ремонтных и восстановительных работ, предотвращения аварийных ситуаций и сохранения посевных площадей, поддержания благоприятной экологической обстановки в зоне действия оросительной сети.
Результаты исследования внедрены в проектную документацию ФГУ Управление «Саратовмелиоводхоз» г Саратов, ФГУП «НИПИгипропром-сельстрой» г Саратов
Апробация работы. Результаты исследования доложены и обсуждены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава в ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет» (2005 - 2008 гг), на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 75-летию ФГУП «НИПИгипропромсельстрой» в 2007 г, в ФГУ Управление «Саратовме-
лиоводхоз» в 2007 г
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 9 работах, в том числе 2 работы в издании, входящем в перечень ведущих рецензируемых научных журналах и изданий Общий объем публикаций составляет 2,31 п л , из них лично соискателя - 1,02 пл
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти общих глав, общих выводов, списка использованной литературы, содержащего 152 наименования, и шести приложений Работа изложена на 163 страницах, в том числе 142 страницы основного текста, 30 таблиц, 62 рисунка и приложений на 21 странице.
