PE-putkiliitosten valinta ja tekninen analyysi Xu Xiake Townin, Jiangyinin jätevedenkäsittelyprojektissa

Xu Xiaken kotikaupunkina "maailman matkailuasiantuntija", Xu Xiake Town, Jiangyin City, on tehnyt merkittäviä saavutuksia vesiympäristön hallinnassa viime vuosina. Vuonna 2023 kaupungin toteuttama "Baiqugang Xu Xiake -alueen jokien kosteikkojen ekologinen ennallistaminen ja biologisen monimuotoisuuden lisäämisprojekti" valittiin onnistuneesti keskusvesien saastumisen ehkäisy- ja valvontarahaston tukihankkeeksi. Hankkeen tavoitteena on parantaa kaupungin 32 joen veden laatua ja ekologista ympäristöä kokonaisvaltaisilla toimenpiteillä. Xu Xiake Townin jätevedenkäsittelyprojektissa käytetään PE (polyeteeni) -putkiin perustuvaa putkiliitosjärjestelmää. Tässä valinnassa otetaan täysin huomioon paikallinen maantieteellinen ympäristö, tekniset ominaisuudet ja kestävän kehityksen vaatimukset. Tällaisessa suuressa vesiympäristön hallintaprojektissa jätevedenpuhdistusputkiliitosten valinta liittyy suoraan projektin laatuun ja pitkäaikaiseen käyttövaikutukseen. Siksi materiaalien suorituskyky, ympäristösopeutuvuus, rakentamisen mukavuus ja taloudellisuus on otettava kokonaisvaltaisesti huomioon.

1. Tekniset ominaisuudet ja edut PE putket

Xu Xiake Townin jätevedenkäsittelyprojektissa polyeteeniä (PE) käytetään pääasiassa ydinputkien liitosmateriaaleina. Tämä valinta perustuu PE-putkien erinomaiseen suorituskykyyn monessa suhteessa. Suurimolekyylisenä polymeerimateriaalina PE-putkella on kattavat edut, joita muut perinteiset putket eivät voi verrata, ja se soveltuu erityisen hyvin jäteveden käsittelyyn ja ympäristötekniikkaan.

Fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien suhteen PE-putket toimivat hyvin. Tällä materiaalilla on erinomainen korroosionkestävyys ja se kestää tavallisten happo- ja alkaliaineiden, orgaanisten liuottimien ja elektrolyyttien korroosiota jätevedenkäsittelyssä välttäen metalliputkien yleiset sähkökemialliset korroosio-ongelmat. Samanaikaisesti PE-putkien sisäseinä on sileä, karheuskerroin on alhainen (n≈0,009) ja veden virtausvastus on pieni, mikä voi tehokkaasti vähentää lian kertymistä ja energiahävikkiä. Xu Xiake Town sijaitsee erinomaisella paikalla Jangtse-joen suistossa, jossa pohjaveden taso on korkea ja maaperän syövyttävä. Nämä PE-putkien ominaisuudet vastaavat juuri projektin tarpeita.

Mekaanisten ominaisuuksien näkökulmasta PE-putkilla on korkea sitkeys ja iskunkestävyys, ja niiden murtovenymä on yleensä yli 350 %, mikä voi mukautua epätasaiseen pohjan painumiseen ja ulkoisiin voimiin, kuten maanjäristyksiin. Tämä ominaisuus on erityisen tärkeä pehmeällä maaperällä, kuten Xu Xiake Townissa. Lisäksi PE-putket ovat kevyitä (tiheys vain 0,94-0,96 g/cm³), mikä on 1/10 samojen eritelmien betoniputkien painosta, mikä vähentää huomattavasti kuljetus- ja asennusvaikeutta. Insinöörikäytäntö osoittaa, että PE-putkien käyttö voi vähentää rakennuskoneiden käyttöä noin 30 % ja lyhentää rakennusaikaa noin 25 %.

Liitoksen luotettavuus on toinen PE-putkien suuri etu. Sähköfuusioliitäntätekniikan käytöllä voidaan saavuttaa olennainen liitos, jonka liitoslujuus ei ole pienempi kuin putken rungon lujuus, mikä vähentää huomattavasti perinteisissä putkissa yleistä rajapintavuodon riskiä. Xu Xiake Townin jätevedenkäsittelyprojektissa putkiverkkojärjestelmän on ylitettävä monimutkainen maasto, ja liitännän laatuvaatimukset ovat erittäin korkeat. Tämä PE-putkien ominaisuus vastaa vain teknisiin tarpeisiin.

Käyttöiän suhteen PE-putket toimivat hyvin. Korkealaatuiset PE-putket voivat kestää yli 50 vuotta normaaleissa käyttöolosuhteissa, mikä on paljon enemmän kuin perinteiset betoniputket (noin 20-30 vuotta) ja metalliputket (15-25 vuotta). Elinkaarikustannusanalyysi osoittaa, että vaikka PE-putkien alkuinvestointi on hieman korkeampi, alhaisten ylläpitokustannusten ja pitkän käyttöiän ansiosta sen kokonaiskustannukset 50 vuoden aikana ovat 15-20 % alhaisemmat kuin perinteisten putkien.

Taulukko: PE-putkien suorituskykyvertailu muihin yleisiin putkiin

2. Teknisten vaatimusten ja putkenosien valinnan yhteensopivuusanalyysi

Alueen vesiympäristön kokonaisvaltaisen parantamisen ydinprojektina Xuxiake Townin jätevedenkäsittelyprojektilla on laajamittaisia, monimutkaisia ​​järjestelmiä ja ympäristöherkkyyttä, mikä asettaa erityisiä vaatimuksia putkien liitoksille. Suunnittelusuunnitelman ja putkiliitosten valinnan välinen korkea sopeutumisaste on avaintekijä projektin onnistuneen toteuttamisen kannalta.

Projektin laajuus ja järjestelmän monimutkaisuus edellyttävät putkiliittimiltä erittäin standardoitua ja luotettavaa liitostehoa. Vesiympäristön parantamishanke Xuxiake Townissa kattaa 32 jokea, ja toteutus sisältää useita osajärjestelmiä, kuten saasteiden sieppauksen, vedenpuhdistuksen, joenuoman ekologisen ennallistamisen ja vesiekosysteemien kokonaisvaltaisen ennallistamisen. Tällainen laaja suunnitteluverkosto vaatii erilaisten putkien liitososien olevan erittäin yhdenmukaisia ​​eritelmien, liitäntöjen ja suorituskyvyn suhteen. PE-putkilla on korkea standardisoitu tuotantoaste, kaikki tekniset tiedot DN50:stä DN2000:een ja yhtenäinen liitäntämenetelmä, mikä yksinkertaistaa huomattavasti järjestelmän integrointia. Vertailun vuoksi, jos käytetään betoni- tai valurautaputkia, niiden rajapintatyyppien ja -kokojen monimuotoisuus lisää järjestelmän monimutkaisuutta ja vähentää suunnittelun luotettavuutta.

Maaston mukautuvuus on tärkeä näkökohta putkenosien valinnassa. Xuxiake Town on Taihu-järven vieressä etelässä ja Jangtse-joen vieressä pohjoisessa. Pohjaveden pinta on korkealla ja perustuksen kantokyky alhainen. Joidenkin hankkeen putkistojen tulee kulkea pehmeän maaperustan ja olemassa olevien rakenteiden läpi, mikä edellyttää putkilta erittäin suurta joustavuutta ja kaivamatonta rakennuskykyä. PE-putkien joustavuus mahdollistaa niiden sopeutumisen tiettyyn taipumisasteeseen, ja ne voivat silti säilyttää rakenteellisen eheyden ja tiivistyksen epätasaisessa painumassa. Lisäksi PE-putket soveltuvat kaivamattomien tekniikoiden, kuten vaakasuuntaisen porauksen, rakentamiseen, mikä on erityisen tärkeää ylitettäessä herkkiä alueita, kuten teitä ja jokia.

Veden laatuominaisuudet ja käsittelyprosessit vaikuttavat suoraan myös putkiliitosten valintaan. Jätevedenpuhdistuksen aikana putket voivat altistua monimutkaisille väliaineille, jotka sisältävät syövyttäviä aineita, kiinteitä hiukkasia ja mikro-organismeja. PE-putkien kemiallinen inertisyys mahdollistaa syövyttävien aineiden, kuten happo- ja alkalikomponenttien sekä jäteveden rikkihapon kestävyyden. Sen sileä sisäseinä vähentää lian kertymistä ja bakteerien kasvua, mikä auttaa ylläpitämään käsittelyn tehokkuutta ja jäteveden laatua. Sitä vastoin metalliputket ovat alttiita sähkökemialliselle korroosiolle, ja betoniputket voivat vaurioitua sulfaattia vähentävien bakteerien vuoksi. Xuxiake Town -projekti sisältää myös prosessiyksiköitä, kuten ekologisia kelluvia sänkyjä, ilmastuslaitteistoja ja poistopisteiden in situ -käsittelyä. PE-putket ovat paremmin yhteensopivia näiden prosessilaitteiden kanssa, ja ne on helpompi ja luotettavampi liittää.

Projektin vaiheistus- ja ylläpitovaatimukset ovat myös tärkeitä näkökohtia. Suuret vesiympäristön hallintaprojektit toteutetaan yleensä vaiheittain, mikä edellyttää putkiston hyvää skaalautuvuutta ja huoltomukavuutta. PE-putkien sähköinen fuusioliitäntätekniikka mahdollistaa kätevän haarojen lisäämisen tai putkiosien vaihtamisen jo toimivassa järjestelmässä ilman, että vedensyöttöä tarvitsee sulkea. Osana "Jangtse-joesta Taihu-järveen" EOD-projektia Xuxiake Town -projekti saattaa kohdata järjestelmälaajennuksia ja -päivityksiä tulevaisuudessa. Tämä PE-putkien ominaisuus tarjoaa pitkän aikavälin joustavuutta projektille.

Taulukko: Xuxiake Town -projektin vaatimusten ja PE-putkien ominaisuuksien vastaavuus