Основных целей улучшения сейсмических характеристик водопроводных трубопроводов две: одна — обеспечить пропускную способность воды, предотвратить большую площадь потери давления воды, чтобы иметь возможность подавать воду на пожарные и критические объекты в чрезвычайных ситуациях; вторая — минимизировать повреждения трубопровода, чтобы облегчить быстрый ремонт. Другими словами, при столкновении с сейсмическими катастрофами система водоснабжения должна иметь более высокую адаптивность.
Предотвращение разрывов водопроводной магистрали имеет важное значение для поддержания нормальной работы системы водоснабжения. Система трубопроводов PE4710 (эквивалент PE100) имеет самую низкую вероятность разрыва и утечки среди всех водопроводных труб, помогая достичь всех вышеперечисленных целей.
Распространение волн и постоянная деформация грунта являются основными причинами повреждения подземных трубопроводов. Из-за наличия осевой силы и изгибающего напряжения движение грунта приводит к осевым и изгибающим деформациям в трубопроводе. Материалы с высокой жесткостью (высокое допустимое напряжение) обычно имеют ограниченную способность к деформации. Пластичные материалы, представленные полиэтиленом (ПЭ) (низкое допустимое напряжение), обладают хорошей деформационной способностью и прочностью.
Сейсмическая способность трубопроводной системы отражается в ее способности адаптироваться к поверхностной деформации. Сейсмические толчки или распространение сейсмических волн могут вызвать деформацию в грунте, достаточную для повреждения даже самых уязвимых труб. Трещины в разломах, оползни, изменение почвы на грязь и последующее оседание и/или боковое распространение, просадка и подъем грунта могут вызвать большую деформацию грунта, что приведет к повреждению больших площадей заглубленных трубопроводов. В таблице B-1 перечислены данные о деформации грунта, наблюдаемые по всему миру из-за постоянной деформации 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 института исследований в области 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 могут 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 не отделится (негерметичное соединение), тем самым поддерживая нормальное водоснабжение. Следует отметить, что все соединения труб 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 в два раза превышает деформацию грунта, вызванную наблюдаемой максимальной величиной, а предельная деформация PE4710 более чем в 40 раз превышает пиковую деформацию грунта. Характеристики, полученные теоретическим расчетом, согласуются с использованием полиэтиленового трубопровода при землетрясении. Сварная линия водоснабжения HDPE хорошо показала себя при землетрясении. В таблице B-2 приведены частичные наблюдения прошлых землетрясений в Японии (Омуро и Химоно, 2018).
Таблица B-2 Данные, полученные во время прошлых землетрясений в Японии
Необходимо оценить сейсмические характеристики трубопроводов, включая прочность, осевую деформационную способность, допустимый радиус изгиба, прочность соединения, устойчивость и существующее состояние трубопровода. Большое количество сейсмического опыта показывает, что магистральные водопроводные трубопроводы HDPE в соответствии со стандартами серии труб ASTM могут поддерживать нормальную работу в большинстве условий сейсмической нагрузки. Когда требования к сейсмическим характеристикам магистрального водопровода высоки, следует рассмотреть использование сварных труб HDPE, поскольку сейсмические характеристики труб HDPE более надежны, и они могут адаптироваться к различным деформациям грунта, создаваемым землетрясениями, и поддерживать нормальную работу.
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: 06-03-2025
