Główne cele poprawy odporności sejsmicznej rurociągów wodociągowych są dwa: pierwszy to zapewnienie przepustowości przesyłu wody, aby zapobiec utracie ciśnienia wody na dużym obszarze, aby móc dostarczać wodę do obiektów przeciwpożarowych i krytycznych w sytuacjach awaryjnych; Drugi to zminimalizowanie uszkodzeń rurociągu, aby ułatwić szybką naprawę. Innymi słowy, w obliczu katastrof trzęsień ziemi system zaopatrzenia w wodę powinien mieć większą zdolność adaptacji.
Zapobieganie pęknięciom głównych przewodów wodnych jest niezbędne do utrzymania normalnego działania systemu zaopatrzenia w wodę. System rur PE4710 (odpowiednik PE100) ma najmniejsze prawdopodobieństwo pęknięcia i przecieku spośród wszystkich rur wodnych, co pomaga osiągnąć wszystkie powyższe cele.
Propagacja fal i trwałe odkształcenia gruntu są głównymi przyczynami uszkodzeń zakopanych rurociągów. Ze względu na występowanie siły osiowej i naprężeń zginających ruch gruntu prowadzi do odkształceń osiowych i zginających w rurociągu. Materiały o wysokiej sztywności (wysokie dopuszczalne naprężenia) mają na ogół ograniczoną zdolność do odkształcania się. Materiały ciągliwe reprezentowane przez polietylen (PE) (niskie dopuszczalne naprężenia) mają dobrą zdolność do odkształcania się i wytrzymałość.
Zdolność sejsmiczna systemu rurociągów odzwierciedla się w jego zdolności do adaptacji do odkształceń powierzchniowych. Wstrząsy sejsmiczne lub rozprzestrzenianie się fal sejsmicznych mogą powodować odkształcenia w gruncie wystarczające do uszkodzenia nawet najbardziej podatnych rur. Pękanie uskoków, osuwiska, zmiana gleby w błoto i wynikające z tego osiadanie i/lub rozprzestrzenianie boczne, zapadanie się i wypiętrzanie gruntu mogą powodować większe odkształcenia gruntu, co może prowadzić do uszkodzeń dużych obszarów zakopanych rurociągów. Tabela B-1 zawiera dane dotyczące odkształceń gruntu obserwowane na całym świecie z powodu trwałej deformacji gruntu.
Tabela B-1 Obserwowane odkształcenie gruntu spowodowane trwałym odkształceniem gruntu
Wymagany zakres odkształceń gruntu dla rurociągów wynosi od 0,05% do 4,5%. W raporcie American Electric Power Research Institute z 2008 r. podano pomiary wytrzymałości na odkształcenia materiału PE4710. W temperaturze 50°F (10°C) średnie odkształcenie plastyczne rury PE4710 wynosi 9,9%, podczas gdy średnie ostateczne odkształcenie rozciągające wynosi 206%. Rura polietylenowa będzie się poruszać w odpowiedzi na ruch gruntu, zamiast opierać się obciążeniom, które mogłyby spowodować pęknięcie rur sztywnych lub kruchych. W przypadku większości zjawisk sejsmicznych spawana (spawana) rura z polietylenu o wysokiej gęstości (HDPE) wygnie się, ale nie pęknie ani nie rozdzieli się (połączenie bez uszczelnienia), utrzymując w ten sposób normalne zaopatrzenie w wodę. Należy zauważyć, że wszystkie połączenia rur PE z innymi konstrukcjami, urządzeniami pomocniczymi i komponentami mogą podlegać większym obciążeniom różnicowym. Połączenie tych części należy starannie zaplanować i zaprojektować w celu zmniejszenia ryzyka pęknięcia.
Odkształcenie plastyczne przy rozciąganiu rury PE4710 jest w przybliżeniu dwa razy większe od odkształcenia podłoża spowodowanego przez zaobserwowaną maksymalną wielkość, a ostateczne odkształcenie PE4710 jest ponad 40 razy większe od szczytowego odkształcenia podłoża. Wydajność uzyskana na podstawie obliczeń teoretycznych jest zgodna z zastosowaniem rurociągu polietylenowego w trzęsieniu ziemi. Spawana linia doprowadzająca wodę z HDPE dobrze sprawdziła się w trzęsieniu ziemi. Tabela B-2 przedstawia częściowe obserwacje poprzednich trzęsień ziemi w Japonii (Omuro i Himono, 2018).
Tabela B-2 Dane zaobserwowane podczas poprzednich trzęsień ziemi w Japonii
Należy ocenić sejsmiczne właściwości rurociągów, w tym wytrzymałość, nośność osiową, dopuszczalny promień gięcia, wytrzymałość połączeń, stabilność i istniejący stan rurociągu. Duża liczba doświadczeń sejsmicznych pokazuje, że główne rurociągi wodociągowe HDPE zgodne z normami serii rur ASTM mogą utrzymać normalną pracę w większości warunków obciążenia sejsmicznego. Gdy wymagania dotyczące sejsmicznych właściwości głównego rurociągu wodociągowego są wysokie, należy rozważyć zastosowanie spawanych rur HDPE, ponieważ sejsmiczne właściwości rur HDPE są bardziej niezawodne i mogą one dostosować się do różnych naprężeń gruntu generowanych przez trzęsienia ziemi i utrzymać normalną pracę.
CHUANGRONGis a share industry and trade integrated company, established in 2005 which focused on the production of HDPE Pipes, Fittings & Valves, PPR Pipes, Fittings & Valves, PP compression fittings & Valves, and sale of Plastic Pipe Welding machines, Pipe Tools, Pipe Repair Clamp and so on. If you need more details, please contact us +86-28-84319855, chuangrong@cdchuangrong.com, www.cdchuangrong.com
Czas publikacji: 06-03-2025
