Tubos de Amianto-Cimento (AC) foi amplamente utilizado em meados do século XIX em sistemas de distribuição de água potável, particularmente no oeste dos Estados Unidos. O Chrysotile Institute estima a vida útil da tubulação de AC em 70 anos, mas a vida útil real depende em grande parte das condições da tubulação e do ambiente de trabalho. Como milhares de quilômetros de tubos CA instalados em sistemas de distribuição nos Estados Unidos estão se aproximando do fim de sua vida útil, a avaliação da condição dos tubos CA e o planejamento estratégico de substituição precisarão ser feitos na próxima década.
Todos os anos, os tubos CA sofrem uma degradação gradual sob a forma de corrosão (ou seja, lixiviação interna de cálcio devido à água transportada e/ou lixiviação externa devido à água subterrânea). Esta lixiviação leva à redução da secção transversal efectiva, o que resulta em amolecimento da tubagem e perda de resistência mecânica. Consequentemente, à medida que o sistema de distribuição de água envelhece, o número de falhas na tubulação de AC aumenta com o tempo. luz destes riscos, uma avaliação do estado da tubulação de CA é essencial para determinar a vida útil remanescente e desenvolver um plano adequado e proativo de substituição para o sistema de distribuição.
Os engenheiros e cientistas expoentes ajudam as agências de água no desenvolvimento de planos estratégicos e econômicos de substituição de tubos de CA, personalizados para os desafios individuais do sistema de distribuição.
O processo de avaliação da condição e planejamento proativo de substituição consiste nos seguintes passos:
1. Recolha de dados do sistema
- Identificação dos mecanismos prevalecentes de falha de tubagem CA (falha do feixe, rebentamento sob pressão, falha da junta, etc.)
- Análise dos registos históricos de fuga da tubagem CA em relação à localização geográfica no sistema de distribuição, incorporando o sistema de informação geográfica (SIG)
- Identificação dos factores que afectam a propensão à falha da tubagem CA, que podem incluir:
- Idade da tubulação
- Diâmetro da tubulação
- Classe da tubulação
- Fabricante da tubulação
- Química interna/externa da água
- Água interna pressão
- Propriedades físicas e químicas do solo
- Elevação do lençol freático
- Obercarga
- Climar
2. Amostragem em todo o sistema, avaliação da condição e testes laboratoriais
- Testes de resistência residual:
- Ensaio de resistência à ruptura (ASTM C 500)
- Ensaio de pressão hidrostática (ASTM C 500)
- Ensaio de resistência à flexão (ASTM C 500)
- Dividir a resistência à tracção (ASTM C 496)
- Avaliação da profundidade de degradação
- Determinação da profundidade de lixiviação do cálcio
- Microscopia electrónica de varrimento
- Energy dispersive x-espectroscopia de raios
- Exame retrográfico (ASTM C 856)
- Teste de dureza Matrix
- Avaliação de O-condição do anel
- Teste do conjunto de compressão (ASTM D 395)
- Teste de dureza (ASTM D 1415)
- Espectroscopia de infravermelho de transformada de Fourier (FTIR)
3. Desenvolvimento do modelo de previsão de vida útil
Dependente da qualidade dos registros históricos de vazamento, tamanho do sistema de distribuição e número de amostras coletadas para testes laboratoriais, os seguintes tipos de modelos de previsão de vida útil podem ser desenvolvidos:
- Modelo baseado na taxa de vazamento histórico:
- Modelo de taxa de vazamento baseado em fatores influentes (identificados no item 1)
- Vida útil remanescente determinada por limite aceitável de taxa de vazamento
- Modelo de degradação/residualidade da tubulação:
- Modelo de previsão da taxa de degradação e/ou perda de resistência da tubulação com base em testes de laboratório, atributos da tubulação e características do ambiente operacional
- Limiar de falha profundidade de degradação/residualidade da resistência obtida de amostras de tubulação com falha
- Vida útil remanescente com base na projeção da taxa de degradação/residualidade da perda até o limiar de falha
4. Desenvolvimento do Plano Mestre de Substituição
- Baseado no modelo de previsão da vida útil restante do sistema
- Contactos hidráulicos, operacionais e financeiros da empresa, clientes críticos, risco sísmico, comprimento ótimo de substituição viável e outros fatores.
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