Вертолет, 2004 № 3

Журнал Вертолет

Многие помнят трагедию, которая произошла в конце 80-х под Уфой. В результате образования свища в трубе газопровода произошла утечка так называемой летучей фракции. Свищ был небольшим, резкого падения давления в трубопроводе не произошло, поэтому контрольная аппаратура его просто не зафиксировала. Разгерметизация трубы произошла в низине, где постепенно накопилось большое количество газа. Достаточно было малейшей искры, чтобы произошел взрыв. К несчастью, это произошло, когда здесь проходили одновременно два состава: пассажирский и грузовой. В результате около 150 человек погибли, сотни получили тяжелые увечья. Был причинен также огромный материальный ущерб: груз был уничтожен, а сотни метров железнодорожного полотна и контактных сетей — разрушены.

Однако трагедию можно было предотвратить,

если бы мониторинг газопровода проводился с использованием соответствующей тепловизионной аппаратуры. Например, при помощи такой аппаратуры была предотвращена серьезная авария, которая могла бы произойти на участке Западно-Сибирского продуктопровода в 98 км от поселка Салым в декабре 1989 года. Здесь также на трубопроводе образовался свищ. Трубопровод был заглублен под землю на 1,4 м Толщина снежного покрова составляла в то время 0,45-0,5 метра, температура наружного воздуха — минус 15 °C. Поскольку цветового контраста в месте нахождения свища и смерзания снега не было, распознать свищ в спектральном диапазоне, воспринимаемом невооруженным человеческим глазом, было невозможно. Обнаружил аномалию тепловизор: резкое расширение газа, вырывающегося через возникшую в газопроводе трещину, привело к снижению его (газа) температуры и, соответственно, к резкому охлаждению земли. После аварийного отключения транспортируемого газа и вскрытия места предполагаемой утечки был обнаружен свищ диаметром всего 4 мм. На фото 2 зафиксирована утечка газа не только из трубопровода, но даже из газового баллона стоящего рядом вездехода.

Очевидно, что если аппаратура может обнаружить понижение температуры в определенном месте зимой, то она легко справится с подобной задачей и в другое время года, когда температурный контраст становится большим, так как температура воздуха (в том. числе температура земли) значительно выше.

Аналогичным образом решается и задача обнаружения утечек, возникающих при разрывах нефтепроводов. В течение трех лет в результате периодического зондирования трасс, принадлежавших «Тюменьнефтегазу», было выявлено около 150 трещин в продуктопроводах. Зто не только сократило выбросы нефти и газа в окружающую среду (в землю, воду и атмосферу), но и снизило непозволительные потери ценных природных ресурсов, позволило предотвратить возникновение техногенных катастроф.

Другим примером эффективного использования планового тепловизора является разведка и локализация мест возгорания торфяников, часто возникающих в засушливую погоду. Подмосковье, Ленинградская, Тверская, Вологодская и многие другие области России периодически страдают от пожаров на торфяниках. Борьба с этим стихийны/ бедствием, необычайно затруднена из-за того, что торф обладает способностью гореть на глубине нескольких метров. Сотрудники МЧС, природоохранных органов и противопожарной безопасности сравнивают пожар торфяника с невидимой огненной гидрой: едва очаг пожара удается локализовать в одном месте, как огонь появляется в других двух или трех совершенно непрогнозируемых точках. К тому же в результате выгорания торфа образуются каверны (пустоты), в которые могут провалиться люди и техника, используемая на пожаре.

На фото 3 совмещены два кадра, сделанные при полете вертолета над очагом пожара на высоте около 200 м с интервалом 25–30 минут. Снимок дает точное представление о направлении распространения огня подземного пожара на глубине 3–5 м. Без соответствующего оборудования же ничего, кроме плотного слоя дыма, увидеть невозможно.

Оснащение противопожарного вертолета тепловизионной системой значительно повысит эффективность его работы, поскольку позволит обеспечить целенаправленный сброс воды. Более того, наличие нескольких снимков одного и того же места, сделанных с определенной периодичностью, позволит спрогнозировать направление и скорость распространения огня и определить с достаточно высокой степенью вероятности то место, где необходимо провести превентивные мероприятия.

Достаточно эффективно средства тепловизионной разведки могут применяться на железнодорожном транспорте. В качестве иллюстрации можно привести взрыв нескольких вагонов со взрывчатыми веществами (возможно, боеприпасами — сведения в открытой печати были чрезвычайно противоречивыми)

на железнодорожной станции в Екатеринбурге. Как известно, тогда взрывной волной были выбиты стекла в строениях, расположенных в радиусе, превышающем. 1 км. Официальное заключение правительственной комиссии гласило: взрыв явился следствием, неправильной укладки грузов в вагонах, что привело к резкому повышению температуры, а вследствие этого — к взрыву.

Можно ли было предотвратить эту техногенную катастрофу? Можно! Достаточно один-два раза в сутки проводить мониторинг железнодорожных составов, в сопроводительных документах которых имеются отметки о пожароопасном грузе, чтобы исключить или свести к минимуму возможность возникновения подобного рода чрезвычайных ситуаций. Речь идет не только о взрывчатке, но и о недостаточно просушенном зерне, загрязненной текстильной макулатуре, способных к самовозгоранию.

Не менее важной является проблема мониторинга ЛЭП и трансфоруаторных подстанций. Авария на линии электропередачи может привести к возникновению критических ситуаций. В связи с этим важно не только вовреуя ликвидировать последствия аварии, но, в первую очередь, предупредить ее. Наличие на снимке трассы ЛЭП, сделанном с воздуха, информации о локальном повышении температуры многожильного токопроводящего кабеля свидетельствует о том, что в этом месте произошло нарушение его целостности. Именно такие повреждения влекут за собой увеличение плотности электрического тока и, как следствие, повышение температуры носителя. В этой ситуации необходимо наложение на провод специальной шины, которая предотвращает дальнейшее разрушение кабеля, ликвидирует скачок уплотнения. Аналогичное изменение температуры происходит и в изоляторах трансформаторных высоковольтных подстанций. Это изменение можно увидеть, «поймать» с помощью тепловизора. Снимки дают яркое «свечение» в ИК-области (фото 4). Это значит, что произошло растрескивание изолятора, которое может привести к утечке электроэнергии, особенно в условиях повышенной влажности.

С большими сложностями связано гражданское и промышленное строительство в северных широтах, в условиях вечной мерзлоты. Необходимо тщательно обследовать участки местности, подлежащие застройке, на предмет обнаружения возможных элементов «растепления» замерзшей почвы. В условиях Севера отбор проб почвы для их последующего анализа связан с большими трудозатратами. Более того, так как любые пробы берутся с определенной дискретностью, полной картины распределения температур почвы в заданном районе получить невозможно. Аэросъемка в инфракрасном спектральном диапазоне позволяет составить детализированную карту, на которой возможно распознать даже отдельные трещины в замерзшей почве, отсутствие информации о которых при планировании застройки может привести к катастрофическим последствиям.

Аналогичный мониторинг может производиться и при проходе судов через ледяные поля. Визуальный контроль с борта вертолета не обеспечивает команды ледоколов полных обьемов информации, так как позволяет обнаружить лишь полыньи и крупные трещины в ледовом покрове. Небольшие же трещины, а тем более прикрытые сверху тонкой ледянкой коркой или присыпанные снегом, обнаружить не удается вообще. Однако они легко проявляются на тепловизионной карге обследуемого участка трассы проводки судов. На фото 5, сделанном в одном из арктических морей з период полярной ночи, можно не только различить трещины, но и оценить характер льдов различного возраста.