2026-06-17T04:04:23Z https://stroyjurnal-asa.ru/index.php/asa/oai
oai:ojs2.stroyjurnal-asa.ru:article/315 2025-09-26T10:43:40Z asa:ES
asa Строительство и техногенная безопасность 2413-1873 КФУ им. В.И. Вернадского 10.29039/2413-1873-2025-38-37-43315 Engineering supportИнженерное обеспечение ПРЕДЕЛЬНО-ДОПУСТИМАЯ ТОЛЩИНА СЛОЯ ОТЛОЖЕНИЙ НА СТЕНКАХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВОДОПРОВОДОВ ИНЖЕНЕРНЫХ СЕТЕЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ ДЛЯ ПРЕКРАЩЕНИЯ ИХ ДАЛЬНЕЙШЕЙ ЭКСПЛУАТАЦИИTHE MAXIMUM ALLOWABLE THICKNESS OF THE SEDIMENT LAYER ON THE WALLS OF METAL WATER PIPES OF INFRASTRUCTURE ENGINEERING NETWORKS TO STOP THEIR FURTHER OPERATION Продоус О. А. Prodous O. A. Якубчик П. П. Yakubchik P. P. Шлычков Д. И. Shlychkov D. I. Независимый эксперт по водоснабжению и канализации Independent Expert on Water Supply and Sewerage Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I St. Petersburg State University of Railways of Emperor Alexander I Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет National Research Moscow State University of Civil Engineering 26 09 2025 38(90)9337 43 Copyright (c) 2025 Строительство и техногенная безопасность 2025 Строительство и техногенная безопасность https://stroyjurnal-asa.ru/index.php/asa/article/view/315

В статье рассмотрен расчет значений предельно-допустимой с гидравлической точки зрения толщины слоя внутренних отложений в металлических трубах инженерных систем, оказывающий влияние на величину значений характеристик их гидравлического потенциала и на величину фактического энергопотребления насосных агрегатов, транспортирующих воду или тепло потребителям. Приведены графики зависимостей, демонстрирующие значительное расхождение величины гидравлического уклона и энергопотребления насосов в новом и изношенном металлических трубопроводах систем водоснабжения и теплоснабжения.

Предмет исследования: определение количественного критерия для оценки предельного состояния металлических трубопроводов инженерных сетей (водоснабжения и теплоснабжения). Таким критерием выступает предельно-допустимая толщина слоя внутренних отложений на стенках металлических трубопроводов, при превышении которой их дальнейшая эксплуатация становится нецелесообразной.

Материалы и методы: В основу методики положены аналитические зависимости для гидравлического расчета трубопроводов, основанные на формулах профессора Ф.А. Шевелева, уточненных авторами с учетом уменьшения живого сечения трубы из-за отложений. Метод включает расчет фактического внутреннего диаметра, скорости потока, гидравлического уклона и энергопотребления насосных агрегатов в зависимости от толщины слоя отложений (δ).

Результаты: На конкретном примере показано, что при толщине отложений стальной трубе гидравлический уклон увеличивается, а энергопотребление насосов повышается по сравнению с новым трубопроводом. Расчетным путем показана предельно-допустимая толщина слоя отложений, после которой эксплуатация становится неэффективной.

Выводы: На основании результатов сделан вывод о необходимости обязательного контроля толщины внутренних отложений для обоснования вывода сетей из эксплуатации. Авторы рекомендуют разработать шкалу предельно-допустимых толщин для всего сортамента труб и внести соответствующие требования в актуализированные версии сводов правил по наружным сетям.

A specific example shows the calculation of the maximum allowable thickness of the layer of internal sediments in metal pipes of engineering systems from a hydraulic point of view, which affects the values of the characteristics of their hydraulic potential and the actual energy consumption of pumping units transporting water or heat to consumers. Graphs of dependencies are presented, demonstrating a significant discrepancy between the magnitude of the hydraulic slope and the energy consumption of pumps in new and worn-out metal pipelines of water supply and heat supply systems.

The subject of the study is the definition of a quantitative criterion for assessing the limiting condition of metal pipelines of engineering networks (water supply and heat supply). Such a criterion is the maximum allowable thickness of the layer of internal deposits on the walls of metal pipelines, if exceeded, their further operation becomes impractical.

Materials and methods: The methodology is based on analytical dependencies for the hydraulic calculation of pipelines based on the formulas of Professor F.A. Shevelev, clarified by the authors taking into account the reduction in the live section of the pipe due to deposits. The method includes the calculation of the actual internal diameter, flow velocity, hydraulic slope and energy consumption of pumping units depending on the thickness of the sediment layer (δ).

Results: A concrete example shows that with the thickness of deposits in a steel pipe, the hydraulic slope increases, and the energy consumption of pumps increases compared to a new pipeline. The maximum allowable thickness of the sediment layer is calculated, after which operation becomes ineffective.

Conclusions: Based on the results, it is concluded that it is necessary to monitor the thickness of internal deposits to justify the decommissioning of networks. The authors recommend developing a scale of maximum allowable thicknesses for the entire range of pipes and making appropriate requirements in updated versions of codes of rules for outdoor networks.

Keywordsplumbing from metal pipesinternal depositslayer thicknesshydraulic calculationcomparison of resultsКлючевые словаводопровод из металлических трубвнутренние отложениятолщина слоягидравлический расчетсравнение результатов

полный текст на сайте stroyjurnal-asa.ru

Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. Справочное пособие. // М.: ООО «Издательский Дом «Бастет». 2020. – 428 с. Продоус О.А., Шипилов А.А., Якубчик П.П. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб из стали и серого чугуна с внутренними отложениями. Справочное пособие I-е издание 2021. // Издательство ООО «Перо», Санкт-Петербург – Москва. 2021. – 238 с. ил. Продоус О.А. Якубчик П.П. Смолин Е.С. Сравнительный анализ зарубежной и отечественной расчетных зависимостей для гидравлического расчета металлических водопроводных труб с внутренними отложениями. // Журнал «Водоснабжение и санитарная техника». 2023. N 1. – С. 56-60. // DOI:10/35776/VST/2023.01.08 Продоус О.А., Якубчик П.П. Новый подход к гидравлическому расчету металлических трубопроводов водоснабжения с отложениями на внутренних стенках. // Журнал «Инженерные системы АВОК Северо-Запад». № 1. 2022. – С. 28-30. Продоус О.А. Якубчик П.П. Шлычков Д.И. Зависимость энергопотребления насосных агрегатов напорных коллекторов водоотведения от толщины слоя осадка на внутренней поверхности труб. // Журнал «Сантехника, отопление, кондиционирование». № 05 (245)/2022. – С. 28-30. Продоус О.А., Шлычков Д.И., Якубчик П.П., Пархоменко С.В. Влияние толщины слоя внутренних отложений в трубопроводах систем водоснабжения и водоотведения на продолжительность периода их остаточной эксплуатации. // Научно-технический журнал по строительству и архитектуре «Вестник МГСУ», Том 17, выпуск 6/2022. – С. 738-746. // DOI: 10.22227/1997-0935.2022.6.738-746 Продоус О.А., Шлычков Д.И. Гидравлический расчет сетей водоотведения с внутренними отложениями. Монография. // Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ). Москва. 2022. – 120 с. ил. Абрамов Н.Н. Расчет водопроводных сетей. // М.: «Стройиздат», 1976. 304с. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. // М.: Наука. 1978. ¬– 400 с. Койда Н.У. и др. Вариационные методы гидравлического расчета трубопроводов. // Минск. Высшая школа. 1968. – 36 с. Гальперин Расчет кольцевой водопроводной сети с учетом действительных условий. // Водоснабжение и санитарная техника. 1992. № 5. – С. 26-27. Григоровский Е.П., Койда Н.У. Автоматизация расчета многоконтурных сетевых систем. // Киев. Высшая школа. 1977. – 192 с. Джонс Дж. Методы проектирования. // М.: Мир. 1986. – 326 с. Дмитриев А.В., Кетаев А.Б. Городские инженерные сети. // М.: Стройиздат. 1988. – 175 с. Зайцев И.Д., Вайнер В.С. К вопросу оптимизации трубопроводных сетей на стадии проектирования. // Экономика и математические методы. 1979. Т. 15. – С. 171-176. Ильин Ю.А. Вопросы надежности магистральных трубопроводов. // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. 1976. № 1. – С. 122-124. Калицун В.И., Ласков Ю.М. Гидравлика, водоснабжение и канализация: учебник для вузов. М.: Стройиздат. 2000. – 417 с. Кикачейшвили Г.Е. Расчет оптимальных параметров систем подачи и распределения воды. // Тбилиси: Сабчота Сакартвело. 1980. – 199 с. ил. Меренков А.П., Хасилев В.Я. Теория гидравлических цепей / Москва : Наука, 1985. – 278 с. Николадзе Г.И., Сомов М.А. Водоснабжение. // М.: Стройиздат. 1995. – 688 с. Оводов В.С. Сельскохозяйственное водоснабжение и обводнение. М.: Колос. 1984. – 480 с. Абрамов Н.Н. и др. Расчет водопроводных сетей. // М.: Стройиздат. 1983. – 278 с. СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». Госстрой СССР. М.: Стройиздат. 1985. – 136 с. Мошнин Л.Ф. Современные методы расчета систем подачи и распределения воды. // Водоснабжение и санитарная техника. 1984. № 10. – С. 7-10. Сумароков С.В. Математическое моделирование систем водоснабжения. Новосибирск: Наука. 1983. – 167 с. Теплов А.В. Расчет железнодорожной водопроводной сети. М.: Трансжелезнодориздат. 1946. – 127 с. Хасилев В.Я. Элементы теории гидравлических цепей. // Известия АН СССР, Энергетика и транспорт. 1964. № 1. – С. 69-88. Чарный И.А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах. М.: Недра. 1975. – 296 с. Чупин В.Р., Мелехов Е.С., Чупин Р.В. Моделирование и оптимизация трубопроводных систем коммунального хозяйства. // Вестник Ир ГТУ. 2008. – С. 15-24 Kloss H., Roman M. Ogolne problemy niezawodnosci systemow wodociagowych. // Gaz Woda i Technika Sanitarna, 2008. № 9. – р. 34-51.