Расположение электрических утечек в полимерных геомембранах
23 ноября 2020 г.
Метод обнаружения электрических утечек является очень чувствительным методом, который точно определяет места утечек (если они существуют) в геомембранных вкладышах на свалках или водохранилищах. Этот проверенный на практике метод позволил обнаружить множество утечек, ранее не обнаруженных с помощью традиционных методов. Layfield проводит исследования мест утечек по всей Северной Америке. Исследования мест утечек эффективны как для открытых, так и для засыпанных геомембран. Метод определения местоположения утечки работает на всех полимерных геомембранах. Этот метод не эффективен для облицовки GCL или уплотненной глины, не содержащей геомембраны. Как только вы обнаружите утечку в отстойнике или контрольной скважине, локализация и устранение утечки может оказаться сложной задачей. Метод определения местоположения утечки электрического тока является самым быстрым и точным методом, доступным для точного определения места утечки. Существует несколько методов обнаружения утечек для проверки целостности геомембран. Эти методы можно использовать сразу после установки для окончательной проверки качества; или как часть будущей программы технического обслуживания.
Однорядные системы
Все методы обнаружения утечек электричества основаны на том, что геомембрана является электрическим изолятором. Электрический заряд индуцируется между верхней и нижней частью геомембраны. Утечка тока покажет расположение разрывов в геомембране. Этот метод работает в однослойных системах, где геомембрана находится в непосредственном контакте с влажным проводящим грунтовым основанием, таким как уплотненная глина, GCL или другой мелкозернистый природный грунт. Если земляное полотно не является проводящим (промерзший, плохо отсортированный гравий или слишком сухой), потребуется способ сделать его проводящим (см. системы с двойной облицовкой ниже). Электрические методы часто требуют некоторых изменений в деталях конструкции для достижения наилучшего эффекта. Открытый бетон, рейки или другие конструкции в пределах облицованной зоны будут показывать «протечки» сенсорному оборудованию. Бетонные стержни и рейки должны быть зачищены, а проходки труб должны быть электрически изолированы во время испытаний. Вода часто используется для создания электрического потенциала поверх геомембраны. Существует три метода электроразведки, в которых используется вода. При исследовании воды (ASTM D7007) внутрь геомембраны помещается некоторое количество воды, и между водой и землей индуцируется электрический потенциал. Текущие утечки покажут разрывы. Самая точная съемка — это съемка вброд на глубине от 2 до 3 футов. Также возможно сканирование полного пруда буксируемым датчиком с лодки. Метод обследования воды используется уже более 30 лет и является очень точным. Основным недостатком этого обследования является стоимость воды. Дорого наполнить пруд водой для обследования только для того, чтобы снова спустить его для ремонта, обнаруженного при обследовании. Исследования воды лучше всего работают, когда несколько прудов циклически используются, после того, как пруды введены в эксплуатацию или когда пруд спускается для обслуживания. При съемке с помощью водомета (ASTM D7703) электрически заряженная вода распыляется из водяной трубки на поверхность геомембраны. Если разрыв существует, вода проникает в землю и замыкает круг. Вода подается из резервуара или рециркулируется из нижней части геомембраны. Водяное копье часто используется для сканирования склонов водоемов, особенно когда на базе применялись методы водоразборной съемки или лужи. В методе водяной лужи (ASTM D7002) электрически заряженная вода проталкивается перед скребком, чтобы вступить в контакт с геомембраной. Если разрыв существует, вода проникает в землю и замыкает круг. Вода подается из резервуара или рециркулируется из нижней части геомембраны. Метод водяной лужи используется, когда необходимо провести тестирование до заполнения пруда водой в качестве альтернативы обследованию воды. Существуют различные методы обнаружения утечек электроэнергии для однолинейных систем, в которых не используется вода. Исследование проводящей геомембраны (ASTM D7240) также может быть выполнено на системе с одной футеровкой. В этом случае используется специально сконструированная геомембрана с нижним проводящим слоем. В этом проводящем слое индуцируется ток, и разрывы проявляются в виде искр. Этот тип съемки лучше всего работает на чистой, сухой геомембране и не требует проводящего основания. Проводящие геомембраны могут эффективно обнаруживать разрывы в теле листа. Тем не менее, изоляция швов для предотвращения ложных срабатываний и изоляция по периметру проводящей геомембраны может потребовать доработки в анкерной траншеи, если в будущем потребуется проверка на герметичность (например, обследование воды). Метод дуговой съемки (ASTM D7953) использует запатентованное оборудование для сканирования геомембраны без воды. На практике оборудование работает почти так же, как метод водяной лужи; однако вода не нужна. Это оборудование показывает искру вместе с сигналом от детектора при обнаружении несплошности. Этот тип съемки лучше всего подходит для чистой, сухой геомембраны. Не требует проводящей геомембраны. После того, как пруд введен в эксплуатацию и наполнен водой, более уместно провести обследование воды. При обследовании почвы (ASTM D7007) почва поверх геомембраны заряжена электрическим потенциалом. Затем электроды используются для сканирования засыпки, которая покажет изменение потенциала вблизи разрыва. Исследования грунта очень эффективны при обнаружении повреждений строительства из-за обратной засыпки покрытых геомембран. Одно замечание по обследованию почвы заключается в том, что между засыпкой и землей необходимо сделать электрический разрыв. Обычно это достигается путем оставления анкерной траншеи открытой во время съемки. Если требуются последующие исследования, геомембрана обычно снова обнажается в анкерной траншее, прежде чем можно будет начать исследование. После того, как пруд наполнится водой, можно будет провести исследование воды для последующего тестирования; тем не менее, геомембрана в анкерной траншеи по-прежнему должна быть открыта для отключения электрического тока.
Двухрядные системыВ геомембранных системах с более чем одним слоем геомембраны есть несколько сложностей. Слой вторичной геомембраны электрически изолирует первичную геомембрану от грунта, и становится затруднительным установление электрического контакта для испытания первичной облицовки. В системах с двойной обшивкой вторичную обшивку (размещенную на подготовленном земляном полотне) обычно можно проверить с помощью перечисленных выше электрических методов. Для испытания первичной облицовки необходимо, чтобы между первичной и вторичной геомембраной был добавлен электропроводящий элемент. Затопление зоны обнаружения утечек использовалось в прошлом, чтобы сделать возможным проведение обследований мест утечек электричества в основании водохранилища. Вода помещается между первичной и вторичной геомембранами перед съемкой. Одна проблема с этим методом заключается в том, что вода в зоне обнаружения утечек может стекать в течение длительного времени (многие месяцы, а иногда и годы). Если зона обнаружения утечек должна быть затоплена, то предполагается, что используемая вода имеет свойства, отличные от свойств воды, содержащейся в пруду. Это помогает дифференцировать возможную утечку в течение дренажного периода. Затопление зоны обнаружения утечек не может быть использовано для проверки боковых откосов. После ввода в эксплуатацию зона обнаружения утечек покажет утечку, если существует дефект. Утечка, обнаруживаемая в зоне обнаружения утечек, обеспечивает проводящий слой, необходимый для обследования воды. Исследование воды часто можно использовать в ситуации технического обслуживания, даже если во время установки мог использоваться другой метод. В составных системах (несколько слоев геомембраны/глины или геомембраны/GCL) уплотненная глина или GCL под первичной геомембраной могут образовывать проводящий слой. Проводящий элемент должен находиться в непосредственном контакте с нижней частью первичной геомембраны для эффективного определения места утечки. Поскольку на многих полигонах используются композитные облицовочные слои, создание электрического потенциала, необходимого для испытаний, часто выполняется просто путем проверки размещения этих слоев. Также доступны электропроводящие геотекстили, которые можно использовать для создания электрического потенциала под первичной геомембраной (ASTM D 7852). Эти электропроводящие геотекстили можно добавлять в виде отдельного слоя или комбинировать с дренажными композитами. Проводящий слой должен быть ближе всего к верху, чтобы соприкасаться с первичной геомембраной. Проводящие геомембраны (ASTM D7240) можно использовать для тестирования первичной геомембраны в системах с двойной облицовкой. В качестве основного покрытия используется геомембрана специальной конструкции с проводящим нижним слоем. Ток индуцируется в проводящей геомембране с помощью заземляющей площадки на верхней поверхности, а искровой тестер используется для сканирования разрывов. Во время установки необходимо соблюдать большую осторожность, чтобы электрически изолировать верхнюю и нижнюю поверхности геомембраны. Ложные срабатывания являются обычным явлением для этого типа материала, и эти ложные срабатывания должны быть изолированы и исправлены, прежде чем можно будет завершить полное сканирование. Проблемы с электрической изоляцией по периметру проводящей геомембраны могут потребовать доработки анкерной траншеи, если в будущем потребуются испытания на герметичность (например, обследование воды). Ток индуцируется в проводящей геомембране с помощью заземляющей площадки на верхней поверхности, а искровой тестер используется для сканирования разрывов. Во время установки необходимо соблюдать большую осторожность, чтобы электрически изолировать верхнюю и нижнюю поверхности геомембраны. Ложные срабатывания являются обычным явлением для этого типа материала, и эти ложные срабатывания должны быть изолированы и исправлены, прежде чем можно будет завершить полное сканирование. Проблемы с электрической изоляцией по периметру проводящей геомембраны могут потребовать доработки анкерной траншеи, если в будущем потребуются испытания на герметичность (например, обследование воды). Ток индуцируется в проводящей геомембране с помощью заземляющей площадки на верхней поверхности, а искровой тестер используется для сканирования разрывов. Во время установки необходимо соблюдать большую осторожность, чтобы электрически изолировать верхнюю и нижнюю поверхности геомембраны. Ложные срабатывания являются обычным явлением для этого типа материала, и эти ложные срабатывания должны быть изолированы и исправлены, прежде чем можно будет завершить полное сканирование. Проблемы с электрической изоляцией по периметру проводящей геомембраны могут потребовать доработки анкерной траншеи, если в будущем потребуются испытания на герметичность (например, обследование воды). Ложные срабатывания являются обычным явлением для этого типа материала, и эти ложные срабатывания должны быть изолированы и исправлены, прежде чем можно будет завершить полное сканирование. Проблемы с электрической изоляцией по периметру проводящей геомембраны могут потребовать доработки анкерной траншеи, если в будущем потребуются испытания на герметичность (например, обследование воды). Ложные срабатывания являются обычным явлением для этого типа материала, и эти ложные срабатывания должны быть изолированы и исправлены, прежде чем можно будет завершить полное сканирование. Проблемы с электрической изоляцией по периметру проводящей геомембраны могут потребовать доработки анкерной траншеи, если в будущем потребуются испытания на герметичность (например, обследование воды).
Метод вакуумно-акустической идентификации утечек (VALID) — это тест, специально разработанный для систем с двойной футеровкой. Он предназначен для одновременного испытания как первичного, так и вторичного лайнеров в системе с двумя нитками с использованием одного обследования. В методе VALID верхняя и нижняя геомембраны соединяются по периметру сваркой или механическим способом. Затем в промежуточное пространство между геомембранами подается вакуум. Верхняя поверхность геомембраны сканируется ультразвуковыми микрофонами, которые улавливают характерные звуки утечки вакуума. С помощью этого метода можно обнаружить утечки вакуума в первичном или вторичном лайнере. Метод VALID лучше всего работает на чистой, сухой геомембране и не требует проводящего основания. GeoVolt™ — это токопроводящий геотекстиль, предназначенный для обнаружения электрических утечек в любой непроводящей геомембране. Важно еще раз отметить, что предыдущие тесты можно использовать только в определенных сценариях. Каждый сценарий зависит от указанных материалов, а также от дизайна и применения системы. Компания Layfield разработала продукт, ограничивающий эти переменные, благодаря чему проверка на наличие утечек не зависит от выбора материала или конструкции. GeoVolt™ — это запатентованное решение из проводящего геотекстиля, которое можно поместить под любую непроводящую геомембрану для определения места утечки либо сразу после ее установки, либо после того, как она проработает в течение любого периода времени. Нет необходимости в источнике воды, если защитная оболочка проверяется с помощью искрового и дугового испытаний. Сам геотекстиль имеет проводящий верхний слой со слоем и амортизирующий непроводящий нижний слой. Края геотекстиля имеют специальную конструкцию, сохраняющую проводимость поперек перекрытия при его укладке. Эти края могут быть тщательно обожжены или сшиты вместе, чтобы сделать большую панель для простоты развертывания. GeoVolt™ продемонстрировал в ходе испытаний создание однородного проводящего слоя под геомембраной. Это позволяет проводить испытания геомембранных швов. С помощью GeoVolt™ можно исследовать такие продукты, как полиэтилен (HDPE и LDPE), поливинилхлорид (ПВХ), сплавы ПВХ, полипропилен и хлорсульфированный полиэтилен (CSPE). Это больше не ограничивает спецификатора тем, какие материалы они хотят использовать, если тот или иной продукт предпочтителен. Другое преимущество GeoVolt™ заключается в том, что его можно протестировать после засыпки геомембраны, либо сразу после установки, либо после ее эксплуатации. Заземляющий провод можно подключить к GeoVolt и оставить открытым, чтобы технические специалисты могли соединить GeoVolt с землей для будущих испытаний.