Основні цілі покращення сейсмостійкості водопровідних трубопроводів дві: перша — забезпечити пропускну здатність води, запобігти втраті тиску води на великій площі, щоб мати можливість постачати воду до пожежонебезпечних та критично важливих об'єктів у разі надзвичайної ситуації; друга — мінімізувати пошкодження трубопроводу для забезпечення швидкого ремонту. Іншими словами, у разі землетрусів система водопостачання повинна мати вищу адаптивність.
Запобігання проривам водопровідних магістралей є важливим для підтримки нормальної роботи системи водопостачання. Трубопровід PE4710 (еквівалент PE100) має найнижчу ймовірність розриву та протікання серед усіх водопровідних труб, що допомагає досягти всіх вищезазначених цілей.
Поширення хвиль та залишкова деформація ґрунту є основними причинами пошкодження підземних трубопроводів. Через існування осьової сили та згинальних напружень, рух ґрунту призводить до осьових та згинальних деформацій у трубопроводі. Матеріали з високою жорсткістю (високими допустимими напруженнями) зазвичай мають обмежену здатність до деформації. Пластичні матеріали, представлені поліетиленом (ПЕ) (низькими допустимими напруженнями), мають добру деформаційну здатність та в'язкість.
Сейсмічна здатність трубопровідної системи відображається в її адаптивності до поверхневих деформацій. Сейсмічні трясіння або поширення сейсмічних хвиль можуть спричинити деформацію в ґрунті, достатню для пошкодження навіть найвразливіших труб. Розтріскування внаслідок розломів, зсуви, перетворення ґрунту на мул та результуюче осідання та/або латеральне розтікання, просідання та підняття ґрунту можуть спричинити більшу деформацію ґрунту, що призведе до пошкодження великих ділянок підземних трубопроводів. У таблиці B-1 наведено дані про деформацію ґрунту, що спостерігаються по всьому світу внаслідок постійної деформації ґрунту.
Таблиця B-1 Спостережувана деформація ґрунту внаслідок постійної деформації ґрунту
Необхідний діапазон деформації ґрунту для трубопроводів становить від 0,05% до 4,5%. У звіті Американського науково-дослідного інституту електроенергетики за 2008 рік наведено вимірювання міцності на деформацію матеріалу PE4710. За температури 10°C (50°F) середня міцність на розтяг труби PE4710 становить 9,9%, тоді як середня гранична деформація на розтяг становить 206%. Поліетиленова труба рухатиметься у відповідь на рух ґрунту, а не чинитиме опір навантаженням, які можуть призвести до розриву жорстких або крихких труб. У більшості сейсмічних подій зварена (зварена) труба з поліетилену високої щільності (HDPE) згинатиметься, але не ламатиметься і не роз'єднуватиметься (негерметичне з'єднання), таким чином забезпечуючи нормальне водопостачання. Слід зазначити, що всі з'єднання труб PE з іншими конструкціями, допоміжними спорудами та компонентами можуть зазнавати вищих перепадів навантажень. З'єднання цих частин слід ретельно планувати та проектувати, щоб зменшити ризик розриву.
Деформація плинності при розтягуванні труби з ПЕ4710 приблизно вдвічі перевищує деформацію ґрунту, спричинену спостережуваною максимальною величиною, а гранична деформація з ПЕ4710 більш ніж у 40 разів перевищує пікову деформацію ґрунту. Характеристики, отримані за допомогою теоретичного розрахунку, узгоджуються з використанням поліетиленового трубопроводу під час землетрусу. Зварний водопровід з ПЕВП добре показав себе під час землетрусу. У таблиці B-2 наведено часткові спостереження за минулими землетрусами в Японії (Омуро та Хімоно, 2018).
Таблиця B-2 Дані, що спостерігалися під час минулих землетрусів у Японії
Слід оцінити сейсмічні характеристики трубопроводів, включаючи в'язкість, осьову деформаційну здатність, допустимий радіус вигину, міцність з'єднань, стійкість та стан існуючого трубопроводу. Велика кількість сейсмічних досліджень показує, що магістральні трубопроводи водопостачання з HDPE, що відповідають стандартам серії труб ASTM, можуть підтримувати нормальну роботу за більшості умов сейсмічного навантаження. Коли вимоги до сейсмічних характеристик магістральних труб водопостачання високі, слід розглянути використання зварних труб HDPE, оскільки сейсмічні характеристики труб HDPE є більш надійними, і вони можуть адаптуватися до різних деформацій ґрунту, що виникають під час землетрусів, та підтримувати нормальну роботу.
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
Час публікації: 06 березня 2025 р.
