Окончательное решение проблемы утечек воды: гофрированные трубы из нержавеющей стали

Перевод оригинальной статьи "A permanent solution to water loss: corrugated stainless steel service pipe" Николя Кинсмена, Ричарда Матесона, Гэри Коутса, опубликованной в The Voice of Molybdenium Industry, журнале International Molybdenium Association

Окончательное решение проблемы потерь воды: гофрированные трубы из нержавеющей стали

ВВЕДЕНИЕ

Затраты, связанные с утечками в распределительных системах, представляют собой не только прямые затраты на воду, которая не может быть продана, но и дополнительные затраты, возникающие вместе с необходимостью найти, обработать и сохранить еще больше воды. Эта проблема затрагивает как богатые, так и бедные города, как показано на следующей диаграмме. Многие коммунальные службы в Северной Америке не знают точно, насколько велика потеря воды в их системе.

Рис. 1: Потери от утечек в крупных городах. Источник: ОЭСР (Управление водными ресурсами в крупных городах, 2014)

Как Токио, так и Тайбэе установили, что около 95% ремонтных работ по устранению утечек затрагивают распределительные трубы диаметром 50 мм (2 дюйма) или менее. Исторически сложилось, что распределительные трубы там из свинца, железа или пластмассы.

Когда распределительная линия проложена в земле, различные силы, такие как:

• Вибрации от дорожного движения и строительных работ
• Оседание грунта
• Сейсмическая активность

могут вызвать деформацию труб, их разъединение и даже поломку.

Свинцовые линии имели не только проблемы с утечкой, но и создавали серьезные проблемы для здоровья, что требовало ускоренной замены этих линий.

В 1980 году для борьбы с утечками в Токио для решения этой проблемы стали действовать в три этапа:

1. Замена существующих распределительных труб на трубы из нержавеющей стали Типа 316 (UNS S31600) и магистральные трубы из литейного чугуна на трубы из ковкого чугуна
2. Усовершенствование методов обнаружения утечек
3. Сокращение времени для принятия мер после обнаружения утечки

В 1998 году вместо гладких труб и фитингов была введена гофрированная труба из нержавеющей стали типа 316. Труба гофрирована через равные интервалы, поэтому ее можно легко согнуть во время монтажа, чтобы приспособить к изменениям направления без дополнительных соединений. Это также позволяет трубе поглощать напряжения от вибраций, просадок грунта и сейсмических колебаний. Количество стыков было значительно уменьшено при использовании одной длины гофрированной трубы.

Рис. 2: Гофрированная труба из нержавеющей стали 316L. Источник изображения - оригинальная статья

Успех Токио в сокращении утечки привлек внимание Тайбэя и Сеула. В 2003 году Тайбэй запустил программу, аналогичную программе Токио. В 2002 году город пережил сильную засуху, которая привела к перебоям с водоснабжением его жителей в течение 49 дней. Из 450 зон учета в городе, 40% теряли половину или более своей воды, прежде чем она достигала потребителей.

Рис. 3: Традиционная распределительная линия в сравнении с гибкой. Источник: Система водоснабжения Сеула

Рис. 4: Результаты проектов в Токио, Сеуле и Тайбэе. Источник: Международный Форум по Нержавеющей Стали

РЕЗУЛЬТАТ

С 1994 года Токио сократил ежегодную утечку воды почти на 37,5 миллиарда галлонов, с экономией более 200 миллионов долларов США в год. Сокращение утечки Тайбэя с 2002 года составляет около 38,6 миллиарда галлонов в год. Что еще более важно, Тайбэй смог обеспечить непрерывное водоснабжение в 2014 году с запасом воды во время более сильной засухи, чем та, которая спровоцировала внедрение проекта в 2002 году.

Рисунок 5: Корреляция между числом ремонтов, расходами утечки и установкой труб из нерж. стали в Токио. Источник: Бюро водоснабжения Токио

ПОЧЕМУ МАРКА СТАЛИ 316?

Нержавеющая сталь марки 316 с содержанием 2% молибдена и 10% никеля обладает превосходной коррозионной стойкостью в широком диапазоне почв. Токио ожидает, что срок службы труб превысит 100 лет.

Таблица 1: Основные элементы в составе стали Типа 316 – в весовых процентах. Изображение из оригинальной статьи

Нержавеющая сталь типа 316 по существу инертна в питьевой воде, с незначительным выщелачиванием легирующих элементов, и поэтому не влияет на воду.

ПРЕИМУЩЕСТВА

Характеристики нержавеющей стали

• Коррозионная стойкость
• Долговечность
• Гигиеничность
• Прочность
• Низкие затраты полного срока эксплуатации (стоимость жизненного цикла)
• Не подверженность растрескиванию
• Низкие затраты на обслуживание
• Улучшенное качество воды
• 100% перерабатываемость

Гибкие трубы

• Уменьшите утечку за счет минимизации количества стыков
• Улучшенная обрабатываемость
• Гибкие, простые в монтаже
• Стойкие к сейсмическим толчкам и оседанию грунта
• Соответствующие фитинги для подключения к магистральным трубам, клапанам и счетчикам

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Коррозионная стойкость, долговечность, упругая деформируемость и уменьшение количества стыков гофрированной распределительной трубы из нержавеющей стали сыграло важную роль в предотвращении утечек.

Опыт Токио, Сеула и Тайбэя доказывает пригодность нержавеющей стали для распределительных линий даже для очень больших систем. Хотя первоначальная стоимость по сравнению с конкурирующими материалами может быть выше, было показано, что нержавеющая сталь является хорошим вложением капитала в течение ее длительного срока службы, окупаясь каждый год снижением расходов на техническое обслуживание и затрат на один обработанный галлон.