Канализациялық тексерудегі су астындағы анықтау құралдарының дамуы

Визуалды тексеруден бастап көру мүмкіндігі бар емес канализациялық тексеру технологияларына дейін

Бұрынғы кезде, коллекторларды тексеру дегеніміз — адамдарды шамдармен жіберіп, басқа ештеңе жоқ күйінде бақылау болатын, оларды нақты емес нәтижелер алу үшін шынымен қауіпке ұшырататын процесс болатын. Ал қазір, әліп-жоспарлы су астындағы жабдықтар арқасында бәрі толық өзгерді. Роботтандырылған жылан түтіктерге жылжуы мүмкін, супер таза камералар егжей-тегжейлі суреттерді түсіреді, ал лазерлер адамдардың ішке кіруіне мүлдем мүмкіндік бермейтін, түтік бетінің жуық шамамен барлығын қамтитын карталар жасайды (2023 жылғы есепте U.S. Water Alliance осыны анықтады). Кәдімгі көздің қол жетпейтін қиын орындар үшін инженерлер түтіктерде шағылатын қысым толқындары мен ескі темірбетон желілердегі жасырын трещиналардан пайда болатын тербелістерді тіркейтін IMU деп аталатын кішкентай сенсорлар сияқты құралдарға сүйенеді. Бұл технология тек көзбен қарауға қарағанда бағалауды анағұрлым жақсартады.

Қазіргі заманның коллекторларды тексеруіндегі нақты уақыт режиміндегі деректерді жинаудың рөлі

Қазіргі заманғы тексеру жүйелері түтікшелердің пішіні, су жылдамдығы және зақымданулардың өлшемдері туралы ақпаратты сымсыз түрде жібереді, сондықтан есептерді күтудің орнына дер кезде шешім қабылдауға болады. Бұл жаңа технологияларды қабылдаған қалалар бұрынғы әдістерге қарағанда жарты күнге жуық тезірек бөгеттерді жоя алады. Қолданылатын дерекқорлар да өте ақылды, олар қазіргі тексеру нәтижелерін өткен жөндеу тарихымен байланыстырады. Бұл келешекте қай жерде проблема туындауы мүмкін екенін дәлірек болжауға көмектеседі. Нәтижесінде Чикаго сияқты орындарда жұмысшылар аварияларға айналмас бұрын мәселелерді шеше алғандықтан, тек бес жыл ішінде төтенше жағдайлар бойынша шақырулар шамамен үштен бірге дейін азайды.

Акустикалық бөгет детекторлары су астындағы ақауларды табуды қалай жақсартады

Пьезоэлектрлік трансдьюсерлермен жабдықталған акустикалық детекторлар 2-ден 15 кГц-ге дейінгі жиілік диапазонында жұмыс істейді. Бұл төменгі жиілікті эхо беретін шөгінділер мен жоғары жиілікті резонансты тудыратын ағаш тамырларын ажыратуға көмектеседі. Чикагоның біріккен канализациялық желісінде жүргізілген бақылау да тамаша нәтиже көрсетті. Жүйе диаметрі 10 сантиметр немесе одан кіші болатын су астындағы бекіністерді табуда шамамен 88% дәлдікке ие болды. Бұл ластанған су жағдайында көру мүмкіндігі нашар болған кезде дәстүрлі ТВ тексерулеріне қарағанда шамамен үш есе жақсы нәтиже. Бұл жүйелердің ерекше құндылығы – олардың инвазивті еместігінде. Олар визуалды тексеру мүмкін болмаған кезде де сорғыштарды зақымданудан қорғайды және таза оқылымдар алуға мүмкіндік береді.

Су астындағы нысандарды анықтау құралдарының негізгі технологиялары: Сонар және акустикалық сезгіштер

Су астындағы ақауларды анықтау үшін жоғары дәлдікті сонар зондтары

Бүгінгі күндері канализациялық тексеру бригадалары 50 футтан астам қалдық сулардың астына терең қойылған құбырлардағы шамамен 0,08 дюйм еніндегі өте кішкентай трещинаны анықтау үшін 800 кГц және 1,2 МГц жиіліктерінде жұмыс істейтін сонарлық зондтарды пайдалануда. Бұл құрылғылардың ерекшелігі - көру қабілеті нашар болған кезде де 0,2 дюймға дейінгі детальдарды көре алу қабілетінде. Олар 2024 жылы Municipal Infrastructure Journal журналында жарияланған соңғы зерттеуге сәйкес, ағаш тамырларының құбырларға өтуі немесе минералды қалдықтардың ішкі жағында пайда болуы сияқты мәселелерді шамамен 97% дәлдікпен анықтайды, бұны қарапайым камера құралдары жасай алмайды. Су астындағы құбыр желілерімен айналысатын әркім үшін бұл тектес технология қазіргі уақытта тікелей қажетті болып табылады.

Пульс-эхо мен жанама сканерлеу сонары: Тар тұтқындардағы қолданылуы

Канализация құбырларындағы кеңістіктің шектеулі болуын екі негізгі сонар түрі шешеді:

• Пульс-эхо жүйелері құлатылған бөліктерді бағалау үшін ақаулық тереңдігін бағалау үшін кері сигнал уақытын өлшейді
• Жанама сканерлеу сонары артқа сүйір құрылғыларды пайдаланып 210° ауқымында карталар жасау, әсіресе 12″–36″ диаметрлі құбырлар үшін тиімді. 147 аудандық бірлікті зерттеген 2023 жылғы зерттеу бетон канализацияларда тарақты сонардың көзбен тексеруге қарағанда қазу қателерін 62% -ға дейін азайтатынын көрсетті, бұл артықша қазу шығындарын азайтудағы оның маңызын көрсетеді.

Акустикалық және қысым сенсорларының нәтижелерін біріктіру әдістері

Қабылдау жүйелері сонарды қысым трансформаторларымен интеграциялау арқылы орналасуы мен гидравликалық әсерін көрсететін үш өлшемді бос болмау модельдерін жасайды. Бұл біріктіру акустикалық көлеңкелерді ағын кедергісі үлгілерімен салыстыру арқылы (Water Resources Technology Review 2024) насос станцияларын тексеруде жалған оң нәтижелерді 41% -ға дейін азайтады және күрделі өндірістік сулар ортасында диагностикалық сенімділікті арттырады.

Насос станцияларындағы бос болуларды дәл сенсорлар арқылы анықтау

Көп сенсорлық массивтерді пайдаланып суға батырылған насостардағы бос болуды алыс қашықтықтан анықтау

Бүгінгі күні су астындағы сорғыштардың бөгеуілдерді анықтау жүйелері жиі дыбыстық, қысым және тербеліс сенсорларын қамтиды, олар нақты тұтасу орындарын анықтау үшін бірігіп жұмыс істейді. Бұл дамыған жинақтар ағын жылдамдығындағы қалыпты деңгейден шамамен 12% төменгі өзгерістерді лақтыруы мүмкін, бұл екі шақырымға дейінгі қашықтықтағы құбырлар бойынша ақауларды жарты метр дәлдікпен анықтауға мүмкіндік береді. 2023 жылы Американдық су құрылысы ассоциациясының жасаған соңғы хабарламасында көрсетілгендей, бұл көп сенсорлы конфигурациялар бір сенсорлы ескі әдістермен салыстырғанда сорғыштардың тоқтап тұру уақытын шамамен 41% қысқартады, себебі олар мәселелерді олар үлкен ақауларға айналмас бұрын ертерек анықтайды.

Аймақтық тексеру: Сорғыш станцияларындағы бөгеуіл орындарын анықтаудағы дәлдік көрсеткіштері

18 әртүрлі қала су шаруашылығы бөлімдерінде жүргізілген сынақтар сенсорлық көрсеткіштерді машиналық оқыту технологияларымен ұштастырған кезде бұл жүйелердің шамамен 92% дәлдікпен бекіп қалуларды таба алатынын көрсетті. Операторлар ағымдағы қысым өзгерістері мен өткен ағын үлгілерін бірге қараған кезде дәлдік жуық 30% өсті. Ең қаттысы, бұл жүйелер оқиғалардың төрттен үшінде 15 сантиметрден кіші тығындарды таба алады. Бұл өнімділік өндірістік стандарттарға сәйкес нақты әлемде пайдалануға дайын екенін білдіретін, тазарту суларын бақылау бойынша ISO 24516-2 талаптарын қанағаттандырады.

Салыстырмалы өнімділік: Акустикалық және Электрлік Таңба Талдау (ESA) әдістері

Бастапқы кезеңдегі бұғатталуларды анықтау келетін болса, электрлік сигналдарды талдауға қысқартылған ESA сияқты акустикалық жүйелер шынымен ерекше орын алады. Тестілеулерге сәйкес ESA қозғалтқыштың жүктемесінің өзгеруін уақыттың 79% шамасында ғана анықтай алады, ал аккустикалық жинақтар өткен жылдың Water Environment Federation жүргізген салыстырмалы зерттеуі бойынша бөлшектеп бұғатталуды анықтауда 97% дейінгі үлгілі нәтижеге жетті. Бұл ірі жүйелік істен шығуларды болдырмау мақсатында үлкен айырмашылық жасайды. Алайда, ESA-ның атап өтілуге тұратын бір артықшылығы бар. Орнату уақыты шамамен 30% қысқарады, себебі тек бақылау шкафтарының ішіне орнатылатын басып кірмейтін токтық датчиктер ғана қажет, ал судық жүйелердің ішіне тікелей орнатылатын лас сумен жұмыс істеуге арналған салмақты субмерсиблық құрылғылармен жұмыс істеуге қарағанда бұл әлдеқайда ыңғайлы.

Талқыланатын талдау: Жоғары өткізгіштікке ие өндірістік сулар ортасындағы ESA-ның шектеулі мүмкіндіктері

Тиімділігі ESA 2,500 µS/см жоғары электр өткізгіштігі бар өндірістік сулармен жұмыс істеген кезде төмендейді, бұл жағдай жағалау бойында жиі кездеседі. 2023 жылы 45 әртүрлі коммуналдық компанияларға зерттеу жүргізген соңғы зерттеуге сәйкес, тұзды су жағдайларында ESA жүйелерінен жалған сигнал алатындардың саны оннан жетісі болды, ал акустикалық технологияны қолданатындардың тек сегізден бірі ғана осындай проблемаға тап болды. Мұнда болып жатқаны — құбырда шынымен бірдеңеге бөгелу болса да, болмаса да, электр өткізгіштіктегі өзгерістер электрлік сигналдарға әсер етіп, сенімді көрсеткіштерді алуға кедергі жасайды. Бақытымызға орай, 20-ден 200 кГц дейінгі жиілік диапазонын қамтитын кеңжолақты акустикалық датчиктер соңғы кезде өте жақсы нәтиже көрсетті және қиын ортада да ластануға әкелетін талшықты бітелулерді анықтауда 89% дәлдікке жетті. Көптеген операторлар нақты өндірістік сулардың болжауға келмейтін жағдайларына тап болғанда, акустикалық шешімдердің анағұрлым сенімді екенін байқады.

Болжауға негізделген техникалық қызмет көрсету және жұмыс тиімділігі үшін нақты уақытта деректерді интеграциялау

Нақты уақытта активтердің жағдайын бақылау арқылы болжауға негізделген техникалық қызмет көрсету модельдері

IoT-сенсорлар машиналық оқумен бірігетін кезде олар инженерлер үшін шынымен пайдалы болатын дәйекті тексеру деректеріне айналады. Бұл жүйелер құбырлар бойымен су ағысы, қысым көрсеткіштеріндегі өзгерістер және мүмкін болатын ақауларды көрсететін ерекше дыбыстар сияқты заттарды зерттейді. Өткен жылы NIST-тің зерттеуі бойынша, олар канализациялық желілерге өскен тамырлар немесе құбырлар ішінде жиналған лас шөгінділер сияқты мәселелерді шамамен 87% дәлдікпен анықтай алады. Қалалар бұл технологияны өте пайдалы деп табуда, себебі олар насостардың нақты бұзылуынан көп бұрын олардың бұзылу белгілерін береді. Кейбір муниципалитеттер бұл болжау әдістерін жағдайға қарамастан реттелген жоспар бойынша нысанауға қарағанда авариялық жөндеу шығындарын шамамен төрттен бір бөлігіне дейін қысқартқанын хабарлайды.

Реактивті жағдайдан алдын ала сақтану шараларына көшудің шығын-пайда талдауы

Проблемалар туындағанша күтіп отырмай, алдын ала шаралар қолдану күтпеген тоқтап қалуларды шамамен 40% азайтады, ал дұрыс қолданылған сақтандыру шаралары насостардың қызмет ету мерзімін 3-тен 5 жылға дейін ұзартуы мүмкін. Өткен жылы жарияланған зерттеулерге сәйкес, компаниялар бұзылғаннан кейін ғана жөндеуге қарағанда, алдын ала сақтану тәсілдерін қолданып, әрбір метр канализация құбырын сақтау арқылы сызықтық футына шамамен 18 АҚШ долларын үнемдейді. Бұл әр жыл сайын шығындарды шамамен 22% азайтуға әкеледі. Сонымен қатар, атап өтілуге тұрарлық экологиялық артықшылықтар да бар. Емделмеген қоқыстардың көпшілігі бекіп қалу фактілері кешігіп байқалғаннан пайда болады. Ponemon Institute-ының мәліметтеріне сәйкес, су ағынының тасып кету оқиғаларының жуық үштен екі бөлігі уақытылы байқалмаған бұғатталулардан туындайды, бұл не болып жатқанына және қай жерде болғанына байланысты 120 мыңнан 750 мыңға жуық АҚШ доллары штрафқа әкелуі мүмкін.

Бекіп қалуды анықтау негізінде іске қосылатын алдын ала сақтану арқылы ластанудан сақтану

Нақты уақыттағы бақылау жүйелері апатты тасқындардың оннан тоғызын құбырлардағы су ағысы әдеттегі деңгейдің шамамен жартысына дейін төмендеген кезде акустикалық сенсорлар арқылы уақытылы анықтап, жағдай нашарлағанша емес-ақ тоқтатады. Техникалық қызмет көрсету бригадалары тармақталған аймақтарға әдетте тек төрт сағат ішінде ғана реакция береді. Бұл ескі әдістерге қарағанда әлдеқайда жақсы, себебі ескі әдістерге жауап беру үшін әлдеқайда көп уақыт кетеді. Жылдам шешімдер нәтижесінде әрбір 100 миля (160 км) канализация желісіне шаққанда жыл сайын су жолдарына түсетін ластағыш заттар шамамен 1,2 миллион галлонға (4,5 миллион литрге) дейін азаяды. 2023 жылғы EPA-ның соңғы зерттеулеріне сәйкес, бұл балық популяцияларының денсаулығын сақтауға және осындай жүйелерге жақын жерлерде тұратын қауымдастықтарға төніп тұрған қаупілерді азайтуға көмектеседі.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Канализацияны тексеруде су астындағы детекторлық жабдықтарды пайдаланудың қандай пайдасы бар?

Су астындағы детекторлар канализацияны тексеруді қауіпсіздікті қамтамасыз ету, дәлдікті арттыру және тексеру уақытын қатты қысқарту арқылы жақсартады. Робот-жыландар, жоғары сапалы камера мен лазерлік картау сияқты технологиялар көзбен шолу әдістерінен тыс терең бағалау мүмкіндігін береді.

Нақты уақытта деректерді жинау канализацияны тексеруді қалай жақсартады?

Нақты уақыттағы деректер канализация жағдайы мен қажетті жөндеу жұмыстары туралы лездік шешім қабылдауға мүмкіндік береді. Ақпаратқа осы лездік қол жеткізу бекінуді жою уақытын қысқартады және алдын ала жөндеуді жақсартады, бұл авариялық жөндеу шақыруларын азайтады.

Акустикалық бекіну детекторлары ластанған су жағдайында жұмыс істей ала ма?

Иә, акустикалық детекторлар ластанған суда тиімді жұмыс істей алады. Олар басқа әдістерге қарағанда бұзылмайтын шешімдер ұсынады және дәстүрлі көзбен шолу әдістері сәтсіз болған кезде де жоғары дәлдікті сақтайды.

Сонар зондтары су астындағы ақауларды қалай анықтайды?

Сонарлық зондтар су астындағы құбырлардағы кіші ақаулар мен трещинналарды анықтау үшін 800 кГц-тен 1,2 МГц-ке дейінгі жиіліктерді пайдаланады. Олар ерекше көру қабілеті нашар болған кезде де мәселелерді жоғары дәлдікпен анықтай алады.

Канализация жүйелерінде алдын ала техникалық қызмет көрсетудің артықшылықтары қандай?

Алдын ала техникалық қызмет көрсету тоқтап қалу уақытын азайтады, жабдықтардың жұмыс істеу мерзімін ұзартады және байқалмай қалған басылулар салдарынан кенеттен болатын қоқыс сулардың төгілуімен байланысты шығындар мен әсерлерді азайтады.