在每個(gè)自來水公司的工具箱中都能找到修補(bǔ)套管。利用它們可以快速修理漏損的水管而無需更換管道。修復(fù)套管的材質(zhì)一般為含鉬的316不銹鋼,它們可以減少水資源浪費(fèi),這是鉬幫助保護(hù)地球資源的又有一個(gè)方式。
公元97年, 羅馬皇帝涅爾瓦奧古斯都任命弗朗提努斯擔(dān)任羅馬市水務(wù)長官,羅馬是有800多年歷史的古城,在當(dāng)時(shí)供水系統(tǒng)已相當(dāng)完善。九條水渠將Tiber河和其它水源的水送入城,城內(nèi)還有許多水井供人們?nèi)∷脊艑W(xué)家估計(jì)每天的供水量大約在50-100萬立方米,粘土瓦、鉛管和明渠與水箱、池塘和水庫相連,將水送到城內(nèi),人口最多時(shí)達(dá)100萬。作為對比,如今的東京水務(wù)局,每天要保證1250萬人400萬立方米的用水量。
據(jù)羅馬市溝渠史資料記載,弗朗提努斯擔(dān)心由于各種原因造成的水資源短缺,例如干旱、城市擴(kuò)張、羅馬各種噴泉和洗浴的需求、舊管道漏水、最重要的是偷水行為造成水費(fèi)損失。水資源浪費(fèi)和可能出現(xiàn)的缺水目前依然困擾著城市,目前羅馬面臨著干旱,漏水和偷水造成的水損失達(dá)44%。當(dāng)然,這些問題不僅出現(xiàn)在古羅馬,全球各大城市都是如此。
美國自來水廠協(xié)會(AWWA)制定了新管道的漏損標(biāo)準(zhǔn),適用于管道安裝和測試階段。允許的漏損量根據(jù)水管直徑、長度、接頭數(shù)量和水壓而定。服役時(shí)間、地殼運(yùn)動、管道偏斜和腐蝕、墊圈老化等,都是造成漏水的因素。許多城市都制定了控制漏損和管道更換計(jì)劃。水管使用30-50年后一般要考慮更換,但是,再好的計(jì)劃也抵擋不了自然的力量。低腐蝕率材料制成的水管在穩(wěn)定的土壤中使用壽命可以長達(dá)100年以上,卻僅有少量漏水或根本不漏水,而管道如果在不穩(wěn)定的環(huán)境中,可能使用25年就需要更換。
老舊系統(tǒng)的漏水率一般比較高。例如,華盛頓特區(qū)的供水系統(tǒng)已經(jīng)有100年的歷史,輸水管道的漏水率大約是35%,而位于華盛頓以南的新興城鎮(zhèn)Fairfax,漏水率不到3%,因?yàn)檫@里的管道較新,而且當(dāng)?shù)赜型晟频木S修計(jì)劃和人力物力資源。
美國城市供水管道總長大約有160萬公里。每年需要修理、更換或安裝的管道大約2.1萬公里。其中,大部分管徑為100-500mm,用于較小的主管道和配水管道。
供水主管道的漏損會在短時(shí)間內(nèi)造成大量水的損失
出現(xiàn)漏水點(diǎn)時(shí),更換管道并不容易,因?yàn)楣艿缆裨诘叵拢疫€連接在帶壓力的供水管網(wǎng)上。一個(gè)經(jīng)濟(jì)有效的方法是修補(bǔ)漏點(diǎn)。
不銹鋼長久以來在修補(bǔ)滲漏管道方面起著重要作用,不需要局部更換,也不需要把漏水管整根挖出。該方法是用不銹鋼套管管箍緊固滲漏管道,不用焊接,也不用套絲。就好像在手指上纏了一個(gè)創(chuàng)可貼。內(nèi)襯橡膠墊圈的304或316不銹鋼管箍圍繞著管道的漏水部位被緊固。卡緊管卡或管箍,水管外部的密封壓力大于管內(nèi)壓力,從而達(dá)到止漏的效果。
套管的應(yīng)用范圍很廣,幾乎適用于所有管徑,大多用于300mm以上的管道。也可以用作分支三通和一般性修理,甚至可以用來加固混凝土管道。當(dāng)加裝閥門需要切斷水泥管中的鋼筋時(shí),用這種管箍可以增強(qiáng)管道的強(qiáng)度。有一個(gè)城市已經(jīng)在直徑1200mm的混凝土管上使用了這種套管管箍。維修管箍的最大優(yōu)點(diǎn)是易采購,成本低,經(jīng)濟(jì)耐用和便于安裝。
316不銹鋼修補(bǔ)套管管箍用于管道堵漏而無需更換管道 ? JCM工業(yè)公司
套管的材質(zhì)幾乎全部為不銹鋼,最常用的牌號是304,它適用于多種土壤。但是,當(dāng)遇到腐蝕性土壤時(shí),應(yīng)當(dāng)采用含鉬316不銹鋼,因?yàn)樗途鶆蚋g和點(diǎn)蝕性能更好。最近,一些制造商正在提供含鉬雙相不銹鋼2205套管,作為316套管的高級替代品。2205雙相不銹鋼的強(qiáng)度是316的兩倍以上,耐應(yīng)力腐蝕斷裂和均勻腐蝕能力優(yōu)異。高強(qiáng)度很重要,因?yàn)橥鈱拥慕饘偬坠芤惺芎艽蟮膽?yīng)力,才能使橡膠襯套起到密封作用。
一些制造商為關(guān)鍵應(yīng)用提供套管的定制設(shè)計(jì)和制造服務(wù)。例如,有一個(gè)供應(yīng)商承接了一個(gè)高難度水下維修項(xiàng)目,美國南卡州查爾斯頓市610mm口徑的高密度聚乙烯(HDPE)塑料管道出了問題。這條輸水主干管的壓力4.8巴,熔焊接頭開裂,故障點(diǎn)位于港口水下7.5米處。
查爾斯頓市政工程部門原計(jì)劃采用庫存的304管箍和涂層碳鋼限制器。但是為了一勞永逸,他們希望采用更堅(jiān)固的套管管箍,以承受高應(yīng)力,并保證長期的使用性能。他們請制造廠設(shè)計(jì)制造一種新的管套,把維修管箍全部封裝起來,并做了一種限制器,釋放延長塑料管上的應(yīng)力。除了設(shè)計(jì)和加工新的316套管管箍,還包括試驗(yàn)7.5米水下安裝的演習(xí)。這種新型套管管箍于2004年安裝,使用效果非常好,至今沒有出現(xiàn)任何問題。
技術(shù)人員正在對水下安裝進(jìn)行地面演練,模擬安裝定制的316不銹鋼維修套管管箍
? charleston commissioners of public works
技術(shù)人員正在審查正確的安裝步驟 ? charleston commissioners of public works
不銹鋼修補(bǔ)套管用于城市供水管堵漏已經(jīng)有幾十年。隨著缺水情況日益突顯,水務(wù)部門加大力度減少水漏損。同時(shí),由于供水設(shè)施老化,再加上全面更換資金不足,維修工作量越來越大,因此,未來修補(bǔ)套管的作用會越來越重要。
不銹鋼波紋輸水管道--水漏損的終結(jié)者
水漏損最主要的原因是陳舊管道的滲漏和爆管,以及管件的松動或腐蝕。全球平均25-30%的水在輸送過程中流失。在歐洲,平均26%的水被損失掉,在世界其他地區(qū),無收益水量(NRW)比率高達(dá)70%。在美國,一個(gè)3.84億美元、為期20年的公共水系統(tǒng)投資計(jì)劃中,2/3被指定用于改善給水管網(wǎng)系統(tǒng)。
無收益水量(NRW)可以定義為供水企業(yè)生產(chǎn)(或購買)和輸送的未產(chǎn)生收入的水,基本上是系統(tǒng)投入減去計(jì)費(fèi)消耗。未計(jì)費(fèi)或未經(jīng)許可的消費(fèi)和儀表誤差占NRW的一小部分,NRW最大的部分是由于爆管和滲漏造成的水損失。
印度加爾各答的人們排隊(duì)從水車取水
更換舊管道是顯而易見的解決方案,但是更換成什么管道呢?為了確保提供優(yōu)質(zhì)飲用水且具有很長的使用壽命,管道材料必須比鋼鐵和塑料具有明顯的優(yōu)勢。連接主管道與水表的傳統(tǒng)管道需要眾多彎頭和配件。接頭易受墊圈老化、地殼運(yùn)動、地面交通振動和地震的影響,隨著時(shí)間的推移,所有這些因素都會造成滲漏。而不銹鋼波紋管道不需要接頭,免除了造成滲漏的隱患。實(shí)踐證明,采用不銹鋼波紋管道使水漏損的可能性降低75–80%。
含鉬不銹鋼還有其他優(yōu)點(diǎn):
東京安裝316不銹鋼波紋管供水管道?Tokyo Waterworks
自1983年以來東京不銹鋼輸水管道安裝比例與修理次數(shù)、漏損率之間的相關(guān)關(guān)系
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