Улучшение сейсмостойкости водопроводных трубопроводов преследует две основные цели: во-первых, обеспечение пропускной способности водопровода, предотвращение больших зон падения давления воды для обеспечения подачи воды в пожарные и критически важные объекты в чрезвычайных ситуациях; во-вторых, минимизация повреждений трубопровода для обеспечения быстрого ремонта. Другими словами, система водоснабжения должна обладать повышенной адаптивностью к землетрясениям.
Предотвращение прорывов водопроводной магистрали крайне важно для поддержания нормальной работы системы водоснабжения. Трубопроводная система PE4710 (аналог PE100) имеет самую низкую вероятность разрыва и протечки среди всех водопроводных труб, что способствует достижению всех вышеперечисленных целей.
Распространение волн и остаточная деформация грунта являются основными причинами повреждения подземных трубопроводов. Из-за наличия осевой силы и изгибающих напряжений, движение грунта приводит к осевым и изгибающим деформациям в трубопроводе. Материалы с высокой жёсткостью (высоким допустимым напряжением), как правило, обладают ограниченной способностью к деформации. Пластичные материалы, такие как полиэтилен (ПЭ) (низким допустимым напряжением), обладают хорошей деформируемостью и прочностью.
Сейсмостойкость трубопроводной системы определяется её способностью адаптироваться к поверхностным деформациям. Сейсмические колебания или распространение сейсмических волн могут вызвать деформацию грунта, достаточную для повреждения даже самых уязвимых трубопроводов. Трещины в разломах, оползни, превращение почвы в грязь и, как следствие, осадка и/или боковое распространение, просадка и подъём грунта могут привести к усилению деформации грунта, что приведёт к повреждению обширных участков подземных трубопроводов. В таблице B-1 приведены данные о деформациях грунта, наблюдаемые по всему миру в связи с постоянными деформациями грунта.
Таблица B-1 Наблюдаемая деформация грунта из-за постоянной деформации грунта
Требуемый диапазон деформации грунта для трубопроводов составляет от 0,05% до 4,5%. В отчете Американского научно-исследовательского института электроэнергетики за 2008 год были приведены измерения деформационной способности материала PE4710. При температуре 50 °F (10 °C) средняя деформация предела текучести при растяжении трубы PE4710 составляет 9,9%, а средняя предельная деформация растяжения составляет 206%. Полиэтиленовая труба будет двигаться в ответ на движение грунта, а не сопротивляться нагрузкам, которые могли бы привести к разрыву жестких или хрупких труб. В большинстве сейсмических событий сварная (сварная) труба из полиэтилена высокой плотности (HDPE) будет изгибаться, но не сломается или разделится (негерметичное соединение), тем самым обеспечивая нормальное водоснабжение. Следует отметить, что все соединения труб из PE с другими конструкциями, вспомогательными сооружениями и компонентами могут подвергаться более высоким дифференциальным нагрузкам. Соединение этих частей должно быть тщательно спланировано и спроектировано, чтобы снизить риск разрыва.
Предел текучести при растяжении трубы PE4710 примерно вдвое превышает деформацию грунта, вызванную наблюдаемой максимальной величиной, а предельная деформация PE4710 более чем в 40 раз превышает пиковую деформацию грунта. Характеристики, полученные теоретическим расчётом, согласуются с данными об использовании полиэтиленовых трубопроводов при землетрясениях. Сварной водопровод из ПНД хорошо показал себя во время землетрясения. В таблице B-2 приведены частичные наблюдения за землетрясениями в Японии (Омуро и Химоно, 2018).
Таблица B-2 Данные, полученные во время прошлых землетрясений в Японии
Необходимо оценить сейсмостойкость трубопроводов, включая прочность, осевую деформацию, допустимый радиус изгиба, прочность соединений, устойчивость и текущее состояние трубопровода. Многочисленный сейсмический опыт показывает, что магистральные водопроводные трубопроводы из ПНД, соответствующие стандартам серии труб ASTM, способны нормально функционировать при большинстве сейсмических нагрузок. При высоких требованиях к сейсмостойкости магистральных водопроводных трубопроводов следует рассмотреть возможность использования сварных труб ПНД, поскольку сейсмостойкость труб ПНД более высокая, и они могут адаптироваться к различным деформациям грунта, возникающим при землетрясениях, и обеспечивать нормальную эксплуатацию.
ЧУАНГРОНГis 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
Время публикации: 06 марта 2025 г.
