Inspecciones de tuberías de impulsión
Introducción
Las tuberías de impulsión son un componente presurizado de los sistemas de alcantarillado por gravedad que transportan las aguas residuales hasta un punto de descarga. Son ventajosos en zonas donde la topografía desafiante impide el uso de un sistema que depende de la gravedad, ya que reducen el tamaño y la profundidad de las alcantarillas y disminuyen los costos de construcción y mantenimiento. Sin embargo, el mantenimiento, la inspección y la reparación de las tuberías de impulsión son difíciles debido a la imposibilidad de desconectarlas durante períodos prolongados y a los limitados puntos de acceso para su inspección o mantenimiento.
Los métodos tradicionales de inspección, como la inspección por televisión, el lavado o la inyección a chorro, no son eficaces para las tuberías de impulsión, lo que las excluye de los programas habituales de evaluación y mantenimiento. En consecuencia, los municipios a menudo se ven obligados a reaccionar ante las fallas de las tuberías de impulsión en lugar de prevenirlas.
Las herramientas de evaluación a nivel de detección representan una solución que ofrece una manera gradual y rentable de identificar defectos y separar las tuberías en buen estado de las defectuosas.
Riesgos de las tuberías de impulsión
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Corrosión interna
Más del 60% de las tuberías de impulsión existentes están compuestas de materiales ferrosos como acero, hierro fundido y hierro dúctil. La principal causa de falla en estas tuberías de impulsión es la corrosión interna causada por el gas sulfhídrico (H₂S) . El aumento de las cantidades de H₂S en las aguas residuales puede deberse a los altos tiempos de retención en las estaciones de bombeo y al caudal de baja velocidad, que da lugar a largos tiempos de desplazamiento. El H₂S puede entonces formar bolsas de gas en puntos de gran altitud. Las válvulas de purga de aire son esenciales para mitigar las bolsas de gas y los consiguientes daños por sulfuro de hidrógeno que se producen en puntos elevados.
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Deterioro de la estructura
Como se ha mencionado, las válvulas de purga de aire son esenciales para mantener la eficiencia del funcionamiento de las tuberías de impulsión. Previenen la acumulación de aire en puntos elevados, lo cual puede reducir la capacidad hidráulica, provocar un flujo irregular y causar corrosión por sulfuro. Si una válvula de purga de aire falla, la corrosión por sulfuro resultante puede deteriorar gradualmente las tuberías y válvulas metálicas, ocasionando en última instancia una falla en la tubería de impulsión. Por lo tanto, las válvulas de purga de aire requieren inspección y mantenimiento periódicos para garantizar su correcto funcionamiento.
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Baja velocidad de lavado
La velocidad mínima de autolimpieza de una tubería de impulsión es de 60 cm por segundo. Por debajo de esta velocidad, pueden acumularse depósitos que limitan la capacidad y representan un riesgo de abrasión con el tiempo. Los puntos bajos presentan un riesgo considerable de acumulación de depósitos si no se alcanza la velocidad de autolimpieza. Además, las partículas más pesadas en las aguas residuales pueden acumularse formando un depósito sólido que puede generar un régimen de flujo con lecho deslizante o abrasión. Ambos tipos de depósitos sólidos pueden causar problemas a largo plazo en la tubería de impulsión si no se tratan. Por último, la formación de bolsas de gas es más probable a velocidades más bajas.
Pipers® evaluaciones a nivel de detección
En la sección de riesgos de las tuberías de impulsión ha quedado claro que las bolsas de aire en los puntos elevados y los depósitos en los puntos bajos ponen en peligro la seguridad de las tuberías de impulsión.
Pipers®, las herramientas de inspección de flotación libre de INGU, permiten realizar una evaluación exhaustiva de las tuberías de impulsión. Pipers® identifican eficazmente bolsas de aire (y fugas), depósitos y características magnéticas en una sola inspección. El diseño de flotación libre permite a los Pipers® navegar por el flujo de la tubería de impulsión sin atascarse en las válvulas de purga de aire o en regiones con importantes bolsas de aire, depósitos o tes.
Detección de bolsas de aire
Pipers® registran los sonidos provocados por bolsas de aire, bombas y otras fuentes de ruido en las tuberías. Las bolsas de aire suelen ser más ruidosas que el ruido de fondo de la tubería y pueden confirmarse por la firma espectral específica en su ubicación. La firma espectral de una bolsa de aire puede distinguirse de la de una fuga porque suelen estar dispersas y aparecer de forma abrupta, mientras que una fuga es una fuente puntual con un único pico intenso que se desvanece a cada lado.
Inspección de las líneas de gradiente hidráulico
Al desplazarse por una tubería, Pipers® miden la presión. Esta presión es una combinación de las características de la tubería (por ejemplo, rugosidad, diámetro interior y elevación de la tubería) y de las características operativas (por ejemplo, velocidad). La línea de gradiente hidráulico (HGL) se calcula a partir de la presión medida y la elevación de la tubería de impulsión para tener en cuenta los efectos de los cambios de presión hidrostática (es decir, los aumentos de presión causados por el descenso de la tubería de impulsión y las disminuciones de presión causadas por su ascenso). La línea de gradiente hidráulico indica la cantidad de pérdida de presión por fricción en toda la tubería de impulsión, donde las regiones de la línea de gradiente hidráulico con una pendiente más pronunciada experimentan más fricción de flujo, lo que sugiere un aumento de la rugosidad de la superficie interna y/o restricciones de diámetro.
Inspección magnética
Pipers® miden la densidad de flujo magnético (MFD) en el interior de las tuberías mediante sensores de flujo magnético triaxiales pasivos. En el proceso de análisis de tuberías ferromagnéticas, se identifican las juntas y las bobinas. La parte principal del análisis MFD de Pipers® se centra en la caracterización de las bobinas. Las bobinas con una densidad de flujo magnético diferente a la de las bobinas circundantes se identifican como bobinas atípicas. Estas bobinas atípicas se etiquetan con la causa más probable, por ejemplo, pérdida de metal y características de la tubería (ARV, revestimientos, etc.).
Detección de fugas
INGU Pipers® graban todos los sonidos mientras se mueven con el flujo a través de la tubería, lo que los hace sensibles incluso a las fugas más pequeñas.
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