Cum se instalează și se întrețin conductele din font ductil?

Planificarea prealabilă instalării și pregătirea terenului pentru conductele din font ductil

Evaluarea terenului, trasarea tranșeei și conformitatea cu standardele AWWA C600

Evaluarea amplasamentului trebuie să aibă prioritate la instalarea conductelor din fontă ductilă, este de fapt o etapă foarte importantă. Analiza geologiei ajută la identificarea tipului de sol cu care avem de-a face, a nivelului apelor subterane și a eventualelor obstacole ascunse din adâncime. Toate aceste detalii sunt esențiale pentru proiectarea corectă a tranșeelor și pentru stabilirea modalităților de susținere ulterioară. La trasarea tranșeelor, acestea trebuie să respecte cât mai fidel pantele planificate, dar trebuie, de asemenea, să țină cont de rețelele subterane existente și de condițiile necorespunzătoare ale terenului. Conform standardelor AWWA, lățimea tranșeelor trebuie să fie de aproximativ 1,5 ori diametrul conductei, plus circa un picior (30 cm). Această lățime asigură suficient spațiu pentru lucrul la îmbinări, verificarea calității execuției și compactarea corespunzătoare a materialului înconjurător. În prezent, topografi folosesc echipamente cu laser pentru a asigura precizia cotelor, menținând abaterile sub 0,5 %, astfel încât apa să curgă corect prin sistem. Pentru majoritatea lucrărilor, terenul trebuie să suporte cel puțin 1.500 de lire pe picior pătrat (71,8 kPa). Dacă nu îndeplinește această cerință, echipajele trebuie să execute măsuri precum pomparea excesului de apă sau aducerea unor amestecuri de sol de calitate superioară pentru a stabili zona.

Proiectarea patului de fundare și clasificarea solurilor pentru susținerea structurală a conductelor din font ductil

Modul în care proiectăm patul de fundare are un impact major asupra performanței structurilor pe termen lung. În ceea ce privește alegerea materialelor, clasificarea solurilor conform Sistemului Unificat de Clasificare a Solurilor este foarte importantă. De exemplu, nisipul conform standardului ASTM C33 trebuie compactat la cel puțin 95 % din densitatea Proctor pentru a distribui corespunzător încărcările sub partea inferioară a conductelor. În cazul solurilor coezive, cum ar fi tipurile CL sau CH, așezarea unui strat de aproximativ 15 cm de piatră spartă ca bază secundară contribuie la prevenirea problemelor de tasare neuniformă. Unghiul efectiv al patului de fundare depinde de tipul de încărcare pe care sistemul o va suporta și de condițiile specifice ale solului de pe amplasament.

Este necesară o geotextilă de separare la tranzițiile dintre clasele de sol pentru a preveni amestecarea acestora. Testarea finală a săgeții — conform ASTM F1216 — trebuie să confirme că ovalitatea țevii rămâne sub 5%.

Instalarea corectă a țevilor din fontă ductilă: îmbinarea, alinierea și cele mai bune practici de teren

Asamblarea îmbinărilor cu împingere și a îmbinărilor mecanice în condiții variabile de șantier

Obținerea unei integrități optime a îmbinărilor depinde într-adevăr de urmarea corectă, pas cu pas, a procedurilor adecvate. Când lucrați cu îmbinări de tip push-on, asigurați-vă întâi că atât partea spigot, cât și cea bell sunt curățate temeinic. Aplicați lubrifiantul doar acolo unde este cel mai necesar — direct pe materialul garniturii. Și nu uitați să aliniați corect partea spigot în momentul introducerii acesteia în poziție, deoarece montajele excentrice conduc adesea la extrudarea garniturii, ceea ce provoacă acele scurgeri frustrante în sistemele sub presiune. Pentru îmbinările mecanice, piulițele trebuie strânse uniform, folosind o schemă în stea, păstrând exact jocul de 0,5 inch între flanșe, conform specificațiilor producătorului. Dacă există apă în zonă, pompele submersibile trebuie să funcționeze pentru a menține șanțurile uscate în timpul realizării racordurilor. Expansiunea termică devine, de asemenea, o problemă, în special pentru conductele instalate în aer liber, unde variația temperaturii depășește 30 de grade Fahrenheit. Asigurați un spațiu suplimentar de aproximativ un sfert de inch la fiecare 100 de picioare de conductă. Și aveți grijă de devierile unghiulare în timpul instalării: acestea nu trebuie să depășească două grade față de axa centrală, altfel vor apărea probleme ulterior.

Verificarea alinierii și controlul toleranțelor conform AWWA C151/A21.51

Instrumentele de măsurare ghidate de laser verifică alinierea imediat după ce fiecare îmbinare este realizată, asigurându-se că toate elementele sunt corect aliniate atât pe orizontală, cât și pe verticală, conform proiectului inițial. Industria impune, de asemenea, toleranțe foarte stricte în acest domeniu. Pentru unghiuri, trebuie să menținem abaterile în limite de aproximativ 1,5 grade la fiecare punct de conexiune. În ceea ce privește decalajele paralele, nu se admite o deviere mai mare de un inch (2,54 cm) pe o distanță de 50 de picioare (aproximativ 15,24 m). Pentru pantele verticale, abaterile acceptabile sunt de ±0,1 picior (±3,05 cm) față de valorile prevăzute în planuri. Adâncimea de îngropare are, de asemenea, o importanță deosebită, în special în zonele traversate de trafic. Reglementările cer ca adâncimea minimă de îngropare să fie de cel puțin trei picioare (aproximativ 0,91 m) sub nivelul solului, conform ghidurilor DOT. După ce primele șase inch (aproximativ 15,24 cm) de material de umplutură sunt așezate, efectuați o nouă rundă de verificări cu ajutorul calibrelor mandrină. Dacă apare o curbare sau o răsucire care depășește 5% din diametrul real al țevii, aceasta trebuie corectată imediat, conform standardului AWWA C151. Înregistrați toate aceste valori folosind programe de cartografiere geospațială, deoarece documentarea este esențială pentru respectarea reglementărilor și pentru menținerea unor înregistrări adecvate destinate întreținerii viitoare.

Proceduri post-instalare: umplerea cu material de umplutură, încercarea hidrostatică și dezinfectarea

Umplerea cu material de umplutură și compactarea controlate pentru a preveni devierea conductelor din fontă ductilă

Secvențierea și controlul operațiunilor de umplere sunt esențiale pentru menținerea unei geometrii și aliniere corespunzătoare a conductelor în timpul instalării. Începeți prin așezarea unui material granular selectat, liber de pietre, deșeuri sau bucăți înghețate, până la aproximativ jumătate din înălțimea conductei. Compactarea trebuie efectuată în straturi („lifts”) cu o grosime de circa 15–20 cm, în timp ce materialul se află la nivelul său optim de umiditate, având ca țintă o densitate minimă de 95 % față de densitatea Standard Proctor. Conform ghidurilor stabilite în AWWA M41, deformarea conductelor nu trebuie să depășească 3 % sub încărcările normale ale solului. La umplerea zonei situate deasupra liniei de început („springline”), sprijinirea temporară devine absolut necesară pentru a menține forma circulară și alinierea corectă a conductei pe întreaga durată a procesului. În etapele finale, solul nativ este compactat în straturi de 30 cm, acordându-se o atenție deosebită zonelor denumite „haunches” (zonele laterale inferioare ale conductei), în special în apropierea îmbinărilor conductelor, unde trebuie asigurat un sprijin lateral complet. Experiența dobândită pe terenuri reale de lucru a demonstrat că practicile deficiente de compactare pot crește, de fapt, riscul de deformare cu aproximativ 70 %, reducând potențial durata de viață utilă a sistemelor de conducte instalate cu 15–20 de ani, în funcție de condițiile specifice.

Protocoale de testare la presiune hidrostatică și conformitate cu dezinfecția cu clor

După finalizarea lucrărilor de umplere cu material de spate urmează încercarea hidrostatică, care trebuie să respecte standardele AWWA C600. Regula de bază este o simplă operație matematică: înmulțiți presiunea normală de funcționare a sistemului cu 1,5 pentru a obține presiunea de încercare necesară, apoi mențineți această valoare timp de cel puțin două ore consecutive. La configurarea secțiunilor de încercare, tehnicienii trebuie să le izoleze corespunzător, folosind manometre calibrate cu precizie. Dacă scăderea presiunii depășește 2 psi la fiecare 100 de picioare de conductă, acest lucru indică, de obicei, prezența unei probleme care merită investigată mai amănunțit. Pentru dezinfecție, majoritatea instalațiilor utilizează concentrații de clor liber între 10 și 50 mg/L. Lăsați soluția să acționeze timp de cel puțin o zi întreagă, apoi spălați întregul sistem în mod exhaustiv până când nivelul rezidual de clor devine identic cu cel al apei furnizate de rețeaua locală. Niciun sistem nu este pus în funcțiune fără ca, în prealabil, să treacă testele bacteriologice. Analizând datele reale din teren, sistemele care respectă în mod riguros aceste proceduri tind să prezinte aproximativ 98 % funcționare fără scurgeri la inspecțiile efectuate la cinci ani de exploatare. De aceea, păstrarea unor înregistrări detaliate privind toate rezultatele încercărilor rămâne extrem de importantă în timpul verificărilor reglementare inevitabile care vor avea loc ulterior.

Întreținere pe termen lung și asigurare a performanței sistemelor de conducte din fontă ductilă

Protecție anticorozivă: încăpere cu mortar de ciment, protecție catodică și sisteme duble de înveliș

Gestionarea coroziunii este fundamentală pentru atingerea duratei de viață a conductelor din fontă ductilă, care depășește 70 de ani. Trei strategii complementare constituie standardul de industrie:

• Încăperea cu mortar de ciment , aplicată pe suprafața interioară, creează un strat pasiv alcalin care reduce coroziunea internă cu până la 90 % în sistemele de apă potabilă
• Protecție catedrală , implementată prin anodi sacrificabili sau sisteme cu curent impus, contracarează degradarea electrochimică în soluri agresive
• Sistemele duble de înveliș , care combină învelișul din polietilenă cu îmbinări sigilate cu epoxid, oferă o protecție robustă în medii extreme – inclusiv în zonele costiere și în solurile cu conținut ridicat de sulfuri

Verificarea anuală include eșantionarea grosimii încăperii și cartografierea rezistivității solului conform standardului NACE SP0169, pentru validarea eficacității continue a protecției.

Monitorizare în timpul exploatării, instalare a racordurilor de serviciu și cele mai bune practici pentru detectarea scurgerilor

Când operatorii de utilități trec de la remedierea problemelor după apariția acestora la previziunea acestora înainte de producerea lor, întreaga abordare a întreținerii se schimbă profund. Tehnologia de detectare a scurgerilor bazată pe sunet, care utilizează microfoane subacvatice, poate localiza scurgerile cu o precizie de aproximativ un metru, reducând astfel pierderile de apă nefacturată cu aproximativ 15%. Pentru racordurile de serviciu, conductele necesită racorduri speciale care să respecte standardele AWWA, astfel încât conducta principală să-și păstreze rezistența atunci când se adaugă ramificații. În timpul întreținerii planificate, când sistemele sunt scoase temporar din funcțiune, aceste instrumente de inspecție magnetice, denumite „smart pigs”, măsoară cu o precizie excepțională gradul de subțiere a pereților conductelor. Obținerea unor citiri corecte ale presiunii în întregul sistem este, de asemenea, esențială. În combinație cu măsurarea consumului pe zone specifice, majoritatea problemelor pot fi identificate și remediate într-o zi sau două, asigurând funcționarea continuă și eficientă a sistemului, în ciuda uzurii inevitabile în timp.