Rury azbestowo-cementowe (AC) były szeroko stosowane w połowie XIX wieku w systemach dystrybucji wody pitnej, szczególnie w zachodnich Stanach Zjednoczonych. Instytut Chryzotylu szacuje żywotność rur AC na 70 lat, ale rzeczywista żywotność zależy w dużej mierze od stanu rur i środowiska pracy. Ponieważ tysiące mil rur AC zainstalowanych w systemach dystrybucji w USA zbliża się do końca okresu użytkowania, w nadchodzącej dekadzie konieczna będzie ocena stanu rur AC i strategiczne planowanie ich wymiany. 
Z czasem rura AC ulega stopniowej degradacji w formie korozji (tj. wewnętrznego wypłukiwania wapnia przez transportowaną wodę i/lub zewnętrznego wypłukiwania przez wody gruntowe). Takie ługowanie prowadzi do zmniejszenia efektywnego przekroju poprzecznego, co powoduje zmiękczenie rury i utratę wytrzymałości mechanicznej. W związku z tym, w miarę starzenia się systemu dystrybucji wody, liczba awarii rur AC wzrasta wraz z upływem czasu. W świetle tych zagrożeń, ocena stanu rur AC jest niezbędna do określenia pozostałego okresu użytkowania i opracowania odpowiedniego, proaktywnego planu wymiany dla systemu dystrybucji.
Inżynierowie i naukowcy firmy Exponent pomagają agencjom wodnym w opracowaniu strategicznych i efektywnych kosztowo planów wymiany rur AC, dostosowanych do indywidualnych wyzwań systemu dystrybucji.
Ocena stanu i proces proaktywnego planowania wymiany składają się z następujących kroków:
1. Zebranie danych systemowych
- Identyfikacja powszechnych mechanizmów awarii rur AC (awaria belki, pęknięcie pod ciśnieniem, awaria złącza itp.)
- Analiza historycznych danych dotyczących wycieków z rur AC w odniesieniu do lokalizacji geograficznej w systemie dystrybucji, z wykorzystaniem systemu informacji geograficznej (GIS)
- Identyfikacja czynników wpływających na skłonność do awarii rur AC, które mogą obejmować:
- Wiek rury
- Średnicę rury
- Klasę rury
- Producenta rury
- Chemię wody wewnętrznej/zewnętrznej
- Ciśnienie wody wewn. ciśnienie
- Właściwości fizyczne i chemiczne gleby
- Wzniesienie zwierciadła wód gruntowych
- Nadkład
- Klimat
2. System-Wide Sampling, Condition Assessment and Laboratory Testing
- Badanie wytrzymałości resztkowej:
- Próba wytrzymałości na zgniatanie (ASTM C 500)
- Próba ciśnienia hydrostatycznego (ASTM C 500)
- Próba wytrzymałości na zginanie (ASTM C 500)
- Wytrzymałość na rozciąganie przy rozerwaniu. (ASTM C 496)
- Ocena głębokości degradacji
- Określenie głębokości wymywania wapnia
- Skaningowa mikroskopia elektronowa
- Energy dispersive x-ray spectroscopy
- Petrographic examination (ASTM C 856)
- Matrix hardness test
- Assessment of O-pierścienia
- Próba ściskania (ASTM D 395)
- Próba twardości (ASTM D 1415)
- Spekroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR)
3. Opracowanie modelu przewidywania okresu eksploatacji
W zależności od jakości historycznych danych dotyczących wycieków, wielkości systemu dystrybucji i liczby próbek pobranych do badań laboratoryjnych można opracować następujące rodzaje modeli przewidywania okresu eksploatacji:
- Model oparty na historycznym wskaźniku wycieków:
- Model oparty na czynnikach wpływających (zidentyfikowanych w punkcie 1)
- Pozostały okres eksploatacji określony przez próg dopuszczalnego natężenia wycieku
- Model oparty na degradacji rur/wytrzymałości resztkowej:
- Model przewidujący tempo degradacji rur i/lub utratę wytrzymałości na podstawie badań laboratoryjnych, atrybutów rur i charakterystyki środowiska operacyjnego
- Progowa głębokość degradacji/wytrzymałość resztkowa uzyskana z próbek rur, które uległy awarii
- Ostatni okres użytkowania na podstawie projekcji tempa degradacji/utraty wytrzymałości do progu awarii
4. Opracowanie głównego planu wymiany
- Na podstawie modelu przewidywania pozostałego okresu eksploatacji w całym systemie
- Włącza względy hydrauliczne, operacyjne i finansowe, klientów krytycznych, ryzyko sejsmiczne, optymalną wykonalną długość wymiany i inne czynniki.
Read More Read Less
.