De belangrijkste doelstellingen van het verbeteren van de seismische prestaties van waterleidingen zijn tweeledig: ten eerste het garanderen van de waterdoorvoercapaciteit en het voorkomen van grootschalig waterverlies, zodat de watervoorziening voor brandbestrijding en andere cruciale voorzieningen in geval van nood gewaarborgd blijft; ten tweede het minimaliseren van schade aan de leidingen om snelle reparaties mogelijk te maken. Met andere woorden, een waterleidingsysteem moet een hogere mate van aanpassingsvermogen hebben bij aardbevingen.
Het voorkomen van leidingbreuken is essentieel voor het behoud van de normale werking van het waterleidingnet. Het PE4710-leidingsysteem (gelijk aan PE100) heeft de laagste kans op breuk en lekkage van alle waterleidingen, wat bijdraagt aan het behalen van al deze doelstellingen.
Golfvoortplanting en permanente bodemvervorming zijn de belangrijkste oorzaken van schade aan ondergrondse pijpleidingen. Door de aanwezigheid van axiale krachten en buigspanningen leidt de bodembeweging tot axiale en buigspanningen in de pijpleiding. Materialen met een hoge stijfheid (hoge toelaatbare spanning) hebben over het algemeen een beperkt vervormbaar vermogen. Ductiele materialen, zoals polyethyleen (PE) (lage toelaatbare spanning), hebben een goed vervormbaar vermogen en een hoge taaiheid.
De seismische weerstand van een pijpleidingsysteem wordt weerspiegeld in het aanpassingsvermogen aan bodemvervorming. Seismische trillingen of de voortplanting van seismische golven kunnen voldoende bodemvervorming veroorzaken om zelfs de meest kwetsbare pijpleidingen te beschadigen. Scheuren in breuklijnen, aardverschuivingen, bodemverandering in modder en de daaruit voortvloeiende zetting en/of laterale spreiding, bodemdaling en -opheffing kunnen grotere bodemvervormingen veroorzaken, met schade aan grote delen van ondergrondse pijpleidingen tot gevolg. Tabel B-1 geeft een overzicht van wereldwijd waargenomen bodemvervormingen als gevolg van permanente bodemdeformatie.
Tabel B-1 Waargenomen bodemvervorming als gevolg van permanente bodemdeformatie
De vereiste bodemvervorming voor pijpleidingen ligt tussen 0,05% en 4,5%. In een rapport uit 2008 van het American Electric Power Research Institute werden de vervormingscapaciteitsmetingen van het PE4710-materiaal gepresenteerd. Bij een temperatuur van 10 °C (50 °F) bedraagt de gemiddelde treksterkte van PE4710-buizen 9,9%, terwijl de gemiddelde treksterkte 206% is. De polyethyleenbuis zal meebewegen met de bodembeweging, in plaats van weerstand te bieden aan belastingen die stijve of broze buizen zouden kunnen doen breken. Bij de meeste aardbevingen zal de gelaste hogedichtheidpolyethyleen (HDPE) buis buigen, maar niet breken of losraken (niet-afdichtende verbinding), waardoor een normale watertoevoer gegarandeerd blijft. Het is belangrijk op te merken 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 minimaliseren.
De treksterkte van de PE4710-buis is ongeveer tweemaal zo groot als de bodemvervorming veroorzaakt door de waargenomen maximale magnitude, en de uiteindelijke rek van PE4710 is meer dan 40 keer zo groot als de piekbodemvervorming. De prestaties die zijn verkregen door theoretische berekeningen komen overeen met het gebruik van polyethyleenleidingen tijdens aardbevingen. De gelaste HDPE-waterleiding presteerde goed tijdens de aardbeving. Tabel B-2 geeft een gedeeltelijk overzicht van waarnemingen van eerdere aardbevingen in Japan (Omuro en Himono, 2018).
Tabel B-2 Gegevens die zijn waargenomen tijdens eerdere aardbevingen in Japan.
De seismische prestaties van pijpleidingen moeten worden geëvalueerd, inclusief taaiheid, axiale vervormingscapaciteit, toelaatbare buigradius, voegsterkte, stabiliteit en de bestaande staat van de pijpleiding. Uit een groot aantal seismische ervaringen blijkt dat HDPE-waterleidingen die voldoen aan de ASTM-buisnormen onder de meeste seismische belastingomstandigheden normaal kunnen blijven functioneren. Wanneer de eisen aan de seismische prestaties van de waterleiding hoog zijn, moet het gebruik van gelaste HDPE-buizen worden overwogen, omdat de seismische prestaties van HDPE-buizen betrouwbaarder zijn en ze zich kunnen aanpassen aan de verschillende bodemspanningen die door aardbevingen worden gegenereerd, waardoor een normale werking wordt gegarandeerd.
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
Geplaatst op: 06-03-2025
