常州精密钢管博客网

不锈钢是如何阻止水漏损的? 不锈钢波纹输水管道--水漏损的终结者?

在每个自来水公司的工具箱中都能找到修补套管。利用它们可以快速修理漏损的水管而无需更换管道。修复套管的材质一般为含钼的316不锈钢,它们可以减少水资源浪费,这是钼帮助保护地球资源的又有一个方式。


公元97年, 罗马皇帝涅尔瓦奥古斯都任命弗朗提努斯担任罗马市水务长官,罗马是有800多年历史的古城,在当时供水系统已相当完善。九条水渠将Tiber河和其它水源的水送入城,城内还有许多水井供人们取水,考古学家估计每天的供水量大约在50-100万立方米,粘土瓦、铅管和明渠与水箱、池塘和水库相连,将水送到城内,人口最多时达100万。作为对比,如今的东京水务局,每天要保证1250万人400万立方米的用水量。


据罗马市沟渠史资料记载,弗朗提努斯担心由于各种原因造成的水资源短缺,例如干旱、城市扩张、罗马各种喷泉和洗浴的需求、旧管道漏水、最重要的是偷水行为造成水费损失。水资源浪费和可能出现的缺水目前依然困扰着城市,目前罗马面临着干旱,漏水和偷水造成的水损失达44%。当然,这些问题不仅出现在古罗马,全球各大城市都是如此。


城市供水系统的水漏损


美国自来水厂协会(AWWA)制定了新管道的漏损标准,适用于管道安装和测试阶段。允许的漏损量根据水管直径、长度、接头数量和水压而定。服役时间、地壳运动、管道偏斜和腐蚀、垫圈老化等,都是造成漏水的因素。许多城市都制定了控制漏损和管道更换计划。水管使用30-50年后一般要考虑更换,但是,再好的计划也抵挡不了自然的力量。低腐蚀率材料制成的水管在稳定的土壤中使用寿命可以长达100年以上,却仅有少量漏水或根本不漏水,而管道如果在不稳定的环境中,可能使用25年就需要更换。


老旧系统的漏水率一般比较高。例如,华盛顿特区的供水系统已经有100年的历史,输水管道的漏水率大约是35%,而位于华盛顿以南的新兴城镇Fairfax,漏水率不到3%,因为这里的管道较新,而且当地有完善的维修计划和人力物力资源。


美国城市供水管道总长大约有160万公里。每年需要修理、更换或安装的管道大约2.1万公里。其中,大部分管径为100-500mm,用于较小的主管道和配水管道。


供水主管道的漏损会在短时间内造成大量水的损失



“修补套管” 维护方案


出现漏水点时,更换管道并不容易,因为管道埋在地下,而且还连接在带压力的供水管网上。一个经济有效的方法是修补漏点。


不锈钢长久以来在修补渗漏管道方面起着重要作用,不需要局部更换,也不需要把漏水管整根挖出。该方法是用不锈钢套管管箍紧固渗漏管道,不用焊接,也不用套丝。就好像在手指上缠了一个创可贴。内衬橡胶垫圈的304或316不锈钢管箍围绕着管道的漏水部位被紧固。卡紧管卡或管箍,水管外部的密封压力大于管内压力,从而达到止漏的效果。


套管的应用范围很广,几乎适用于所有管径,大多用于300mm以上的管道。也可以用作分支三通和一般性修理,甚至可以用来加固混凝土管道。当加装阀门需要切断水泥管中的钢筋时,用这种管箍可以增强管道的强度。有一个城市已经在直径1200mm的混凝土管上使用了这种套管管箍。维修管箍的最大优点是易采购,成本低,经济耐用和便于安装。


316不锈钢修补套管管箍用于管道堵漏而无需更换管道 © JCM工业公司



含钼材料起密封作用


套管的材质几乎全部为不锈钢,最常用的牌号是304,它适用于多种土壤。但是,当遇到腐蚀性土壤时,应当采用含钼316不锈钢,因为它耐均匀腐蚀和点蚀性能更好。最近,一些制造商正在提供含钼双相不锈钢2205套管,作为316套管的高级替代品。2205双相不锈钢的强度是316的两倍以上,耐应力腐蚀断裂和均匀腐蚀能力优异。高强度很重要,因为外层的金属套管要承受很大的应力,才能使橡胶衬套起到密封作用。



适应特殊需求


一些制造商为关键应用提供套管的定制设计和制造服务。例如,有一个供应商承接了一个高难度水下维修项目,美国南卡州查尔斯顿市610mm口径的高密度聚乙烯(HDPE)塑料管道出了问题。这条输水主干管的压力4.8巴,熔焊接头开裂,故障点位于港口水下7.5米处。


查尔斯顿市政工程部门原计划采用库存的304管箍和涂层碳钢限制器。但是为了一劳永逸,他们希望采用更坚固的套管管箍,以承受高应力,并保证长期的使用性能。他们请制造厂设计制造一种新的管套,把维修管箍全部封装起来,并做了一种限制器,释放延长塑料管上的应力。除了设计和加工新的316套管管箍,还包括试验7.5米水下安装的演习。这种新型套管管箍于2004年安装,使用效果非常好,至今没有出现任何问题。


技术人员正在对水下安装进行地面演练,模拟安装定制的316不锈钢维修套管管箍

 © charleston commissioners of public works



技术人员正在审查正确的安装步骤 © charleston commissioners of public works


不锈钢修补套管用于城市供水管堵漏已经有几十年。随着缺水情况日益突显,水务部门加大力度减少水漏损。同时,由于供水设施老化,再加上全面更换资金不足,维修工作量越来越大,因此,未来修补套管的作用会越来越重要。




不锈钢波纹输水管道--水漏损的终结者 

庞大的城市供水管网将来自水源、经过自来水厂处理的水输送到千家万户,没有它,生活难以想象。但平均而言,自来水公司生产的水有超过四分之一都在中途损失掉了,并未到达用户端。

水漏损最主要的原因是陈旧管道的渗漏和爆管,以及管件的松动或腐蚀。全球平均25-30%的水在输送过程中流失。在欧洲,平均26%的水被损失掉,在世界其他地区,无收益水量(NRW)比率高达70%。在美国,一个3.84亿美元、为期20年的公共水系统投资计划中,2/3被指定用于改善给水管网系统。

NRW

无收益水量(NRW)可以定义为供水企业生产(或购买)和输送的未产生收入的水,基本上是系统投入减去计费消耗。未计费或未经许可的消费和仪表误差占NRW的一小部分,NRW最大的部分是由于爆管和渗漏造成的水损失。

含钼不锈钢是镀锌管、塑料管等老式管道的理想替代材料。它可以大幅减少维修数量和总体水漏损量,尤其是地下管道损坏风险较高的地震多发地区。
自来水在输送过程中的水漏损不仅是一种浪费,而且代价高昂。它需要额外的水处理设备和更多的处理化学品,更多的能源将水泵送到用户。再加上水资源的不必要损耗以及建设新的集水设施如水坝和水库造成自然栖息地的破坏等。因此解决水漏损难题,其获益远不止是省钱。

印度加尔各答的人们排队从水车取水 


耐用和柔性输水管道
更换老旧的镀锌钢或塑料水管可以大大减少漏水,特别是连接供水主管道和用户的输配水管道,大约95%的渗漏都发生在此处。漏水问题往往几个月甚至几年都没有被发现,这意味着即使很小的渗漏也可能造成百万升水的损失。

更换旧管道是显而易见的解决方案,但是更换成什么管道呢?为了确保提供优质饮用水且具有很长的使用寿命,管道材料必须比钢铁和塑料具有明显的优势。连接主管道与水表的传统管道需要众多弯头和配件。接头易受垫圈老化、地壳运动、地面交通振动和地震的影响,随着时间的推移,所有这些因素都会造成渗漏。而不锈钢波纹管道不需要接头,免除了造成渗漏的隐患。实践证明,采用不锈钢波纹管道使水漏损的可能性降低75–80%。

含钼不锈钢还有其他优点:

耐用--不锈钢波纹管使用寿命可达100年或更长,无需更换或修理。
强度高、延展性好--管道能够承受周围土壤、道路行驶的重型卡车的巨大压力,即使经受地震也是“先弯后折”。因为强度高,管件两端可以进行牢固的连接。
管件–-不锈钢波纹管可以简单地弯曲以适合安装,安装简洁快速,省时省钱。
柔韧性--强度和柔韧性相结合,即使发生意外的机械损坏(如被挖掘机碰撞)也能保护管道。
耐腐蚀性--对各种水质、水处理化学品和周围土壤有优异的耐腐蚀性能和抗老化性能。
清洁卫生--不锈钢在水中基本上是惰性的,合金成分的释放量可忽略不计,因此可确保饮用水的水质。
可回收再利用--不锈钢100%可回收再利用,进一步减少了对环境的影响,在使用寿命结束时回收了一部分原始成本。


东京接近零渗漏
像任何城市一样,东京也消耗大量水。20世纪下半叶,随着人口和工业的涌入,大都市地区的经济迅速增长,对水的需求大大增加。尽管由于新的节水技术导致需求放缓,但城市的水需求量仍然惊人,2013年的供水量超过15亿立方米。

在身处地震带、有超过200万个连接件的供水管网中,漏水的可能性是相当大的,但是目前水的漏损率仅略高于2%。秘诀在哪里呢?原来在1980年代初期,水务部门实施了一项减少水损失的计划,用316L不锈钢取代了所有铅管道,并从1998年开始,更换为波纹316L不锈钢管道。他们还用抗震球墨铸铁管道代替了铸铁主管道,增强了输水设施的抗震能力。

东京安装316不锈钢波纹管供水管道©Tokyo Waterworks


管理部门还引入了全面渗漏检测和快速修复系统,在渗漏还不很明显的时候,使用各种新技术快速检测和修复渗漏点。上述种种措施,使东京的无收益水量(NRW)比例从1983年的17%下降到2013年的2.2%。

相比较而言,自1990年代初以来,每年东京漏水量减少将近1.5亿立方米。东京自来水厂每年因水漏损降低以及维修案例减少而节省的费用,可达数亿美元。

自1983年以来东京不锈钢输水管道安装比例与修理次数、漏损率之间的相关关系


台湾避免了干旱断水
台北也开展了一项类似的计划,更换供水管道和铸铁主管。2013年该市供水量为8亿立方米。其供水管网有大约310,000个连接件。该计划始于2003年,此前一年发生了严重干旱,台北只能间断供水长达49天。

对城市内450个水表计量区域的渗漏率进行了分析,发现40%的区域在水输送到消费者之前已经流失了一半或更多的水。对维修案例的详细分析表明,尽管聚丁烯管道仅占管网的3%,却占所有泄漏的28%。约90%的问题发生在塑料管道中,其中绝大多数(83%)是由管道裂纹引起的。与东京一样,也引入了增强的渗漏检测和快速修复系统。

迄今为止,正在进行的计划已将35%的配水管道(各种材料)更换为316L不锈钢波纹管。其结果是水漏损下降了10个百分点,从2003年的27%下降到2014年的17%。就水量而言,台北的损失比东京更大,2005年损失3.65亿立方米水。2014年,更换还不到一半,但渗漏量已经降低到2.19亿立方米,减少了1.46亿立方米,从而节省了大量成本。


2014年发生了比2002年更为极端的干旱,降雨量比前一次干旱还少13%。但是,自2003年以来,水漏损大为改善,供水从未中断。实际上,尽管输水总量减少,却有更多的水到达了用户端。

水是人类的基本需求,无法被其他任何东西所替代。平均而言,我们每天各种形式水的摄入量约为四升,日常生活中使用得更多。供水安全是城镇可持续发展的前提。用含钼不锈钢管道代替渗漏的输水管道是对未来的一项投资,对于当今也具有经济和环境方面的重要意义。


图片加载中...
❤ 请关注 微信公众号: steeltuber.
 转载请保留链接: https://main.josen.net/Steel-Knowledge/1604737094.html
(本平台"常州精密钢管博客网"的部分图文来自网络转载,转载目的在于传递更多技术信息。我们尊重原创,版权归原作者所有,若未能找到作者和出处望请谅解,敬请联系主编微信号:steel_tube,进行删除或付稿费,多谢!)
搜索本站钢铁技术
★↓在此搜索查找钢铁材料知识↓★↘

互联网 main.josen.net


钢铁行业热点文章推荐

常州精密钢管博客网主办单位:
常州仁成金属制品有限公司 是 专业的 精密钢管 生产厂家,汽车钢管,电机壳钢管 生产单位。


常州精密钢管博客网推荐您访问:

常州精密钢管博客网
(常州仁成金属钢管制品生产厂家博客网站)
main.josen.net©2006-2021
苏ICP备08003692号

【关于本站】【提问】网站地图【搜索】【知识星球】电脑端