De belangrijkste doelstellingen van het verbeteren van de seismische prestaties van waterleidingen zijn tweeledig: ten eerste om de watertransportcapaciteit te waarborgen en waterdrukverlies in een groot gebied te voorkomen, zodat brand en kritieke faciliteiten in noodgevallen van water kunnen worden voorzien; ten tweede om de schade aan de leiding te minimaliseren en snelle reparatie mogelijk te maken. Met andere woorden: een waterleidingsysteem moet flexibeler zijn bij aardbevingen.
Het voorkomen van leidingbreuken is essentieel voor de normale werking van het waterleidingsysteem. Het PE4710-leidingsysteem (gelijk aan PE100) heeft de laagste kans op breuk en lekkage van alle waterleidingen en draagt bij aan het bereiken van alle bovengenoemde doelstellingen.
Golfvoortplanting en permanente grondvervorming zijn de belangrijkste oorzaken van schade aan ondergrondse pijpleidingen. Door de aanwezigheid van axiale krachten en buigspanningen leidt de grondbeweging tot axiale en buigspanningen in de pijpleiding. Materialen met een hoge stijfheid (hoge toelaatbare spanning) hebben over het algemeen een beperkt vervormvermogen. De ductiele materialen polyethyleen (PE) (lage toelaatbare spanning) hebben een goed vervormvermogen en een goede taaiheid.
Het seismische vermogen van pijpleidingsystemen wordt weerspiegeld door hun aanpassingsvermogen aan oppervlaktespanning. Seismische trillingen of de voortplanting van seismische golven kunnen voldoende spanning in de grond veroorzaken om zelfs de meest kwetsbare leidingen te beschadigen. Breukscheuren, aardverschuivingen, verandering van grond in modder en de resulterende verzakking en/of laterale verspreiding, bodemdaling en opheffing kunnen een grotere grondspanning veroorzaken, wat resulteert in schade aan grote delen van ondergrondse pijpleidingen. Tabel B-1 bevat gegevens over grondspanning die wereldwijd zijn waargenomen als gevolg van permanente grondvervorming.
Tabel B-1 Waargenomen grondspanning als gevolg van permanente grondvervorming
Het vereiste bereik van de grondspanning voor pijpleidingen ligt tussen 0,05% en 4,5%. In een rapport uit 2008 van het American Electric Power Research Institute werden de rekcapaciteitsmetingen van het PE4710-materiaal vermeld. Bij een temperatuur van 10 °C (50 °F) bedraagt de gemiddelde treksterkte van de PE4710-buis 9,9%, terwijl de gemiddelde maximale treksterkte 206% bedraagt. De polyethyleenbuis zal bewegen als reactie op de grondbeweging, in plaats van weerstand te bieden aan belastingen die stijve of broze buizen zouden kunnen doen breken. Bij de meeste seismische gebeurtenissen zal de gelaste (gelaste) hogedichtheidspolyethyleen (HDPE)-buis buigen, maar niet breken of losraken (niet-afdichtende verbinding), waardoor een normale watervoorziening behouden blijft. Opgemerkt moet worden dat alle verbindingen van PE-buizen met andere constructies, hulpvoorzieningen en componenten onderhevig kunnen zijn aan hogere differentiële belastingen. De verbinding van deze onderdelen moet zorgvuldig worden gepland en ontworpen om het risico op breuk te verminderen.
De treksterkte van de PE4710-buis is ongeveer twee keer zo groot als de grondsterkte veroorzaakt door de waargenomen maximale magnitude, en de uiteindelijke rek van de PE4710 is meer dan 40 keer zo groot als de pieksterkte. De prestaties verkregen door theoretische berekeningen komen overeen met het gebruik van polyethyleenleidingen tijdens een aardbeving. De gelaste HDPE-waterleiding presteerde goed tijdens de aardbeving. Tabel B-2 geeft gedeeltelijke observaties van eerdere aardbevingen in Japan (Omuro en Himono, 2018).
Tabel B-2 Gegevens waargenomen tijdens eerdere aardbevingen in Japan
De seismische prestaties van pijpleidingen moeten worden geëvalueerd, inclusief taaiheid, axiale rekcapaciteit, toelaatbare buigradius, verbindingssterkte, stabiliteit en de bestaande staat van de pijpleiding. Uitgebreide seismische ervaring toont aan dat HDPE-leidingen voor watertoevoer, conform de ASTM-buisserienormen, onder de meeste seismische belastingsomstandigheden normaal kunnen functioneren. Wanneer de seismische prestatie-eisen van de watertoevoerleiding hoog zijn, dient het gebruik van gelaste HDPE-buizen te worden overwogen, omdat de seismische prestaties van HDPE-buizen betrouwbaarder zijn en ze zich kunnen aanpassen aan de verschillende grondbelastingen die door aardbevingen worden veroorzaakt en een normale werking kunnen behouden.
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
Plaatsingstijd: 06-03-2025
