probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2026-28-4-149-156probener-4005Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И КОМПЛЕКСЫENERGY SYSTEMS AND COMPLEXESКоличественная оценка влияния диагностики на надежность трубопроводов тепловых сетейQuantitative assessment of the impact of diagnostics on the reliability of pipelines of heating networksЗиганшинШ. Г.ZiganshinSh. G.

Зиганшин Шамиль Гаязович – канд. техн. наук, доцент кафедры «Промышленная теплоэнергетика и системы теплоснабжения»

г. Казань

Shamil G. Ziganshin

Kazan

ziganshin.sg@kgeu.ruБазуковаЭ. Р.BazukovaE. R.

Базукова Эльвира Раисовна – канд. техн. наук, доцент кафедры «Промышленная теплоэнергетика и системы теплоснабжения»

г. Казань

Elvira R. Bazukova

Kazan

ell17@mail.ruГавриловА. С.GavrilovA. S.

Гаврилов Артем Степанович – канд. техн. наук, доцент кафедры «Промышленная теплоэнергетика и системы теплоснабжения»

г. Казань

Artem S. Gavrilov

Kazan

artemchik-@mail.ruКазанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian Federation202615092026284149156Copyright © Зиганшин Ш.Г., Базукова Э.Р., Гаврилов А.С., 20262026Зиганшин Ш.Г., Базукова Э.Р., Гаврилов А.С.Ziganshin S.G., Bazukova E.R., Gavrilov A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/4005

В статье дана количественная оценка влияния диагностики на показатели надежности трубопроводов тепловых сетей.

АКТУАЛЬНОСТЬ

АКТУАЛЬНОСТЬ. От надежной работы трубопроводных сетей зависит энергетическая и экономическая эффективность всей системы теплоснабжения. Однако влияние диагностики тепловых сетей на количественные показатели их надежности остается недостаточно изученным.

ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Целью работы является количественная оценка влияния диагностического контроля на показатели надёжности трубопроводов тепловых сетей.

МЕТОДЫ

МЕТОДЫ. Расчеты проведены с использованием экспоненциальной модели надежности. Проведено сценарное моделирование для трубопроводов тепловых сетей г. Казани с учетом различных уровней эффективности диагностики.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. Получены зависимости вероятности безотказной работы и срока службы трубопроводов г. Казань при проведении диагностики с различной вероятностью обнаружения дефектов. Показано, что внедрение диагностики с высокой эффективностью обнаружения дефектов позволяет снизить аварийность на 70%, а срок службы трубопроводов увеличить более чем в 3 раза. Проведена технико-экономическая оценка эффективности внедрения диагностики.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Регулярный контроль технического состояния приводит к существенному снижению интенсивности отказов и увеличению срока службы трубопроводов. Экономический эффект при использовании средств диагностики со средней эффективностью составит около 34 млн руб./год, а с высокой – 71 млн руб./год.

The article provides a quantitative assessment of the impact of diagnostics on the reliability of pipelines of heating networks.

RELEVANCE

RELEVANCE. The energy and economic efficiency of the entire heat supply system depend on the reliable operation of pipeline networks. However, the impact of diagnostics of heating networks on quantitative indicators of their reliability remains insufficiently studied. purpose.

OBJECT

OBJECT. The aim of the work is to quantify the impact of diagnostic monitoring on the reliability of pipelines of heating networks.

METHODS

METHODS. The calculations were performed using an exponential reliability model. Scenario modeling was carried out for pipelines of thermal networks in Kazan, taking into account various levels of diagnostic efficiency. results.

RESULTS

RESULTS. The dependences of the probability of trouble-free operation and the service life of Kazan pipelines during diagnostics with different probability of detection of defects are obtained. It is shown that the introduction of diagnostics with high efficiency of defect detection can reduce accidents by 70%, and increase the service life of pipelines by more than 3 times. A technical and economic assessment of the effectiveness of the implementation of diagnostics has been carried out.

CONCLUSION

CONCLUSION. Regular monitoring of the technical condition leads to a significant reduction in the failure rate and an increase in the service life of pipelines. The economic effect of using diagnostic tools with average efficiency will be about 34 million rubles/year, and with high efficiency – 71 million rubles/year.

тепловые сетинадежность трубопроводовинтенсивность отказовдиагностикаheating networkspipeline reliabilityfailure ratediagnosticsРабота выполнена за счет гранта, предоставленного Академией наук Республики Татарстан образовательным организациям высшего образования, научным и иным организациям на поддержку планов развития кадрового потенциала в части стимулирования их научных и научно-педагогических работников к защите докторских диссертаций и выполнению научно-исследовательских работ.The work was carried out at the expense of a grant provided by the Academy of Sciences of the Republic of Tatarstan to educational organizations of higher education, scientific and other organizations to support plans for the development of human resources in terms of stimulating their scientific and teaching staff to defend doctoral dissertations and perform research.ReferencesОстрейковский В.А., Силин Я.В. Статистический анализ надежности нефтепромысловых трубопроводов // Электронный научный журнал Нефтегазовое дело. 2008. № 1. С. 14.Ostreykovskiy VA, Silin YaV. Statisticheskiy analiz nadezhnosti neftepromyslovykh truboprovodov. Oil and Gas Business. 2008;(1):14. (In Russ).Садыков А.Ф., Мухаметзянов Б.И., Черняк М.В., и др. Разработка и применение инструмента прогнозирования остаточного ресурса трубопроводов с использованием методов машинного обучения // PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти. 2025. Т. 10. № 2. С. 132–143. doi: 10.51890/2587-7399-2025-10-2-132-143.Sadykov AF, Mukhametzyanov BI, Chernyak MV, et al. Razrabotka i primeneniye instrumenta prognozirovaniya ostatochnogo resursa truboprovodov s ispolzovaniyem metodov mashinnogo obucheniya. PROneft. Professionally about Oil. 2025;10(2):132-143. (In Russ). doi: 10.51890/2587-7399-2025-10-2-132-143.Зайцев В.А., Галицкий В.В., Гашо Е.Г. Повышение надежности теплоснабжения как инструмент энергоэффективности при эксплуатации тепловой сети // Безопасность в техносфере. 2012. № 6. С. 52–56.Zaytsev VA, Galitskiy VV, Gasho EG. Povysheniye nadezhnosti teplosnabzheniya kak instrument energoeffektivnosti pri ekspluatatsii teplovoy seti. Safety in Technosphere. 2012;(6):52-56. (In Russ).Москалев И.Л., Литвак В.В. Повреждаемость основных узлов сетей теплоснабжения городов Российской Федерации // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2015. Т. 326. № 7. С. 70–80.Moskalev IL, Litvak VV. Povrezhdayemost osnovnykh uzlov setey teplosnabzheniya gorodov Rossiyskoy Federatsii. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering. 2015;326(7):70-80. (In Russ).Ахметова И.Г., Ахметов Т.Р. Анализ дополнительных факторов при определении интенсивности отказов трубопроводов тепловых сетей // Теплоэнергетика. 2019. № 10. С. 50–56. doi: 10.1134/S0040363619100011.Akhmetova IG, Akhmetov TR. Analiz dopolnitelnykh faktorov pri opredelenii intensivnosti otkazov truboprovodov teplovykh setey. Thermal Engineering. 2019;(10):50-56. (In Russ). doi: 10.1134/S0040363619100011.Ахметова И.Г., Сабирзанов А.Я., Нурисламова А.Р., Ахметов Д.Т. Совершенствование системы централизованного теплоснабжения: анализ и предложения по повышению надежности // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2025. Т. 17. № 1 (65). С. 71-79.Akhmetova I.G., Sabirzanov A.Ya., Nurislamova A.R., Akhmetov D.T. Improving the district heating system: analysis and proposals to increase reliability. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2025. Vol. 17. No. 1 (65). P. 71-79.Гумеров И.К., Шмаков В.А., Галяутдинов А.А., Рябов И.А. Проблемы оценки остаточного ресурса и безопасности магистральных трубопроводов // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2006. № 66. С. 140–156.Gumerov IK, Shmakov VA, Galyautdinov AA, Ryabov IA. Problemy otsenki ostatochnogo resursa i bezopasnosti magistralnykh truboprovodov. Problems of Gathering, Treatment and Transportation of Oil and Oil Products. 2006;(66):140-156. (In Russ).Гридин С.В., Бирюков А.Б. Анализ методов диагностирования трубопроводов тепловых сетей для определения их фактического технического состояния // Вестник Донецкого национального университета. Серия Г: Технические науки. 2024. № 2. С. 69–79. doi: 10.5281/zenodo.12548579.Gridin SV, Biryukov AB. Analiz metodov diagnostirovaniya truboprovodov teplovykh setey dlya opredeleniya ikh fakticheskogo tekhnicheskogo sostoyaniya. Bulletin of Donetsk National University. Series G: Technical Sciences. 2024;(2):69-79. (In Russ). doi: 10.5281/zenodo.12548579.Труханов В.М. Надежность технических систем типа подвижных установок на этапе проектирования и испытания опытных образцов. М.: Машиностроение, 2003. 320 с.Trukhanov VM. Nadezhnost tekhnicheskikh sistem tipa podvizhnykh ustanovok na etape proyektirovaniya i ispytaniya opytnykh obraztsov. Moscow: Mashinostroyeniye; 2003. (In Russ).Политова Т.О., Загретдинов А.Р., Сидоров М.В., Зиганшин Ш.Г., Ваньков Ю.В. Методы машинного обучения в разработке методики обнаружения утечек. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2025;27(2):177-186. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2025-27-2-177-186.Politova T.O., Zagretdinov A.R., Sidorov M.V., Ziganshin Sh.G., Vankov Yu.V. Machine learning methods in the development of leak detection techniques. Power engineering: research, equipment, technology. 2025;27(2):177-186. (In Russ.) https://doi.org/10.30724/1998-9903-2025-27-2-177-186.Zagretdinov A., Ziganshin Sh., Vankov Yu., et al. Determination of Pipeline Leaks Based on the Analysis the Hurst Exponent of Acoustic Signals // Water. 2022. Vol. 14. No. 19. P. 3190. doi: 10.3390/w14193190.Zagretdinov A, Ziganshin Sh, Vankov Yu, et al. Determination of Pipeline Leaks Based on the Analysis the Hurst Exponent of Acoustic Signals. Water. 2022;14(19):3190. doi: 10.3390/w14193190.Миргородский А.И. Отчет о состоянии систем теплоснабжения крупнейших городов в 2024 году [Электронный ресурс]. Москва: Союз организаций по наладке теплоэнергетического оборудования и сетей (Союз ТеплоНаладка), 2026. URL: https://heatunion.ru/wp-content/uploads/2026/01/Сравнение-систем-теплоснабжения-поиндикаторам-развития.pdf (дата обращения: 15.04.2026).Mirgorodskiy AI. Otchet o sostoyanii sistem teplosnabzheniya krupneyshikh gorodov v 2024 godu [Electronic resource]. Moscow: Soyuz organizatsiy po naladke teploenergeticheskogo oborudovaniya i setey (Soyuz TeploNaladka); 2026. Available at: https://heatunion.ru/wpcontent/uploads/2026/01/Сравнение-систем-теплоснабжения-по-индикаторам-развития.pdf. Accessed: 15 Apr 2026. (In Russ).О возможностях диагностики трубопроводов тепловых сетей // Новости теплоснабжения. 2024. № 3 (236).O vozmozhnostyakh diagnostiki truboprovodov teplovykh setey. Novosti teplosnabzheniya. 2024;(236). (In Russ).Zaman D., Tiwari M.K., Gupta A.K., Sen D. A review of leakage detection strategies for pressurised pipeline in steady-state // Engineering Failure Analysis. 2020. Vol. 109. Art. 104264. doi: 10.1016/j.engfailanal.2019.104264.Zaman D, Tiwari MK, Gupta AK, Sen D. A review of leakage detection strategies for pressurised pipeline in steady-state. Engineering Failure Analysis. 2020;109:104264. doi: 10.1016/j.engfailanal.2019.104264.Korlapati N.V.S., Khan F., Noor Q., Mirza S., Vaddiraju S. Review and analysis of pipeline leak detection methods // Journal of Pipeline Science and Engineering. 2022. Vol. 2. Iss. 4. doi: 10.1016/j.jpse.2022.100074.Korlapati NVS, Khan F, Noor Q, Mirza S, Vaddiraju S. Review and analysis of pipeline leak detection methods. Journal of Pipeline Science and Engineering. 2022;2(4). doi: 10.1016/j.jpse.2022.100074.Li J., Zeng F., Xie J., et al. A review of damage mechanisms, prediction methods, and risk management strategies for urban underground steel pipelines // Results in Engineering. 2026. Vol. 29. Art. 109701. doi: 10.1016/j.rineng.2026.109701.Li J, Zeng F, Xie J, et al. A review of damage mechanisms, prediction methods, and risk management strategies for urban underground steel pipelines. Results in Engineering. 2026;29:109701. doi: 10.1016/j.rineng.2026.109701.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.