Az azbesztcement (AC) csöveket az 1900-as évek közepén széles körben használták az ivóvízellátó rendszerekben, különösen az Egyesült Államok nyugati részén. A Chrysotile Institute az AC-csövek élettartamát 70 évre becsüli, de a tényleges élettartam nagyban függ a csövek állapotától és a munkakörnyezettől. Mivel az Egyesült Államokban az elosztórendszerekbe beépített több ezer mérföldnyi AC-cső közeledik hasznos élettartamának végéhez, az elkövetkező évtizedben AC-csövek állapotfelmérésére és stratégiai cseréjének megtervezésére lesz szükség.
Az AC-csövek idővel fokozatos korrózió formájában (azaz a szállított víz által okozott belső kalcium kimosódás és/vagy a talajvíz által okozott külső kimosódás formájában) degradálódnak. Ez a kioldódás az effektív keresztmetszet csökkenéséhez vezet, ami a cső lágyulását és mechanikai szilárdságának csökkenését eredményezi. Ennek megfelelően, ahogy a vízellátó rendszer öregszik, a váltakozó áramú csövek meghibásodásainak száma az idő előrehaladtával növekszik. E kockázatok fényében a váltóáramú csövek állapotfelmérése elengedhetetlen a hátralévő hasznos élettartam meghatározásához és az elosztórendszer megfelelő, proaktív csereprogramjának kidolgozásához.
Az Exponent mérnökei és tudósai segítenek a vízügyi ügynökségeknek az elosztórendszer egyedi kihívásaira szabott stratégiai és költséghatékony AC-csőcsere tervek kidolgozásában.
Az állapotfelmérés és a proaktív csőcseretervezési folyamat a következő lépésekből áll:
1. Rendszeradatok gyűjtése
- A leggyakoribb AC csőhiba mechanizmusok azonosítása (gerendahiba, nyomás alatti felszakadás, illesztési hiba stb.)
- A korábbi AC csőszivárgási nyilvántartások elemzése az elosztórendszerben való földrajzi elhelyezkedés tekintetében, a földrajzi információs rendszer (GIS) bevonásával
- A AC csőhiba hajlamot befolyásoló tényezők azonosítása, amelyek a következők lehetnek:
- A cső kora
- A cső átmérője
- A cső osztálya
- A cső gyártója
- Belső/külső vízkémia
- Belső vízkémia
- Belső víz nyomás
- Talaj fizikai és kémiai tulajdonságai
- Földtani talajvízszint magassága
- Földfelszín
- Klíma
2. Rendszerszintű mintavételezés, állapotfelmérés és laboratóriumi vizsgálatok
- Szilárdságvizsgálat:(ASTM C 500)
- Hidrosztatikus nyomáspróba (ASTM C 500)
- Flexiós szilárdságpróba (ASTM C 500)
- Hasadási szakítószilárdságpróba (ASTM C 500)
- Hasadási szakítószilárdságpróba (ASTM C 500)
- . (ASTM C 496)
- A kalcium kimosódási mélység meghatározása
- Pásztázó elektronmikroszkópia
- Energiadiszperziós x-sugárspektroszkópia
- Petrográfiai vizsgálat (ASTM C 856)
- Mátrix keménységvizsgálat
- Keménységvizsgálat (ASTM D 395)
- Keménységvizsgálat (ASTM D 1415)
- Fourier transzformációs infravörös spektroszkópia (FTIR)
3. Az élettartam-előrejelző modell kidolgozása
A korábbi szivárgási nyilvántartások minőségétől, az elosztórendszer méretétől és a laboratóriumi vizsgálathoz gyűjtött minták számától függően a következő típusú élettartam-előrejelző modelleket lehet kidolgozni:
- Történeti szivárgási sebességen alapuló modell:
- A befolyásoló tényezőkön alapuló szivárgási ráta modell (az 1. pontban azonosítva)
- A maradék élettartamot az elfogadható szivárgási ráta küszöbértéke határozza meg
- Cső degradációs/maradó szilárdsági modell:
- Laboratóriumi vizsgálatok, csőjellemzők és üzemi környezeti jellemzők alapján a cső degradációjának és/vagy szilárdságvesztésének mértékét előrejelző modell
- Törési küszöb degradációs mélység/maradó szilárdság a meghibásodott csőmintákból
- Hátralévő élettartam a degradációs sebesség/szilárdságvesztés előrejelzése alapján a meghibásodási küszöbig
4. Fő csereterv kidolgozása
- Az egész rendszerre kiterjedő fennmaradó élettartam előrejelző modellen alapul
- Bevonja a hidraulikai, üzemeltetési és pénzügyi megfontolásokat, a kritikus ügyfeleket, a szeizmikus kockázatot, az optimális megvalósítható csere hosszát és egyéb tényezőket.
Bővebben Olvassa el
Kevesebben