Введение
Утечка – это путь (обычно отверстие), через который жидкость или газ может выйти из замкнутого пространства или системы, содержащей жидкость, например, из резервуара или корпуса судна, что приводит к выходу содержимого или проникновению посторонних веществ. Утечки обычно являются непреднамеренными и, следовательно, нежелательными. Термин "утечка" обычно подразумевает постепенную потерю; внезапная потеря обычно называется разливом. Веществом, вытекающим или проникающим, может быть газ, жидкость, высоковязкая паста или даже твердое вещество, такое как порошок, гранулы или другие твердые частицы. Иногда слово "утечка" используется в переносном смысле. Например, "утечка информации" означает разглашение секретных данных. Согласно ASTM D7053 17, утечка воды определяется как прохождение (жидкой) воды через материал или систему, предназначенную для предотвращения ее прохождения.
A leak is a way (usually an opening) for fluid to escape a container or fluid containing system, such as a tank or a ship's hull, through which the contents of the container can escape or outside matter can enter the container. Leaks are usually unintended and therefore undesired. The word leak usually refers to a gradual loss; a sudden loss is usually called a spill. The matter leaking in or out can be gas, liquid, a highly viscous paste, or even a solid such as a powdered or granular solid or other solid particles. Sometimes the word "leak" is used in a figurative sense. For example, in a news leak secret information becomes public. According to ASTM D7053 17, water leakage is defined as the passage of (liquid) water through a material or system designed to prevent passage of water.
Виды и возможные причины
Типы отверстий утечек включают прокол, разрыв, коррозионное отверстие от ржавчины или других видов коррозии, очень маленькое точечное отверстие (возможно, в некачественных сварных швах), трещину или микротрещину, или недостаточную герметизацию между соединенными компонентами или деталями. При проколе размер и форму утечки часто можно увидеть, но во многих других случаях размер и форма отверстия утечки могут быть не столь очевидны. Во многих случаях местоположение утечки можно определить по каплям материала в определенном месте, хотя само отверстие утечки может быть незаметным. В некоторых случаях может быть известно или подозревается наличие утечки, но даже ее местоположение остается неизвестным. Поскольку отверстия утечек часто имеют неправильную форму или представляют собой протяженные трещины, размер утечки иногда определяют по скорости утечки, то есть по объему вытекающей жидкости за единицу времени, а не по размеру отверстия. Распространенные типы утечек для многих людей включают утечки в автомобильных шинах, приводящие к выходу воздуха и спуску шин, и утечки в контейнерах, вызывающие пролитие содержимого. Утечки могут возникать или развиваться в различных бытовых, строительных, транспортных, морских, авиационных или промышленных системах, использующих жидкости – газы или жидкости. Утечки в гидравлических системах транспортных средств, таких как тормозные или рулевые магистрали, могут привести к потере тормозной или рулевой жидкости и, как следствие, к отказу тормозов, рулевого управления или других гидравлических систем. Также возможны утечки охлаждающей жидкости двигателя, особенно в радиаторе и у сальника водяного насоса, жидкости из трансмиссии, моторного масла и хладагента в системе кондиционирования воздуха. Некоторые из этих жидкостей имеют разный цвет, что помогает определить тип вытекающей жидкости. Батареи подвержены риску утечки, поскольку их работа по своей природе связана с химической коррозией. Цинкоуглеродная батарея – пример часто встречающегося компонента, подверженного утечкам; электролит внутри ячейки иногда вытекает из корпуса и повреждает электронные приборы. Утечки воды происходят при повреждении системы водоснабжения или канализации, вызывающем капли или поток. Утечки газа, например, в газопроводах, позволяют вытекать легковоспламеняющемуся и потенциально взрывоопасному газу, создавая опасную ситуацию. Утечки хладагента могут происходить в холодильниках или системах кондиционирования воздуха, больших и малых. Некоторые промышленные предприятия, особенно химические и электростанции, имеют множество жидкостных систем, содержащих различные типы жидких или газообразных химических веществ, иногда при высокой температуре и/или давлении. Примером возможного места утечки в промышленной установке между двумя жидкостными системами может быть утечка между кожухой и трубным пространством в теплообменнике, потенциально загрязняющая одну или обе системы другой жидкостью. Система, поддерживающая полный или частичный вакуум, может иметь утечку, вызывающую попадание воздуха извне. При утечке или разливе опасных материалов могут быть задействованы процедуры и/или группы по работе с опасными материалами. Утечки при транспортировке опасных материалов могут привести к опасности, например, при авариях. Однако даже утечка пара может быть опасной из-за высокой температуры и энергии пара. Утечка воздуха или других газов из воздушных шаров, дирижаблей или кабин самолетов может создать опасные ситуации. Утечка может даже происходить внутри живого организма, например, отверстие в межжелудочковой перегородке сердца, вызывающее смешение обогащенной и обедненной кислородом крови, или свищ между полостями тела, например, между влагалищем и прямой кишкой. Причин утечек может быть множество. Утечки могут возникать с самого начала, даже во время строительства или первоначального производства/сборки жидкостных систем. Трубы, трубопроводы, клапаны, фитинги или другие компоненты могут быть неправильно соединены или сварены. Компоненты с резьбой могут быть неправильно закручены. Утечки могут быть вызваны повреждениями, например, проколами или трещинами. Часто утечки являются результатом ухудшения материалов из-за износа или старения, например, ржавчины или другой коррозии, или разрушения эластомеров или аналогичных полимерных материалов, используемых в качестве прокладок или других уплотнений. Например, износ шайб крана приводит к утечке воды из крана. Трещины могут возникать в результате прямого повреждения или износа из-за напряжения, например, усталостного разрушения или коррозионного растрескивания под напряжением. Износ поверхности между диском и седлом клапана может привести к утечке между портами (входами или выходами клапана). Износ уплотнительной набивки вокруг вращающегося штока клапана или вала центробежного насоса может привести к утечке жидкости в окружающую среду. Для некоторых центробежных насосов, работающих часто, такая утечка считается ожидаемой, поэтому предусмотрены средства для ее отвода. Аналогично, износ уплотнений или набивки вокруг поршневых насосов также может привести к утечке в окружающую среду. Разница давлений по обе стороны утечки может влиять на движение материала через утечку. Жидкости обычно перемещаются со стороны более высокого давления на сторону более низкого давления. Чем больше разница давлений, тем больше обычно происходит утечка. Давление жидкости с обеих сторон включает гидростатическое давление, которое создается весом столба жидкости над утечкой. Когда давления примерно равны, может происходить обмен жидкостями между обеими сторонами или незначительное перемещение жидкости через утечку.
Исправление
На сложных установках с несколькими жидкостными системами многие соединенные между собой элементы, содержащие жидкости, имеют между собой запорные клапаны. Если в элементе обнаружена утечка, его запорные клапаны можно перекрыть, чтобы "изолировать" элемент от остальной части установки. Утечки часто устраняют, заделывая отверстия или накладывая заплатки. Так часто ремонтируют проколотые шины. Протекающие прокладки, уплотнения, шайбы или набивки можно заменить. Другими способами устранения утечек могут быть сварка, пайка, герметизация или склеивание. Иногда наиболее практичным решением является замена протекающего элемента. Протекающие водонагреватели часто заменяют владельцы домов или зданий. Если в одной из труб кожухотрубного теплообменника обнаружена утечка, эту трубу можно заглушить с обоих концов специальными заглушками для изоляции утечки. Это делается в камерах в точках соединения концов труб с трубной решеткой. Иногда поврежденная, но еще не протекающая труба превентивно заглушается для предотвращения будущей утечки. Теплопередающая способность этой трубы теряется, но обычно имеется достаточное количество других труб для компенсации тепловой нагрузки.