Hlavné ciele zlepšenia seizmickej odolnosti vodovodných potrubí sú dva: prvým je zabezpečiť kapacitu prenosu vody, zabrániť strate tlaku vody vo veľkej oblasti, aby bolo možné zásobovať vodou požiarne a kritické zariadenia v prípade núdze; druhým je minimalizovať poškodenie potrubia, aby sa umožnila rýchla oprava. Inými slovami, v prípade zemetrasných katastrof by mal mať systém zásobovania vodou vyššiu prispôsobivosť.
Predchádzanie prasknutiam vodovodného potrubia je nevyhnutné pre udržanie normálnej prevádzky vodovodného systému. Potrubný systém PE4710 (ekvivalent PE100) má najnižšiu pravdepodobnosť prasknutia a úniku zo všetkých vodovodných potrubí, čo pomáha dosiahnuť všetky vyššie uvedené ciele.
Šírenie vĺn a trvalá deformácia podložia sú hlavnými príčinami poškodenia podzemného potrubia. V dôsledku existencie axiálnej sily a ohybového napätia vedie pohyb podložia k axiálnym a ohybovým deformáciám v potrubí. Materiály s vysokou tuhosťou (vysoké prípustné napätie) majú vo všeobecnosti obmedzenú schopnosť deformácie. Tvárne materiály, ako je polyetylén (PE) (nízke prípustné napätie), majú dobrú deformačnú schopnosť a húževnatosť.
Seizmická schopnosť potrubného systému sa odráža v jeho prispôsobivosti povrchovému namáhaniu. Seizmické otrasy alebo šírenie seizmických vĺn môžu spôsobiť namáhanie v zemi natoľko, že poškodia aj tie najzraniteľnejšie potrubia. Praskanie v dôsledku zlomov, zosuvy pôdy, premena pôdy na bahno a výsledné sadanie a/alebo laterálne rozširovanie, pokles a zdvihnutie podložia môžu spôsobiť väčšie namáhanie zeminy, čo vedie k poškodeniu veľkých plôch zakopaných potrubí. Tabuľka B-1 uvádza údaje o namáhaní zeminy pozorované na celom svete v dôsledku trvalej deformácie zeminy.
Tabuľka B-1 Pozorované namáhanie podložia v dôsledku trvalej deformácie podložia
Požadovaný rozsah zemného napätia pre potrubia je medzi 0,05 % a 4,5 %. V správe Amerického inštitútu pre výskum elektrickej energie z roku 2008 boli uvedené merania deformačnej kapacity materiálu PE4710. Pri teplote 10 °C (50 °F) je priemerná medza klzu potrubia z PE4710 9,9 %, zatiaľ čo priemerná medza ťahového napätia je 206 %. Polyetylénové potrubie sa bude pohybovať v reakcii na pohyb zeme, namiesto toho, aby odolávalo zaťaženiu, ktoré by mohlo spôsobiť zlomenie tuhých alebo krehkých potrubí. Pri väčšine seizmických udalostí sa zvárané (privarené) potrubie z polyetylénu s vysokou hustotou (HDPE) ohne, ale nezlomí sa ani neoddelí (netesné spojenie), čím sa zachová normálne zásobovanie vodou. Treba si uvedomiť, že všetky spojenia PE potrubí s inými konštrukciami, pomocnými zariadeniami a komponentmi môžu byť vystavené vyššiemu rozdielovému zaťaženiu. Spojenie týchto častí by malo byť starostlivo naplánované a navrhnuté tak, aby sa znížilo riziko prasknutia.
Ťahová deformácia v klze potrubia PE4710 je približne dvojnásobná oproti deformácii zeme spôsobenej pozorovanou maximálnou magnitúdou a medzná deformácia PE4710 je viac ako 40-násobná oproti maximálnej deformácii zeme. Výkon získaný teoretickým výpočtom je v súlade s použitím polyetylénového potrubia pri zemetrasení. Zvárané potrubie na prívod vody z HDPE si pri zemetrasení viedli dobre. Tabuľka B-2 uvádza čiastočné pozorovania minulých zemetrasení v Japonsku (Omuro a Himono, 2018).
Tabuľka B-2 Údaje pozorované počas minulých zemetrasení v Japonsku
Mala by sa vyhodnotiť seizmická odolnosť potrubí vrátane húževnatosti, axiálnej deformačnej kapacity, povoleného polomeru ohybu, pevnosti spojov, stability a existujúceho stavu potrubia. Veľké množstvo seizmických skúseností ukazuje, že hlavné potrubia na zásobovanie vodou z HDPE v súlade s normami série ASTM si dokážu udržať normálnu prevádzku za väčšiny seizmických zaťažení. Ak sú požiadavky na seizmickú odolnosť hlavného potrubia na zásobovanie vodou vysoké, malo by sa zvážiť použitie zváraných HDPE rúr, pretože seizmická odolnosť HDPE rúr je spoľahlivejšia a dokážu sa prispôsobiť rôznym namáhaniam podložia spôsobeným zemetraseniami a udržať normálnu prevádzku.
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
Čas uverejnenia: 06.03.2025
