Цэцгийн үсгийн цолуудын (ПЭ) ашиглалтадхь ус, газ тархах бүс нарийвчлан ажиллах хэрэглээний санхүүгийн зорилго

Орчин үеийн инфраструктурын PE хоолойн найдвартай байдал, урт нас

Өндөр стресст орчинд PE хоолойн ус алдахгүй байх чадвар ба ажиллагаа

Полиэтилен хоолой нь үйлдвэрлэлдээ шовхгүй, молекулууд нь хоорондоо холбогддог тул ус алдахаас сайн хамгаалдаг. Хугацааны туршид стрестэй ажиллах хувьд эдгээр хоолойн цэврүүжих эсэргүүцэл ISO-ийн 2023 оны стандартын дагуу ойролцоогоор 27 МПа бөгөөд энэ нь гэнэт даралт ихсэх үед бөх ширэмэн хоолойг бараг 40%-иар даван гардаг. PE хоолойг илүү онцлог болгох нь тэдгээрийн уян хатан чанар юм. Хоолойн хэсгүүдийн хоорондох шовхийг задлахгүйгээр ойролцоогоор 20 градус нугаламал зөөлөн байдаг тул инженерчид газар хөдлөлт ихтэй буюу улирлын турш газар ердийн шилжилт хийдэг газруудад суурилуулахыг ихэд дурдаг.

PE хоолойн үйлчилгээний нас: Талбайн өгөгдлөөр баталгаажсан 50—100 жил

Талбайн судалгаа нь PE100 хоолой 60 жилийн үйлчилгээний дараа анхны түржилтийн даралтын 95%-ийг хадгалж байгааг харуулж байна. Энэ нь 2024 оны Нийгмийн Амьдралын Үе Шатны Гүйцэтгэлийн Судалгаа . Үүнээс гадна, уул уурхай ажиллагааны үеэр 1979 оноос хойш суурилуулсан 1,240 км PE хийний хоолойд коррозийн улмаас гарах гэмтэл тэг байгаа тухай мэдээлэл гарч, энэ нь ASME B31.8-2023 стандартыг хангасан юм.

Шорооны янз бүрийн нөхцөл ба гадаад ачааллын дорх үзүүлэлт

PE хоолойнууд деформацид оралгүйгээр дэлхийн ачааллыг м² тутамд 25 кН хүртэл тэсвэрлэж чаддаг бөгөөд энэ нь тогтворгүй шороотой болон хөндийн хэсгийн шороонд маш чухал. Тэдний 630% хүртэл суналтын харьцаа (ASTM D638) цас хаялт, хөлдөх циклд трещин үүсэхээс сэргийлдэг бөгөөд PVC-ийн хамгийн их суналт 150% байдагтай харьцуулахад илүү сайн үзүүлэлттэй.

Туршлагын жишээ: Европын усны сүлжээнд Гурван Аравтын Тавилан Үйлчилсэн

Герман улсад ойролцоогоор 2.4 сая хүнд үйлчилдэг хотын усны систем байдаг бөгөөд тэд гурван арван жилийн турш чуслалтын жилийн түвшинг зөвхөн 0.03%-д багасгахад полимерийн хоолой (PE) руу шилжсэнээр чинь энэ амжилтыг гаргасан. Энэ нь цуврамтгай төмөр ашигладаг байсан өмнөхтөй харьцуулахад жинхэндээ зургаан дахин илүү сайн юм. Тоо мэдээ өөрөө өөртөө яриад байна. Олон улсын хоолойн судалгааны хүрээлэнгийн судалгаанаас үзэхэд полиэтилен хоолойн холболтод металлынхаас 12 дахин бага асуудал гардаг. Тэдний 2022 оны усны сүлжээний шинжилгээ үүнийг мөн хүчтэй дэмжиж байсан.

PE хоолойн исэлдэлтээс хамгаалах чадвар ба орчин үеийн тэсвэрт чадал

Металл хоолойн системүүдтэй харьцуулахад PE хоолойн илүү нарийн исэлдэлтээс хамгаалах чадвар

Металл хоолойд харьцуулахад PE нь зэврэлт, цахилгаан химийн задралаас бүрэн тусгаарлагдсан бөгөөд эдгээр нь усны гол хоолойн гэмтлийн 34%-ийг эзэлдэг (AWWA 2024). Энэ нь хамгаалагч давхарга эсвэл катодын хамгаалалтыг шаардахгүй. Хурц зэврүүлэгч шороонд PE хоолойн урсгал алдалтгүй ажиллах үзүүлэлт 98.7% байдаг бол цементийн давхаргатай бөх чуглуун чулууны хувьд энэ 81.2% байдаг (Water Infrastructure Group 2023).

Энэ идэвхгүй шинж чанар нь PE-г дараах тохиолдолд тохиромжтой болгодог:

• Далайн ус орох бүс
• Үйлдвэрийн бохир усны системүүд
• Хөдөө аж ахуйн бүс, бордооны урсгал бүхий газрууд

Одоогийн смолын найрлагаар PE нь pH-ийн түвшинд 1.5-с 14 хүртэл тэсвэртэй байдаг бөгөөд шар будаггүй сталийн хувилбартай харьцуулахад амьдралын мөчлөгийн зардлыг 29%-иар бууруулдаг (Journal of Pipeline Systems 2024).

Таван цэгийн бүс ба химийн хурц үйлчлэл бүхий шорооны орчинд тохиромжтой

Цэвэр усны системд полимерийн хоолой нь давстай усанд орших үед 7-12 жилийн дотор задардаг метал хоолойгоос ялгаатай бөгөөд энэ нь далайн эргийн бүс нутагт илүү сайн ажилладаг (Далайн инфраструктурын тайлан 2024). Флоридагийн арлуудад давстай шороонд 40 жил ашигласан ч PE100 хоолойд илрээгүй коррозийн гэмтэл гарсангүй.

Үндсэн химийн эсэргүүцэл:

2023 онд 142 цэвэр усны төслүүдийн судалгаа хийснээр полимерийн систем нь эпоксидон хучилттай гангаас 73% бага засвар хэрэгцэдэг бөгөөд урсгалын чадавхыг 99.4% хадгалдаг. Химийн үйлдвэрт нийлмэл полимерийн хоолой нь FRP-ийн оронд ашиглахад аюулт үзэгдлийг 82% бууруулсан ( Rainfaun-ийн талын өгөгдөл ).

Халуун нэгтгэлээр шүүрэлгүй холболт болон системийн бүтэн байдлыг хангах

Халуун нэгтгэл нь бүтэн бус, шүүрэлгүй PE хоолойн холболтыг үүсгэдэг

Халуун цэгцлэх буюу хайлж нэгтгэх аргаар зэсийн шинж чанартай, нэг бүтэцтэй холболтуудыг үүсгэж, даралтанд туршихад 99,8% нэгдмэл байдлыг хангана (ASTM F2620-23). Механик холболтоос ялгаатай нь энэхүү хайлж нэгтгэсэн холболтууд сул талыг бүрэн арилгана. Нийслэл хотуудын мэдээллээр 15 жилийн хугацаанд механикаар холбосон системүүдтэй харьцуулахад нэгтгэсэн PE системд урсгал 63%-иар бага тохиолддог (Усны инфраструктурын тайлан 2023).

Ус ба хийн аюулгүй байдлын стандартад механик холболтын давуу тал

Нэгтгэсэн PE холболтууд 10 бар хүртэлх даралтанд бүрэн бат бөх чанар хадгалж, резин халхавчтай системийн 6—8 бар хязгаарыг давна. Энэ нь NSF/ANSI 61 болон AGA-ийн аюулгүй байдлын стандартад нийцэх боломжийг олгоно. Талын өгөгдлөөр нийлүүлсэн PE сүлжээнд шургуулгатай сталь хоолойнуудтай харьцуулахад метан ялгаралт 82%-иар бага байдаг (Хоолойн аюулгүй байдлын судалгаа 2022).

Дэлхийн хандлага: Орчин үеийн хий дамжуулах кодод нэгтгэсэн холболтыг хэрэглэх

Германы DVGW G 462-2021 стандартын дагуу, хуванцар хийний хоолойд халуун бэлтгэлийн нэгдэлтийг одоогоор 31 орон шаардаж байна. 2024 оны АНУ-ын PHMSA-ийн шинэчлэлт нь өмнө нь зөвхөн ган хоолойд зөвшөөрөгдөж байсан 12 дюймийн хийний гол сүлжээнд PE хоолойг нэгтгэх боломжийг олгосон. Европын EN 1555-3 шинэчлэл нь устөрөгч хольцонтой хийн системд зориулсан нэгдэлтийн чанарын хяналтыг оруулсан бөгөөд PE100-ийн хэрэглээг хурдасгаж байна.

Хот ба хүнд нөхцөлд суурилуулалтын уян хатан чанар ба үр ашшиг

Полиэтилен (PE) хоолойн нугалах чадвар нь уламжлалт материалуудаас 10—20% илүү бөгөөд сложный городских планировках болон байгалийн хэцүү нөхцөлд суурилуулах боломжийг олгоно. Ингэснээр урсгалын үр ашгийг ихэд хэмнэх боломжтой. Энэ нь холболтын деталийн хэрэгцээг бууруулж, суурилуулалтын хугацааг талын 35% хүртэл багасгадаг байна.

Нугалах чадвар ба шигшүүр хадгалах нь тээвэрлэлт, ачаалалтын зардлыг бууруулдаг

Полиэтилен (PE) хоолойнуудыг жинхэнэ диаметрт нь зөвхөн 24 дахин их байдлаар багтаахуйц шиг бага зээний ороомог болгон ороож болдог. Энэ нь практик агуулгатай юу гэвэл, энгийн 40 футын тавцан дээр ачаалахад сталь хоолойн оронд бараг гурван дахин илүү урт хоолой багтах боломжтой. 2022 оны дэд бүтцийн судалгааны мэдээллээр логистикийн хувьд PE хоолойг ороомог хэлбэрээр ашиглах нь тээврийн үед түлшний зардлыг тус бүрээр 18-22 хувь хэмнэдэг. Мөн талбайн ажилчид өөр нэг сонирхолтой зүйлийг хэлж байна: PE материал маш хялбар муруйддаг тул PVC материалаар ажиллах үед хийдэг зовиуртай холболтуудын ойролцоогоор 40 хувийг хэмнэж болдог.

Чиглэлтэй бургилж, хонхор хийхгүй аргаар хотын нарийн зайг суурилуулах

PE-ийн уян хатан чанар нь 45°-аас илүү муруйлт өнцгийн чиглэлд шахах боломжийг олгох бөгөөд энэ нь бетон хоолойн хязгаараас 63% илүү сайн. Худалдааны шугамуудыг PE хоолойр шууд солих аргаар солиход хотууд замын хаалтыг 31%, иргэдийн гомдол гаргалтыг 19%-иар бууруулсан. Чичирхийллийн бүсэд PE хоолой 9% хүртэлх хажуу чичирхийлтийг задрахгүй тэсвэрлэх чадвартай бөгөөд энэ нь шархлаагүй төмрийн 3%-ийн заагийг давж гарна.

Амьдралын мөчлөгийн өртгийн үр ашгийг хангах, ус ба хийн сүлжээнд хэрэглэх

Нийт зардлын хэмнэлт: суурь суурилагдсан суурь өртгийн шинжилгээний үзүүлэлтээр суурь суурилагдсан суурь өртгийн бага зардал

Амьдралын мөчлөгийн өртгийн шинжилгээ (LCCA) нь PE хоолой нь уламжлалт материалтай харьцуулахад 20—30% бага нийт зардал шаарддагийг харуулж байна. 2024 оны үндсэн дэд бүтцийн тэгшитгэлийн тайлан 10,000 хоолойн суурилуулалтыг судалсан судалгаа нь 50 жилийн туршид PE систем нэг метр тутамд $182-оор бага засвар үйлчилгээний зардал шаарддагийг олжээ. Энэ нь урсгалтгүй байдал ба холболтын найдвартай байдлаас шалтгаална.

Усны хангамжид хэрэглэх: PE80 ба PE100-тэй бага нягттай газрын хоолойгоос эхлээд томоохон хотын гол суваг хүртэл

PE80 нь газар нутгийн хөдөлмөр байдал хэзээ ч тогтвортой байдаггүй орон зайд суурилуулахад хялбар болгодог нь ихэвчлэн ашигладаг. PE100 нь илүү өндөр нягтшлыг (≥1,000 кг/м³) бүхий, хотын 25 бар даралт хүртэлх үндсэн шугамд ашиглах боломжийг олгоно. Мюнхений 2022 оны усны системийн шинэчлэлтийг хийхдээ өндөр ачаалалтай бүсэд хуучирсан металл хоолойг PE100-аар солиход зардлыг 18% хэмнэсэн.

Том диаметртэй усны болон өндөр даралттай хийн системд PE100-ийн ашиглалт нэмэгдэж байна

Инженерчлэлийн мэргэжилтнүүд одоогоор 1,200 мм-ээс давсан диаметртэй усны хоолой болон 16 бар даралтанд ажилладаг хийн системд PE100-ийг илүү ихээр сонгож байна. ISO 9080 стандартын дагуу 80°C температурт жилд 0.25 мм-ээс бага хагарлын удаан өсөлттэй байдал нь далайн эцсийн LNG төвүүдийн хүрээнд түгээмэл тохиолддог давстай хөрсөнд ялангуяа үр дүнтэй ажилладаг.

Хэт өндөр болон бага температурт тэсвэрт чанар ба харилцах чадвар

PE хоолойнууд -40°C-с 60°C хүртэлх температурт найдвартай ажиллах бөгөөд AS/NZS 4130 болон EN 12201 стандартыг хангана. Катарын 2023 оны хийн дэд бүтцийн төсөл нь PE100 материал -30°C-с 50°C хүртэлх 10 удаагийн термик циклд дараа нь суналтын чадварын 95%-ийг хадгалдаг байна гэж баталгаажуулсан бөгөөд цөлөн бүсийн хэт хүйтэн нөхцөлд ажиллах чадварыг баталгаажуулсан.

Түгээмэл асуулт

PE хоолой хэдэн жил ашиглагдах боломжтой вэ?

Орон нутгийн өгөгдлүүдийн дагуу PE хоолой 50-100 жилийн турш ашиглагдах боломжтой.

PE хоолойг химийн идэвхтэй орчинд ашиглахад тохиромжтой юу?

Тийм ээ, PE хоолой химийн задралаас сайн тэсвэрлэдэг бөгөөд далайн усны бүс, бордоотой хөдөө аж ахуйн газрууд зэрэг орчны хувьд маш тохиромжтой.

PE хоолойн суналт болон суурилуулах явцад ямар давуу талуудтай вэ?

PE хоолой илүү сайн суналттай байдаг тул холболтын хэсгийн шаардлагыг багасгаж, нарийн хот суурин болон чичирхийллийн бүсэд суурилуулах боломжийг олгодог.

PE хоолойд халаалтын нэгдэлтийн холболтыг яагаад илүүд үздэг вэ?

Халаалтын нэгдэлт нь бүтэн бие, уусгаргүй холболт үүсгэх бөгөөд механик холболтоос илүү найдвартай бөгөөд уусгалт багатай байдаг.

Өндөр ачаалалтай орчинд PE хоолой хэрхэн ажилладаг вэ?

PE хоолой нь маш сайн хүндийн эсэргүүцэлтэй бөгөөд шархлахуйц чугуухай хоолойгоос бараг 40%-иар илүү даралтын гэнэт нэмэгдэлд тэсвэртэй байдаг.