Rör av asbestcement (AC) användes i stor utsträckning i mitten av 1800-talet i dricksvattendistributionssystem, särskilt i västra USA. Chrysotile Institute uppskattar livslängden för AC-rör till 70 år, men den faktiska livslängden beror till stor del på rörets skick och arbetsmiljö. Eftersom tusentals kilometer AC-rör som installerats i distributionssystem i USA närmar sig slutet av sin användbara livslängd, måste man under det kommande decenniet göra en bedömning av AC-rörens skick och planera ett strategiskt utbyte.
Med tiden genomgår växelströmsrör en gradvis nedbrytning i form av korrosion (dvs. inre kalciumläckage på grund av transporterat vatten och/eller yttre läckage på grund av grundvatten). Sådan urlakning leder till en minskning av det effektiva tvärsnittet, vilket leder till att röret mjuknar och förlorar sin mekaniska hållfasthet. När vattendistributionssystemet åldras ökar därför antalet fel på AC-rören med tiden. Mot bakgrund av dessa risker är det viktigt att göra en bedömning av tillståndet hos AC-rören för att fastställa den återstående användbara livslängden och utveckla en lämplig, proaktiv utbytesplan för distributionssystemet.
Exponents ingenjörer och forskare hjälper vattenmyndigheter att utveckla strategiska och kostnadseffektiva utbytesplaner för AC-rör, anpassade till distributionssystemets individuella utmaningar.
Processen för tillståndsbedömning och proaktiv ersättningsplanering består av följande steg:
1. Insamling av systemdata
- Identifiering av vanliga felmekanismer för växelströmsrör (balkfel, sprängning under tryck, fogfel etc.)
- Analys av historiska uppgifter om läckage av växelströmsrör med avseende på geografisk placering i distributionssystemet, med hjälp av ett geografiskt informationssystem (GIS)
- Identifiering av faktorer som påverkar sannolikheten för att växelströmsrör ska gå sönder, vilket kan omfatta följande:
- Rörets ålder
- Rördiameter
- Rörklass
- Rörtillverkare
- Internt/externt vattenkemi
- Internt vatten
- Fysiska och kemiska egenskaper hos marken
- Grundvattnets höjd
- Overgrund
- Klimat
2. Provtagning i hela systemet, bedömning av tillstånd och laboratorieprovning
- Provning av återstående hållfasthet:
- Krosshållfasthetsprov (ASTM C 500)
- Hydrostatiskt tryckprov (ASTM C 500)
- Böjhållfasthetsprov (ASTM C 500)
- Splittringsdraghållfasthet. (ASTM C 496)
- Utvärdering av nedbrytningsdjup
- Bestämning av kalciumutlakningsdjup
- Scanningelektronmikroskopi
- Energidispersiv x-ray spectroscopy
- Petrografisk undersökning (ASTM C 856)
- Matrixhårdhetstest
- Bedömning av O-ringens tillstånd
- Kompressionstest (ASTM D 395)
- Härdighetstest (ASTM D 1415)
- Fouriertransform infrarödspektroskopi (FTIR)
3. Utveckling av modell för prognostisering av livslängd
Avhängigt av kvaliteten på historiska läckageregister, distributionssystemets storlek och antalet prover som samlats in för laboratorietestning kan följande typer av modeller för prognostisering av livslängd utvecklas:
- Modell baserad på historisk läckagefrekvens:
- Modell för läckagefrekvens baserad på inflytelserika faktorer (identifierade i punkt 1)
- Resten av livslängden bestäms av tröskelvärdet för acceptabel läckagefrekvens
- Modell för nedbrytning av rören/resthållfasthet:
- Modell som förutspår graden av nedbrytning av rören och/eller förlust av hållfasthet baserat på laboratorieprovning, rörens egenskaper och driftsmiljöns egenskaper
- Tröskelvärde för nedbrytningsdjup/resthållfasthet för fel som erhålls från prover från felande rör
- Restlivslängd baserad på prognos av nedbrytningshastighet/hållfasthetsförlust till tröskelvärde för fel
4. Utveckling av en övergripande utbytesplan
- Baserad på en modell för prognostisering av återstående livslängd för hela systemet
- Incorporerar hydrauliska, operativa och ekonomiska överväganden, kritiska kunder, seismisk risk, optimal genomförbar utbyteslängd och andra faktorer.
Läs mer Läs mindre