Vesijohtojen seismisen suorituskyvyn parantamisen päätavoitteet ovat kaksi: ensinnäkin varmistaa vedensiirtokapasiteetti, estää vedenpainehäviöt suurilla alueilla, jotta vettä voidaan toimittaa palo- ja kriittisiin tiloihin hätätilanteessa; toinen on minimoida putkiston vauriot nopean korjauksen helpottamiseksi. Toisin sanoen maanjäristyskatastrofien sattuessa vesijohtojärjestelmän tulisi olla sopeutumiskykyisempi.
Vesijohtojen rikkoutumisen estäminen on välttämätöntä vesijärjestelmän normaalin toiminnan ylläpitämiseksi. PE4710-putkistojärjestelmällä (vastaa PE100:aa) on pienin mahdollinen repeämisen ja vuotamisen todennäköisyys kaikista vesiputkista, mikä auttaa saavuttamaan kaikki edellä mainitut tavoitteet.
Aaltojen eteneminen ja pysyvä maaperän muodonmuutos ovat maanalaisten putkistojen vaurioiden pääasialliset syyt. Aksiaalisen voiman ja taivutusjännityksen vuoksi maaperän liike johtaa putkistoon aksiaalisiin ja taivutusjännityksiin. Jäykillä materiaaleilla (suuri sallittu jännitys) on yleensä rajallinen muodonmuutoskyky. Polyeteenin (PE) (alhainen sallittu jännitys) edustamilla sitkeillä materiaaleilla on hyvä muodonmuutoskyky ja sitkeys.
Putkistojärjestelmän maanjäristyskyky näkyy sen sopeutumiskyvyssä pintarasituksiin. Seisminen tärinä tai seismisten aaltojen eteneminen voi aiheuttaa maaperään niin suurta rasitusta, että se vahingoittaa jopa kaikkein haavoittuvimpia putkia. Murtumat, maanvyörymät, maaperän muuttuminen mudaksi ja siitä johtuva painuminen ja/tai sivuttaisleviäminen, maan vajoaminen ja kohoaminen voivat aiheuttaa suurempaa maaperän rasitusta, mikä johtaa vaurioihin laajoilla maan alla olevilla putkistoilla. Taulukossa B-1 luetellaan maailmanlaajuisesti havaittuja maaperän rasitustietoja pysyvien maaperän muodonmuutosten vuoksi.
Taulukko B-1 Havaittu maaperän rasitus pysyvän maaperän muodonmuutoksen vuoksi
Putkistojen vaadittu maadoitusjännityksen alue on 0,05 % ja 4,5 % välillä. American Electric Power Research Instituten vuonna 2008 julkaisemassa raportissa annettiin PE4710-materiaalin venymäkapasiteettimittaukset. 10 °C:n lämpötilassa PE4710-putken keskimääräinen vetomyötövenymä on 9,9 %, kun taas keskimääräinen murtovenymä on 206 %. Polyeteeniputki liikkuu maan liikkeen vaikutuksesta sen sijaan, että se vastustaisi kuormia, jotka voisivat aiheuttaa jäykkien tai hauraiden putkien murtumisen. Useimmissa seismisissä tapahtumissa hitsattu korkeatiheyksinen polyeteeniputki (HDPE) taipuu, mutta ei murru tai erotu (ei-tiivis liitos), jolloin veden saanti pysyy normaalina. On huomattava, että kaikkiin PE-putkien liitoksiin muihin rakenteisiin, aputiloihin ja komponentteihin voi kohdistua suurempia kuormituseroja. Näiden osien liitokset tulee suunnitella huolellisesti repeämisriskin vähentämiseksi.
PE4710-putken vetolujuus on noin kaksinkertainen havaitun suurimman voimakkuuden aiheuttamaan maaperään kohdistuvaan venymään verrattuna, ja PE4710:n lopullinen venymä on yli 40-kertainen maaperän huippuvenymään verrattuna. Teoreettisten laskelmien avulla saatu suorituskyky on yhdenmukainen polyeteeniputkiston käytön kanssa maanjäristystilanteessa. Hitsattu HDPE-vesijohto toimi hyvin maanjäristyksessä. Taulukossa B-2 on osittaisia havaintoja Japanin aiemmista maanjäristyksistä (Omuro ja Himono, 2018).
Taulukko B-2 Japanin aiempien maanjäristysten aikana havaittuja tietoja
Putkistojen seisminen suorituskyky tulisi arvioida, mukaan lukien sitkeys, aksiaalinen venymäkapasiteetti, sallittu taivutussäde, liitoksen lujuus, stabiilius ja olemassa olevan putkiston kunto. Lukuisat seismiset kokemukset osoittavat, että ASTM-putkisarjan standardien mukaiset HDPE-vesihuollon pääputket voivat ylläpitää normaalia toimintaa useimmissa seismisissä kuormitusolosuhteissa. Kun vesihuollon pääputken seismiset suorituskykyvaatimukset ovat korkeat, tulisi harkita hitsattujen HDPE-putkien käyttöä, koska HDPE-putkien seisminen suorituskyky on luotettavampi ja ne voivat sopeutua maanjäristysten aiheuttamiin erilaisiin maaperän rasituksiin ja ylläpitää normaalia toimintaa.
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
Julkaisun aika: 06.03.2025
