Odabir i tehnička analiza fitinga PE cijevi u projektu pročišćavanja otpadnih voda u gradu Xu Xiake, Jiangyin

Kao rodni grad Xu Xiakea, "svjetskog stručnjaka za turizam", grad Xu Xiake, grad Jiangyin, postigao je izvanredna postignuća u upravljanju vodenim okolišem posljednjih godina. Godine 2023. "Projekt ekološke obnove i povećanja bioraznolikosti riječnih močvara u području Baiqugang Xu Xiake" koji provodi grad uspješno je odabran kao središnji projekt potpore fonda za sprječavanje i kontrolu onečišćenja vode. Ovim projektom se sveobuhvatnim mjerama želi poboljšati kvaliteta vode i ekološki okoliš 32 rijeke u gradu. Projekt pročišćavanja otpadnih voda u gradu Xu Xiake usvaja sustav za spajanje cijevi temeljen na PE (polietilenskim) cijevima. Ovaj izbor u potpunosti uzima u obzir lokalno geografsko okruženje, tehničke karakteristike i zahtjeve održivog razvoja. U tako velikom projektu upravljanja vodnim okolišem, izbor spojnih dijelova cijevi za pročišćavanje otpadnih voda izravno je povezan s kvalitetom projekta i dugoročnim učinkom rada. Stoga je potrebno sveobuhvatno razmotriti svojstva materijala, ekološku prilagodljivost, pogodnost gradnje i ekonomičnost.

1. Tehničke karakteristike i prednosti PE cijevi

U projektu pročišćavanja otpadnih voda u gradu Xu Xiake, polietilenske (PE) cijevi se uglavnom koriste kao materijali za spojeve jezgre cijevi. Ovaj izbor temelji se na izvrsnim svojstvima PE cijevi u mnogim aspektima. Kao visokomolekularni polimerni materijal, PE cijev ima sveobuhvatne prednosti s kojima se druge tradicionalne cijevi ne mogu mjeriti, a posebno je pogodna za pročišćavanje otpadnih voda i ekološki inženjering.

Što se tiče fizičkih i kemijskih svojstava, PE cijevi imaju dobre rezultate. Ovaj materijal ima izvrsnu otpornost na koroziju i može se oduprijeti koroziji uobičajenih kiselina i alkalijskih tvari, organskih otapala i elektrolita u obradi otpadnih voda, izbjegavajući uobičajene probleme elektrokemijske korozije metalnih cijevi. U isto vrijeme, unutarnja stijenka PE cijevi je glatka, koeficijent hrapavosti je nizak (n≈0,009), a otpor protoka vode je mali, što može učinkovito smanjiti taloženje prljavštine i gubitak energije. Grad Xu Xiake nalazi se na glavnoj lokaciji u delti rijeke Yangtze, s visokom razinom podzemnih voda i jakom korozivnošću tla. Ove karakteristike PE cijevi upravo zadovoljavaju potrebe projekta.

Iz perspektive mehaničkih svojstava, PE cijevi imaju visoku žilavost i otpornost na udarce, a njihovo istezanje pri prekidu je obično više od 350%, što se može prilagoditi neravnomjernom slijeganju temelja i vanjskim silama kao što su potresi. Ova značajka je osobito važna u područjima temelja s mekim tlom kao što je grad Xu Xiake. Osim toga, PE cijevi su lagane (gustoća je samo 0,94-0,96g/cm³), što je 1/10 težine betonskih cijevi istih specifikacija, uvelike smanjujući poteškoće transporta i ugradnje. Inženjerska praksa pokazuje da korištenje PE cijevi može smanjiti korištenje građevinskih strojeva za oko 30% i skratiti vrijeme izgradnje za oko 25%.

Pouzdanost spoja još je jedna velika prednost PE cijevi. Upotrebom tehnologije spajanja električnom fuzijom može se postići bitna veza sa čvrstoćom spoja koja nije niža od čvrstoće tijela cijevi, čime se uvelike smanjuje rizik od curenja međusklopa uobičajenog kod tradicionalnih cijevi. U projektu pročišćavanja otpadnih voda u gradu Xu Xiake, cijevni mrežni sustav mora prijeći složen teren, a zahtjevi za kvalitetom veze su izuzetno visoki. Ova značajka PE cijevi upravo zadovoljava potrebe inženjeringa.

Što se tiče radnog vijeka, PE cijevi imaju dobre rezultate. Visokokvalitetne PE cijevi mogu trajati više od 50 godina u normalnim uvjetima uporabe, što je mnogo više od tradicionalnih betonskih cijevi (oko 20-30 godina) i metalnih cijevi (15-25 godina). Analiza troškova životnog ciklusa pokazuje da iako je početno ulaganje u PE cijevi nešto veće, zbog niskih troškova održavanja i dugog vijeka trajanja, njihov ukupni trošak tijekom 50 godina je 15-20% niži od troška tradicionalnih cijevi.

Tablica: Usporedba performansi PE cijevi s drugim uobičajenim cijevima

2. Analiza kompatibilnosti između tehničkih zahtjeva i odabira cijevnih spojnica

Kao temeljni projekt sveobuhvatnog poboljšanja vodnog okoliša u regiji, projekt pročišćavanja otpadnih voda u gradu Xuxiake ima karakteristike velikih razmjera, složenog sustava i osjetljivosti okoliša, što postavlja posebne zahtjeve za cijevne armature. Visok stupanj prilagodljivosti između sheme inženjerskog dizajna i odabira cijevnih spojnica ključni je čimbenik za osiguranje uspješne provedbe projekta.

Opseg projekta i složenost sustava zahtijevaju da cijevni spojevi imaju visoko standardiziranu i pouzdanu vezu. Projekt poboljšanja vodnog okoliša u gradu Xuxiake pokriva 32 rijeke, a sadržaj provedbe uključuje višestruke podsustave kao što su presretanje zagađivača, pročišćavanje vode, ekološka obnova riječnog korita i sveobuhvatna obnova vodenih ekosustava. Tako velika inženjerska mreža zahtijeva da različiti cijevni priključci budu vrlo dosljedni u specifikacijama, sučeljima i izvedbi. PE cijevi imaju visok stupanj standardizirane proizvodnje, s punim rasponom specifikacija od DN50 do DN2000, te unificiranim načinom spajanja, što uvelike pojednostavljuje poteškoće integracije sustava. Za usporedbu, ako se koriste betonske cijevi ili cijevi od lijevanog željeza, raznolikost njihovih tipova sučelja i veličina će povećati složenost sustava i smanjiti inženjersku pouzdanost.

Prilagodljivost terenu važan je faktor pri odabiru cijevnih spojnica. Grad Xuxiake graniči s jezerom Taihu na jugu i rijekom Yangtze na sjeveru. Razina podzemne vode je visoka, a nosivost temelja niska. Neki cjevovodi u projektu moraju prolaziti kroz temelje od mekog tla i postojeće konstrukcije, što zahtijeva izuzetno visoku fleksibilnost i konstrukciju cijevi bez rova. Fleksibilnost PE cijevi omogućuje im prilagodbu određenom stupnju otklona, ​​a one i dalje mogu zadržati strukturni integritet i brtvljenje pri neravnomjernom slijeganju. Osim toga, PE cijevi su prikladne za gradnju korištenjem tehnologija bez iskopa kao što je horizontalno usmjereno bušenje, što je posebno važno pri prelasku osjetljivih područja kao što su ceste i rijeke.

Karakteristike kvalitete vode i procesi obrade također izravno utječu na odabir cijevnih spojnica. Tijekom pročišćavanja otpadnih voda, cijevi mogu biti izložene složenim medijima koji sadrže korozivne tvari, krute čestice i mikroorganizme. Kemijska inertnost PE cijevi omogućuje im otpornost na korozivne tvari kao što su kisele i alkalne komponente te sumporovodična kiselina u kanalizaciji. Njegova glatka unutarnja stijenka smanjuje taloženje prljavštine i rast bakterija, što pomaže u održavanju učinkovitosti tretmana i kvalitete otpadne vode. Nasuprot tome, metalne cijevi su sklone elektrokemijskoj koroziji, a betonske cijevi mogu se pokvariti zbog bakterija koje reduciraju sulfat. Projekt grada Xuxiake također uključuje procesne jedinice kao što su ekološki plutajući kreveti, postrojenja za prozračivanje i in situ tretman ispusta. PE cijevi su kompatibilnije s ovom procesnom opremom i praktičnije su i pouzdanije za spajanje.

Zahtjevi za postavljanje projekta i održavanje također su važna razmatranja. Veliki projekti upravljanja vodnim okolišem obično se provode u fazama, zahtijevajući da sustav cijevi ima dobru skalabilnost i pogodnost održavanja. Tehnologija spajanja PE cijevi električnom fuzijom omogućuje praktično dodavanje ogranaka ili zamjenu dijelova cijevi u već operativnom sustavu bez potrebe za zatvaranjem dovoda vode. Kao sastavni dio EOD projekta "Rijeka Yangtze do jezera Taihu", projekt grada Xuxiake mogao bi se suočiti s proširenjem sustava i nadogradnjom u budućnosti. Ova značajka PE cijevi osigurava dugoročnu fleksibilnost projekta.

Tablica: Podudarnost između zahtjeva projekta grada Xuxiake i karakteristika PE cijevi