Опасные объекты энергетики региона

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 11Следующая ⇒

Гидротехнические сооружения (ГС) находятся в сложных условиях эксплуатации, обусловленных их значительными объемами, взаимодействием с основанием, воздушной и водной средами, воздействием волн, льда, атмосферных осадков, температуры, солнечной радиации, землетрясений и т.д. Тяжелые катастрофические последствия возможных аварий ГС, особенно работающих под напором воды, предъявляют повышенные требования к надежности.

Основными эксплуатационными показателями ГС являются: параметры конструктивной надежности – устойчивость, прочность, водонепроницаемость, морозостойкость и др.; технологические параметры – напор, расход водообеспечения, выработка электроэнергии и др.; факторы архитектурного соответствия назначению сооружения – форма конструкций, фактура их поверхности, цвет, освещение и пр.; параметры экономичности возведения и эксплуатации – стоимость укладки 1м3 бетона или грунта, процент армирования бетона, стоимость 1кВт-ч электроэнергии.

Надежность закладывается на стадии проектирования, в процессе строительства – выполнение требований проекта. Она оценивается тремя основными характеристиками: безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью.

Безотказность – способность сооружения не иметь отказов в течение требуемых интервалов времени при его эксплуатации в заданных условиях, численно она характеризуется вероятностью безотказной работы сооружения.

Долговечность – свойство сооружения длительно сохранять (с возможными перерывами на ремонт) свои эксплуатационные показатели в заданных пределах до момента разрушения или другого предельного состояния. Различают физическую (прочность, устойчивость, водонепроницаемость и т.д.) и моральную (соответствие современным требованиям или технологическому процессу) долговечность.

Ремонтопригодность – приспособленность сооружения к предупреждению, обнаружению и устранению отказов, численно она характеризуется временем на предупреждение, отыскание места и причин отказа и его устранения.

Техническая эксплуатация ГС преследует две цели: обеспечение оптимальных условий для выполнения ими технологических функций (выработку электроэнергии, водоснабжения и т.д.) и предупреждение преждевременного износа ГС при минимальных эксплуатационных затратах.

В эксплуатационный период проводятся наблюдения и контроль за состоянием и условиями работы сооружений и оборудования, принимаются меры против возможных нарушений их правильной работы (во время паводка, шторма, землетрясения и т.д.), выполняются ремонтные работы по ликвидации дефектов, повреждений и аварий, разрабатываются мероприятия по увеличению эффективности использования водотока путем реконструкции ГС и их оборудования, устанавливается необходимость проведения специальных исследований и объем наблюдений.

Техническая эксплуатация ГС заключается в осуществлении: 1) ухода за конструкциями и оборудованием путем проведения технического обслуживания (ежедневного и сезонного); 2) диагностики состояния конструкций и оборудования на основе материалов осмотров, наблюдений и исследований; 3) системы планово-предупредительного ремонта. Она осуществляется в соответствии с правилами и положениями о технической эксплуатации и ремонте, разработанными проектировщиками.

На ГС выполняют два вида ремонтных работ: текущий и капитальный. Первый проводится эксплуатационным персоналом для предохранения сооружения от преждевременного разрушения. Второй – по достижению ГС предельных (установленных) сроков службы или в связи с повреждениями, которые угрожают аварией или снижением их эксплуатационных характеристик. При резком ухудшении технического состояния ГС проводят аварийный внеплановый ремонт, который относят к текущему или капитальному в зависимости от характера повреждений, состава и объема работ.

Систематические наблюдения в период эксплуатации ведутся за: 1) осадками и деформациями (смещениями) сооружений и их частей, оснований, откосов, берм, склонов и берегов в районе сооружения и водохранилища (с признаками оползней, обвалов, осыпей и пр.); 2) воздействием открытого потока воды на ГС и его элементы, дно, и берега русла в верхнем и в нижнем бьефе (за уровнями и расходами воды, волнами, размывами и отложениями наносов, кавитационными разрушениями, аэрацией и т.п.); 3) фильтрацией через сооружения, основания и берега (за уровнями, расходами, давлениями фильтрационных вод, работой швов, противофильтрационных и дренажных устройств, возможной суффозией в земляных сооружениях и основаниях, выщелачиванием бетона и скальных пород оснований и т.п.); 4) напряжениями, пульсационными динамическими нагрузками, вибрацией сооружений и их элементов; 5) температурным режимом сооружения, водохранилища и нижнего бьефа (температурами, ледовыми воздействиями, образованием шуги и обледенелых сооружений и пр.)

При наблюдениях за напорными бетонными ГС состояние оценивается визуально (сколы, трещины, раковины, обнажения арматуры, признаки фильтрации и выщелачивания бетона), простукиванием (отслоения, пустоты, прочность бетона), выбуриванием кернов и по удельному водопоглащению пробуренных скважин (прочность и фильтрация) или прозвучиванием бетона методами ультразвуковой дефектоскопии.

Наблюдение за земляными сооружениями включает: крепление откосов, дренажные системы, участки сопряжения земляных и бетонных сооружений (осадки и деформации, интенсивность контактной фильтрации и суффозионные явления.)

Наблюдение за металлическими конструкциями должны выявлять состояние их поверхностей (появление коррозионных, абразивных или кавитационных разрушений, обрастание микроорганизмами и пр.)

Подводные части ГС периодически обследуются водолазами.

Исследования ГС бывают двух видов: лабораторные и натурные; последние теснейшим образом связанны с эксплуатацией сооружений. Лабораторные исследования бывают трех видов: стандартные, модельные и общие.

Стандартные исследования позволяют судить о качестве материалов сооружений и их оснований, их физико-технических характеристиках, признаках и свойствах, которые определяют по образцам и пробам стандартными методами и аппаратурой в соответствии с ГОСТом. Модельные исследования в лабораториях проводят на макетах, действующих моделях и стендах. Макеты ГС используют при объемном проектировании-исследовании компоновок сооружений и оборудования. Моделирование на физических моделях есть замена интересующего нас явления в натуре изучением аналогичного явления на модели меньшего или большего масштаба, обычно в специальных лабораторных условиях. Стенды используют для изучения фильтрационных, кавитационных и других явлений, работы сложного механического оборудования плотин, шлюзовых камер, испытания и исследования гидромашин.

Общие исследования на специальных установках проводят в лабораториях с целью изучения общих закономерностей явления и решения общенаучных проблем, имеющих принципиальное значение как для развития теории и практики гидротехнического строительства, так и эксплуатации сооружений. В лабораториях проводятся исследования: гидравлические, в том числе кавитационные и фильтрационные; статические и динамические исследования прочности и деформации сооружений, их элементов и оснований; изучаются термические, ледовые и волновые воздействия на сооружения; явление вакуума, кавитации и аэрации потока.

Натурные исследования, оснащенные современной контрольно-испытательной аппаратурой (КИА), позволяют получить объективный и полноценный материал об эффективности эксплуатации, о состоянии и надежности работы и плотин.

Наблюдения за ГС позволяют улучшить эксплуатационные качества сооружений и повысить их долговечность. Различают два вида исследований: 1) контрольные наблюдения, проводимые с целью текущего строительного или эксплутационного контроля за состоянием сооружений; 2) специальные общенаучные исследования, проводимые на объекте с целью уточнения и изучения теории расчета и моделирования ГС, накопления и научного обобщения результатов натурных исследований.

В натуре наблюдают за осадками и горизонтальными смещениями сооружений и оснований, фильтрацией и противодавлением, трещинами в бетоне и его коррозией, температурным и напряженным состоянием грунтов, бетона и арматуры, уровнями воды и размывами в бьефах, пульсациями давления в потоке и вибрациями сооружений. Объем и характер исследований зависят от типа сооружения, особенностей гидрогеологической обстановки и степени ответственности гидроузла.

Для рационального расположения и эффективного использования КИА разрабатываются проекты ее размещения.

Широкое применение при исследованиях нашли электрофизические (неразрушающие) методы контроля качества и определения физико-механических характеристик материалов непосредственно в сооружениях и в основаниях с ненарушенной структурой. Их делят на акустические, радиометрические и электрические.

Акустические или динамические методы испытания (прозвучивания) материалов основаны на изменении скорости распространения, частоты колебаний и затухания звуковых или ультразвуковых волн в среде. По типу применяемых волн, частоте колебаний и способу их возбуждения применяют три акустических метода: резонансный, ударный, импульсный и ультразвуковой импульсный метод.

2. Радиометрические методы основаны на измерении поглощения гамма-лучей, а также на замедлении быстрых нейтронов при взаимодействии с ядрами водорода. Измерение поглощений гамма- излучений используют при работе гамма-плотномеров, нейтронных влагомеров и радиоактивных индикаторов. При определении плотности в качестве источника гамма-лучей используют радиоактивные кобальт и цезий (Со60 и Сs137). При работе с радиоактивными изотопами необходимо строго выполнять требования техники безопасности. Для выявления внутренних дефектов материалов (пластмасс, металлов, железобетона) просвечиванием могут использоваться рентгеновские аппараты, изотопные источники электромагнитного излучения и источники тормозного излучения- ускорители заряженных частиц.

3. Электрические методы измерения неэлектрических величин обычно связанны с изменением омического, индуктивного или ѐ мкостного сопротивления среды, косвенно характеризующего свойства материала. На этом принципе основана работа существующих влагометров, когда исследуемый материал помещают между пластинами конденсатора и его диэлектрическая проницаемость изменяется в зависимости от влажности. Точность измерения влажности (0, 2 0, 5)%. Для дефектоскопии металлов широко используют электрические, электромагнитные и магнитные методы. Сущность этих методов заключается в том, что магнитный поток в металле, пересекая трещину или другой дефект, встречает большое магнитное сопротивление, силовые линии искривляются и, выходя на поверхность, создают местные потоки рассеяния.

Тепловые методы применяют тогда, когда местные нарушения картины температурного поля определяют положение внутренних дефектов, которые не удаѐ тся выявить другими методами контроля качества материалов.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒