Asbest-cement (AC) pipe werd in het midden van de vorige eeuw op grote schaal gebruikt in drinkwaterdistributiesystemen, vooral in het westen van de Verenigde Staten. Het Chrysotile Institute schat de levensduur van AC-buizen op 70 jaar, maar de werkelijke levensduur hangt grotendeels af van de staat van de buis en de werkomgeving. Omdat duizenden kilometers AC-buis die in distributiesystemen in de VS zijn geïnstalleerd het einde van hun nuttige levensduur naderen, zal de toestand van de AC-buis in het komende decennium moeten worden beoordeeld en zal strategische vervanging moeten worden gepland. 
Na verloop van tijd ondergaat AC-buis een geleidelijke degradatie in de vorm van corrosie (d.w.z. interne calciumuitloging als gevolg van getransporteerd water en/of externe uitloging als gevolg van grondwater). Deze uitloging leidt tot een vermindering van de effectieve doorsnede, waardoor de buis zachter wordt en aan mechanische sterkte verliest. Naarmate het waterdistributiesysteem veroudert, neemt het aantal defecten aan AC-buizen dan ook toe. In het licht van deze risico’s is een conditiebeoordeling van de AC-buis essentieel om de resterende nuttige levensduur te bepalen en een geschikt, proactief vervangingsplan voor het distributiesysteem te ontwikkelen.
De ingenieurs en wetenschappers van Exponent helpen waterbedrijven bij de ontwikkeling van strategische en kosteneffectieve vervangingsplannen voor AC-buizen, die zijn afgestemd op de individuele uitdagingen van het distributiesysteem.
Het proces voor conditiebeoordeling en proactieve vervangingsplanning bestaat uit de volgende stappen:
1. Verzameling van systeemgegevens
- Identificatie van de meest voorkomende faalmechanismen van de AC-buis (balkbreuk, barsten onder druk, verbindingsbreuk, enz.)
- Analyse van historische lekkageregistraties van AC-buizen met betrekking tot de geografische locatie in het distributiesysteem, waarbij gebruik wordt gemaakt van een geografisch informatiesysteem (GIS)
- Identificatie van factoren die van invloed zijn op de neiging tot het falen van AC-buizen, waaronder mogelijk zijn:
- Leeftijd van de pijp
- Diameter van de pijp
- Pijpklasse
- Pijpfabrikant
- Intern/extern waterchemie
- Intern water druk
- fysische en chemische eigenschappen van de bodem
- grondwaterspiegelhoogte
- Overbodslaag
- Klimaat
2. System-Wide Sampling, Condition Assessment and Laboratory Testing
- Residual strength testing:
- Breeksterktetest (ASTM C 500)
- Hydrostatische druktest (ASTM C 500)
- Flexibele sterktetest (ASTM C 500)
- Splijttreksterkte (ASTM C 496)
- Evaluatie van de degradatiediepte
- Bepaling van de calciumuitloogdiepte
- Scanelektronenmicroscopie
- Energiedispersieve x-ray-spectroscopie
- Petrografisch onderzoek (ASTM C 856)
- Matrixhardheidstest
- Beoordeling van O-ringconditie
- Compressie set test (ASTM D 395)
- Hardheidstest (ASTM D 1415)
- Fourier transform infrarood spectroscopie (FTIR)
3. Afhankelijk van de kwaliteit van historische lekkagegegevens, de omvang van het distributiesysteem en het aantal monsters dat voor laboratoriumtests is verzameld, kunnen de volgende modellen voor levensduurvoorspelling worden ontwikkeld:
- Historisch model op basis van leksnelheid:
- Lekkagesnelheidmodel op basis van invloedrijke factoren (genoemd in punt 1)
- Resterendelevensduur bepaald door aanvaardbare lekklaagdrempel
- Buisdegradatie/residuele-sterkte-model:
- Model dat de degradatiesnelheid en/of het sterkteverlies van de pijp voorspelt op basis van laboratoriumtests, pijpkenmerken en operationele omgevingskenmerken
- Bepalingsdrempel degradatiediepte/residuele sterkte verkregen uit mislukte pijpmonsters
- Resterendelevensduur op basis van projectie van de degradatiesnelheid/het sterkteverlies tot de falingsdrempel
4. Ontwikkeling van een mastervervangingsplan
- Op basis van een model voor de voorspelling van de resterende levensduur voor het gehele systeem
- Integreert hydraulische, operationele en financiële overwegingen, kritieke klanten, seismisch risico, optimale haalbare vervangingslengte en andere factoren.
Lees meer Lees minder