Πώς να εγκαταστήσετε και να συντηρήσετε σωλήνες από χυτοσίδηρο με σφαιροειδές γραφίτη;

Σχεδιασμός πριν από την εγκατάσταση και προετοιμασία του χώρου για σωλήνες από χυτοσίδηρο με σφαιροειδές γραφίτη

Αξιολόγηση χώρου, διάταξη της τάφρου και συμμόρφωση με τα πρότυπα AWWA C600

Η αξιολόγηση του χώρου πρέπει να προηγείται κατά την εγκατάσταση σωλήνων από χυτοσίδηρο, πράγμα που είναι πραγματικά σημαντικό. Η μελέτη της γεωλογίας βοηθά να καθοριστεί ο τύπος του εδάφους με τον οποίο έχουμε να κάνουμε, η θέση του υπόγειου νερού και αν υπάρχουν κρυφά εμπόδια στο έδαφος. Όλες αυτές οι λεπτομέρειες είναι εξαιρετικά σημαντικές για τον κατάλληλο σχεδιασμό των αύλακων και για τον καθορισμό του τρόπου με τον οποίο θα τους στηρίξουμε αργότερα. Κατά τη διάνοιξη των αύλακων, αυτοί πρέπει να ακολουθούν πιστά τις προβλεπόμενες κλίσεις, αλλά ταυτόχρονα να λαμβάνονται υπόψη οι υφιστάμενες υπόγειες γραμμές και οι αβέβαιες συνθήκες του εδάφους. Σύμφωνα με τα πρότυπα της AWWA, οι αύλακες πρέπει να είναι περίπου 1,5 φορά ευρύτεροι από τον ίδιο τον σωλήνα, συν περίπου ένα πόδι. Αυτό παρέχει επαρκή χώρο για την εργασία στις αρθρώσεις, για τον έλεγχο ότι όλα είναι σωστά και για την κατάλληλη συμπίεση του περιβάλλοντος υλικού. Οι τοπογράφοι σήμερα χρησιμοποιούν λέιζερ εξοπλισμό για να διασφαλίσουν ότι οι υψομετρικές διαφορές είναι ακριβείς, διατηρώντας τις αποκλίσεις κάτω του 0,5 %, ώστε το νερό να ρέει σωστά μέσω του συστήματος. Για την πλειονότητα των εργασιών, το έδαφος πρέπει να αντέχει τουλάχιστον 1.500 λίβρες ανά τετραγωνικό πόδι. Εάν δεν πληροί αυτήν την προϋπόθεση, οι εργασιακές ομάδες πρέπει να εφαρμόσουν μέτρα όπως η αποστράγγιση περιττού νερού ή η προσθήκη μείγματος εδάφους καλύτερης ποιότητας για τη σταθεροποίηση της περιοχής.

Σχεδιασμός Υποστρώματος και Ταξινόμηση Εδάφους για Δομική Στήριξη Σωλήνων Από Ελαστικό Σίδηρο

Ο τρόπος με τον οποίο σχεδιάζουμε το υπόστρωμα επηρεάζει σημαντικά την απόδοση των δομών με την πάροδο του χρόνου. Όσον αφορά την επιλογή υλικών, η ταξινόμηση του εδάφους σύμφωνα με το Ενιαίο Σύστημα Ταξινόμησης Εδαφών (USCS) έχει μεγάλη σημασία. Για παράδειγμα, η άμμος ASTM C33 πρέπει να συμπιεστεί τουλάχιστον στο 95% της πυκνότητας Proctor για να κατανέμει κατάλληλα τα φορτία κάτω από το κάτω μέρος των σωλήνων. Σε συνεκτικά εδάφη, όπως τα τύπου CL ή CH, η τοποθέτηση περίπου έξι ιντσών θρυμματισμένου πετραδιού ως υποβάσεως βοηθά στην πρόληψη προβλημάτων ανομοιόμορφης καθίζησης. Η πραγματική γωνία υποστρώματος εξαρτάται από το είδος του φορτίου που θα αντέχει το σύστημα και από τις συγκεκριμένες συνθήκες εδάφους που επικρατούν στην τοποθεσία.

Απαιτείται γεωϋφασματικό υλικό διαχωρισμού στις μεταβάσεις μεταξύ κλάσεων εδάφους για να αποτραπεί η ανάμιξή τους. Το τελικό τεστ παραμόρφωσης — σύμφωνα με το πρότυπο ASTM F1216 — πρέπει να επιβεβαιώνει ότι η οβαλότητα του σωλήνα παραμένει κάτω του 5%.

Ορθή Εγκατάσταση Σωλήνων Από Μαλλιόχυτο Σίδηρο: Σύνδεση, Στοίχιση και Καλύτερες Πρακτικές Εδάφους

Σύνδεση με Ωθούμενη Μέθοδο και Μηχανική Σύνδεση υπό Μεταβλητές Συνθήκες Τοποθεσίας

Η επίτευξη καλής ακεραιότητας των συνδέσεων εξαρτάται πραγματικά από την ακριβή τήρηση των σωστών διαδικασιών βήμα προς βήμα. Κατά την εργασία με συνδέσεις τύπου push-on, βεβαιωθείτε ότι καθαρίζετε προσεκτικά τόσο τον σπιγγότ (spigot) όσο και τον καμπάνα (bell). Εφαρμόστε λιπαντικό μόνο εκεί όπου πραγματικά χρειάζεται — δηλαδή απευθείας στο υλικό της σφραγίδας (gasket). Μην ξεχνάτε επίσης να ευθυγραμμίζετε σωστά τον σπιγγότ κατά την εισαγωγή του στη θέση του, καθώς οι εκκεντρικές εγκαταστάσεις οδηγούν συχνά σε εξώθηση της σφραγίδας, με αποτέλεσμα ενοχλητικές διαρροές σε συστήματα υπό πίεση. Για τις μηχανικές συνδέσεις, οι βίδες πρέπει να σφίγγονται ομοιόμορφα με τη χρήση μοτίβου αστεριού (star pattern), διατηρώντας ακριβώς το ενδιάμεσο κενό των 0,5 ιντσών (inch) μεταξύ των φλάντζών, όπως καθορίζεται από τον κατασκευαστή. Αν υπάρχει νερό στην περιοχή, θα πρέπει να λειτουργούν βυθιζόμενες αντλίες (submersible pumps) για να διατηρούνται στεγνές οι τάφροι κατά την πραγματοποίηση των συνδέσεων. Το φαινόμενο της θερμικής διαστολής αποτελεί επίσης πρόβλημα, ιδιαίτερα για σωλήνες που εγκαθίστανται επίγεια και όπου η θερμοκρασία μεταβάλλεται κατά περισσότερο από 30 βαθμούς Φαρενάιτ (Fahrenheit). Προβλέψτε περίπου 0,25 ιντσών επιπλέον χώρου για κάθε 100 πόδια (feet) σωλήνωσης. Επιπλέον, προσέξτε τις γωνιακές αποκλίσεις κατά την εγκατάσταση· δεν πρέπει να υπερβαίνουν τους δύο βαθμούς από τον κεντρικό άξονα, διαφορετικά θα προκύψουν προβλήματα στο μέλλον.

Επαλήθευση Στοίχισης και Έλεγχος Ανοχών σύμφωνα με το AWWA C151/A21.51

Τα εργαλεία μέτρησης που καθοδηγούνται από λέιζερ ελέγχουν τη στοίχιση αμέσως μετά τη σύνδεση κάθε αρθρώσεως, διασφαλίζοντας ότι όλα ευθυγραμμίζονται οριζόντια και κατακόρυφα σύμφωνα με το σχέδιο. Η βιομηχανία εφαρμόζει επίσης πολύ αυστηρά όρια ανοχής. Για τις γωνίες, πρέπει να διατηρούμε τις αποκλίσεις εντός περίπου 1,5 μοίρας σε κάθε σημείο σύνδεσης. Όσον αφορά τις παράλληλες μετατοπίσεις, δεν επιτρέπεται να υπερβαίνει η απόκλιση την 1 ίντσα (2,54 cm) σε απόσταση 50 ποδιών (15,24 m). Για τις κατακόρυφες κλίσεις, πρέπει να διατηρούμε την απόκλιση εντός ±0,1 ποδιού (±3,05 cm) από τη θέση που καθορίζεται στα σχέδια. Επίσης, έχει μεγάλη σημασία και το βάθος ταφής, ιδιαίτερα στις περιοχές όπου διέρχεται κυκλοφορία. Οι κανονισμοί απαιτούν ελάχιστο βάθος ταφής τριών ποδιών (0,91 m) κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, σύμφωνα με τις οδηγίες του Υπουργείου Μεταφορών (DOT). Αφού τοποθετηθεί η αρχική στρώση επιχώματος πάχους έξι ιντσών (15,24 cm), πραγματοποιείται νέος έλεγχος με τα γάντζα-μαντρέλ (mandrel gauges). Εάν παρατηρηθεί κάποια κάμψη ή στρέψη που υπερβαίνει το 5% της πραγματικής διαμέτρου του αγωγού, πρέπει να διορθωθεί αμέσως, σύμφωνα με τα πρότυπα AWWA C151. Καταγράφονται όλες αυτές οι μετρήσεις με χρήση προγραμμάτων γεωχωρικής χαρτογράφησης, καθώς η τεκμηρίωση είναι απαραίτητη για την τήρηση των κανονισμών και τη διατήρηση ακριβών αρχείων για μελλοντικές εργασίες συντήρησης.

Διαδικασίες μετά την εγκατάσταση: Συμπλήρωση χώματος, υδροστατικός έλεγχος και απολύμανση

Ελεγχόμενη συμπλήρωση χώματος και συμπίεση για πρόληψη παραμόρφωσης σωλήνων από ελαστικό σίδηρο

Η σειρά και ο έλεγχος των εργασιών πλήρωσης είναι κρίσιμοι για τη διατήρηση της κατάλληλης γεωμετρίας και στοίχισης του αγωγού κατά την εγκατάσταση. Αρχίστε τοποθετώντας επιλεγμένο κοκκώδες υλικό, ελεύθερο από πέτρες, υπολείμματα ή παγωμένα κομμάτια, μέχρι περίπου το μισό ύψος του αγωγού. Η συμπίεση πρέπει να πραγματοποιείται σε στρώματα πάχους περίπου 6–8 ιντσών, ενώ το υλικό βρίσκεται στο βέλτιστο επίπεδο υγρασίας του, με στόχο την επίτευξη πυκνότητας τουλάχιστον 95% της τυπικής πυκνότητας Proctor ως βασικό πρότυπο. Σύμφωνα με τις οδηγίες του AWWA M41, οι αγωγοί δεν πρέπει να παραμορφώνονται περισσότερο από 3% υπό φυσιολογικά φορτία εδάφους. Κατά την πλήρωση της περιοχής πάνω από την ονομαζόμενη «γραμμή ελαστικότητας» (springline), η προσωρινή στήριξη γίνεται απολύτως απαραίτητη για να διατηρηθεί ο αγωγός στρογγυλός και σωστά στοιχισμένος καθ’ όλη τη διάρκεια της διαδικασίας. Στα τελικά στάδια, το τοπικό έδαφος συμπιέζεται σε επίπεδα των 12 ιντσών, με ιδιαίτερη προσοχή στις περιοχές που ονομάζονται «πλευρικές υποστηρίξεις» (haunches), ειδικά κοντά στις αρθρώσεις των αγωγών, όπου πρέπει να διατηρείται πλήρης πλευρική στήριξη. Η εμπειρία από πραγματικές κατασκευαστικές εργοταξιακές εφαρμογές έχει δείξει ότι οι κακές πρακτικές συμπίεσης μπορούν να αυξήσουν τον κίνδυνο παραμόρφωσης κατά περίπου 70%, μειώνοντας ενδεχομένως τη χρήσιμη διάρκεια ζωής των εγκατεστημένων συστημάτων αγωγών κατά 15 έως 20 χρόνια, ανάλογα με τις συνθήκες.

Πρωτόκολλα Δοκιμής Υδροστατικής Πίεσης και Συμμόρφωσης με την Απολύμανση με Χλώριο

Μετά την ολοκλήρωση των εργασιών πλήρωσης ακολουθεί η υδροστατική δοκιμή, η οποία πρέπει να συμμορφώνεται με τα πρότυπα AWWA C600. Ο βασικός κανόνας εδώ είναι απλή αριθμητική: πολλαπλασιάστε τη φυσιολογική λειτουργική πίεση του συστήματος επί 1,5 για να λάβετε την απαιτούμενη δοκιμαστική πίεση, και στη συνέχεια διατηρήστε αυτό το επίπεδο για τουλάχιστον δύο ώρες συνεχώς. Κατά τη δημιουργία των τμημάτων δοκιμής, οι τεχνικοί πρέπει να τα απομονώνουν σωστά, χρησιμοποιώντας ακριβώς βαθμονομημένα μανόμετρα πίεσης. Εάν η πίεση μειωθεί κατά περισσότερο από 2 psi σε κάθε 100 πόδια σωλήνα, αυτό συνήθως υποδηλώνει κάποιο πρόβλημα που αξίζει περαιτέρω διερεύνηση. Για σκοπούς απολύμανσης, οι περισσότερες εγκαταστάσεις χρησιμοποιούν συγκεντρώσεις ελεύθερου χλωρίου μεταξύ 10 και 50 mg/L. Αφήστε το να παραμείνει για ολόκληρη μία ημέρα τουλάχιστον, και στη συνέχεια πλύνετε πλήρως όλο το σύστημα μέχρι οι υπολειπόμενες συγκεντρώσεις χλωρίου να είναι σύμφωνες με εκείνες του τοπικού δικτύου ύδρευσης. Κανένα σύστημα δεν τίθεται σε λειτουργία χωρίς να έχει πρώτα επιτύχει τις βακτηριολογικές δοκιμές. Με βάση πραγματικά δεδομένα από το πεδίο, τα συστήματα που ακολουθούν αυστηρά αυτές τις διαδικασίες τείνουν να εμφανίζουν ποσοστό λειτουργίας χωρίς διαρροές περίπου 98% κατά την επιθεώρησή τους μετά από πέντε χρόνια λειτουργίας. Γι’ αυτόν τον λόγο, η τήρηση λεπτομερών αρχείων όλων των αποτελεσμάτων δοκιμών παραμένει εξαιρετικά σημαντική κατά τις αναπόφευκτες επισκέψεις ελέγχου από τις αρμόδιες ρυθμιστικές αρχές στο μέλλον.

Μακροπρόθεσμη συντήρηση και εγγύηση απόδοσης για σωληνώσεις από ελαστικό σίδηρο

Προστασία από διάβρωση: Επένδυση με τσιμεντοκονίαμα, καθοδική προστασία και διπλά συστήματα επικάλυψης

Η διαχείριση της διάβρωσης αποτελεί τη βάση για την επίτευξη διάρκειας ζωής των σωληνώσεων από ελαστικό σίδηρο που υπερβαίνει τα 70 έτη. Τρεις συμπληρωματικές στρατηγικές αποτελούν το βιομηχανικό πρότυπο:

• Επένδυση με τσιμεντοκονίαμα , η οποία εφαρμόζεται στην εσωτερική επιφάνεια, δημιουργεί ένα αλκαλικό στρώμα παθητικοποίησης που μειώνει την εσωτερική διάβρωση έως και κατά 90% σε συστήματα πόσιμου νερού
• Κατοπτρική προστασία , η οποία εφαρμόζεται με χρήση θυσιαστικών ανόδων ή συστημάτων επιβαλλόμενου ρεύματος, αντιμετωπίζει την ηλεκτροχημική εξασθένιση σε επιθετικά εδάφη
• Διπλά συστήματα επικάλυψης , τα οποία συνδυάζουν ενσωμάτωση με πολυαιθυλένιο και αρθρώσεις σφραγισμένες με εποξειδική ρητίνη, παρέχουν ανθεκτική προστασία σε ακραία περιβάλλοντα — συμπεριλαμβανομένων των παράκτιων ζωνών και των εδαφών με υψηλή περιεκτικότητα σε θείο

Η ετήσια επαλήθευση περιλαμβάνει δειγματοληψία του πάχους της επένδυσης και χαρτογράφηση της αντίστασης του εδάφους σύμφωνα με το πρότυπο NACE SP0169, προκειμένου να επιβεβαιωθεί η συνεχής αποτελεσματικότητα της προστασίας.

Παρακολούθηση κατά τη λειτουργία, εγκατάσταση βανών συντήρησης και καλύτερες πρακτικές ανίχνευσης διαρροών

Όταν οι επιχειρήσεις ύδρευσης μεταβαίνουν από την επίλυση προβλημάτων μετά την εμφάνισή τους στην πρόβλεψη προβλημάτων πριν αυτά πραγματοποιηθούν, αλλάζει ολοκληρωτικά η φιλοσοφία της συντήρησης. Η τεχνολογία ανίχνευσης διαρροών με βάση τον ήχο, η οποία χρησιμοποιεί υποβρύχια μικρόφωνα, μπορεί να εντοπίσει διαρροές με ακρίβεια περίπου ενός μέτρου, μειώνοντας κατά περίπου 15% το νερό που χάνεται και δεν χρεώνεται ποτέ. Για τις υπηρεσιακές συνδέσεις, οι σωλήνες απαιτούν ειδικές ενώσεις που πληρούν τα πρότυπα AWWA, ώστε η κύρια γραμμή να διατηρεί την αντοχή της κατά την προσθήκη παρακλάδων. Κατά τη διάρκεια των προγραμματισμένων συντηρήσεων, όπου τα συστήματα είναι εκτός λειτουργίας, αυτά τα μαγνητικά εργαλεία εξέτασης, γνωστά ως «έξυπνα γουρούνια» (smart pigs), μετρούν με εξαιρετική λεπτομέρεια το πόσο λεπτά έχουν γίνει τα τοιχώματα των σωλήνων. Επίσης, είναι απαραίτητη η λήψη ακριβών μετρήσεων πίεσης σε όλο το σύστημα. Όταν συνδυάζονται με μετρήσεις που αφορούν ειδικές περιοχές, τα περισσότερα προβλήματα μπορούν να εντοπιστούν και να επιδιορθωθούν εντός ενός περίπου ημέρας, διασφαλίζοντας την αδιάλειπτη λειτουργία του συστήματος παρά την αναπόφευκτη φθορά που επέρχεται με τον καιρό.