Selectarea și analiza tehnică a fitingurilor de țevi PE în proiectul de tratare a apelor uzate din orașul Xu Xiake, Jiangyin

În calitate de oraș natal al lui Xu Xiake, „expertul mondial în turism”, orașul Xu Xiake, orașul Jiangyin, a făcut realizări remarcabile în guvernarea mediului apei în ultimii ani. În 2023, „Proiectul de restaurare ecologică și de îmbunătățire a biodiversității a zonelor umede râurilor din zona Baiqugang Xu Xiake” implementat de oraș a fost selectat cu succes ca proiect central de sprijin pentru prevenirea și controlul poluării apei. Acest proiect urmărește îmbunătățirea calității apei și a mediului ecologic din 32 de râuri din oraș prin măsuri cuprinzătoare. Proiectul de tratare a apelor uzate din orașul Xu Xiake adoptă un sistem de racordare a țevilor bazat pe țevi PE (polietilenă). Această alegere ia în considerare pe deplin mediul geografic local, caracteristicile de inginerie și cerințele de dezvoltare durabilă. Într-un astfel de proiect major de guvernare a mediului apei, selecția fitingurilor pentru conducte de tratare a apelor uzate este direct legată de calitatea proiectului și de efectul de funcționare pe termen lung. Prin urmare, este necesar să se ia în considerare în mod cuprinzător performanța materialului, adaptabilitatea la mediu, confortul construcției și economia.

1. Caracteristicile tehnice și avantajele Conducte PE

În proiectul de tratare a apelor uzate din orașul Xu Xiake, țevile din polietilenă (PE) sunt utilizate în principal ca materiale pentru fitinguri pentru țevi. Această alegere se bazează pe performanța excelentă a țevilor PE din multe aspecte. Fiind un material polimeric de înaltă moleculă, țeava PE are avantaje cuprinzătoare pe care alte țevi tradiționale nu le pot egala și este deosebit de potrivită pentru tratarea apelor uzate și ingineria mediului.

În ceea ce privește proprietățile fizice și chimice, țevile din PE funcționează bine. Acest material are o rezistență excelentă la coroziune și poate rezista coroziunii substanțelor acide și alcaline obișnuite, solvenților organici și electroliților în tratarea apelor uzate, evitând problemele comune de coroziune electrochimică ale țevilor metalice. În același timp, peretele interior al țevilor PE este neted, coeficientul de rugozitate este scăzut (n≈0,009), iar rezistența la curgerea apei este mică, ceea ce poate reduce eficient depunerea de murdărie și pierderea de energie. Orașul Xu Xiake este situat în locația privilegiată a Deltei râului Yangtze, cu un nivel ridicat al apei subterane și un sol puternic coroziv. Aceste caracteristici ale țevilor PE satisfac doar nevoile proiectului.

Din perspectiva proprietăților mecanice, țevile din PE au duritate și rezistență la impact ridicate, iar alungirea lor la rupere este de obicei mai mare de 350%, ceea ce se poate adapta la așezarea neuniformă a fundației și la forțele externe, cum ar fi cutremure. Această caracteristică este deosebit de importantă în zonele de fundare a solului moale, cum ar fi orașul Xu Xiake. În plus, țevile din PE sunt ușoare (densitatea este de numai 0,94-0,96 g/cm³), ceea ce reprezintă 1/10 din greutatea țevilor de beton cu aceleași specificații, reducând foarte mult dificultatea de transport și instalare. Practica ingineriei arată că utilizarea țevilor PE poate reduce utilizarea mașinilor de construcții cu aproximativ 30% și poate scurta perioada de construcție cu aproximativ 25%.

Fiabilitatea conexiunii este un alt avantaj major al conductelor PE. Utilizarea tehnologiei de conectare prin fuziune electrică poate realiza o conexiune esențială cu o rezistență a îmbinării nu mai mică decât rezistența corpului țevii, reducând foarte mult riscul de scurgere a interfeței comune în țevile tradiționale. În proiectul de tratare a apelor uzate din orașul Xu Xiake, sistemul de rețea de conducte trebuie să traverseze terenuri complexe, iar cerințele de calitate a conexiunii sunt extrem de ridicate. Această caracteristică a țevilor PE satisface doar nevoile de inginerie.

În ceea ce privește durata de viață, țevile din PE funcționează bine. Țevile PE de înaltă calitate pot rezista mai mult de 50 de ani în condiții normale de utilizare, ceea ce este mult mai mare decât țevile tradiționale din beton (aproximativ 20-30 de ani) și țevile metalice (15-25 de ani). Analiza costului ciclului de viață arată că, deși investiția inițială a țevilor PE este puțin mai mare, datorită costului scăzut de întreținere și duratei de viață lungi, costul total al acesteia peste 50 de ani este cu 15-20% mai mic decât cel al țevilor tradiționale.

Tabel: Comparația performanței țevilor PE cu alte țevi comune

2. Analiza de compatibilitate între cerințele de inginerie și selecția fitingurilor pentru țevi

Fiind proiectul de bază al îmbunătățirii cuprinzătoare a mediului apei din regiune, proiectul de tratare a apelor uzate din orașul Xuxiake are caracteristicile unui sistem complex, la scară largă și sensibilitate la mediu, care impune cerințe speciale pentru fitingurile de țevi. Gradul ridicat de adaptabilitate între schema de proiectare inginerească și selecția fitingurilor pentru țevi este factorul cheie pentru a asigura implementarea cu succes a proiectului.

Amploarea proiectului și complexitatea sistemului necesită ca fitingurile de țevi să aibă performanțe de conectare foarte standardizate și fiabile. Proiectul de îmbunătățire a mediului apei din orașul Xuxiake acoperă 32 de râuri, iar conținutul implementării include mai multe subsisteme, cum ar fi interceptarea poluanților, purificarea apei, restaurarea ecologică a albiei râurilor și restaurarea completă a ecosistemelor acvatice. O rețea de inginerie atât de mare necesită diferite fitinguri pentru țevi pentru a fi foarte consistente în specificații, interfețe și performanță. Țevile PE au un grad ridicat de producție standardizată, cu o gamă completă de specificații de la DN50 la DN2000 și o metodă de conectare unificată, care simplifică foarte mult dificultatea integrării sistemului. În comparație, dacă se folosesc țevi de beton sau țevi din fontă, diversitatea tipurilor și dimensiunilor interfeței acestora va crește complexitatea sistemului și va reduce fiabilitatea ingineriei.

Adaptabilitatea terenului este o considerație importantă în alegerea fitingurilor pentru țevi. Orașul Xuxiake este adiacent lacului Taihu în sud și râului Yangtze în nord. Nivelul apei subterane este ridicat, iar capacitatea portantă a fundației este scăzută. Unele conducte din proiect trebuie să treacă prin fundații de sol moale și structuri existente, ceea ce necesită o flexibilitate extrem de ridicată și o performanță de construcție fără șanțuri a conductelor. Flexibilitatea țevilor din PE le permite să se adapteze la un anumit grad de deformare și pot menține în continuare integritatea structurală și etanșarea în caz de așezare neuniformă. În plus, țevile PE sunt potrivite pentru construcții folosind tehnologii fără șanț, cum ar fi forarea direcțională orizontală, care este deosebit de importantă atunci când traversează zone sensibile, cum ar fi drumurile și râurile.

Caracteristicile calității apei și procesele de tratare afectează, de asemenea, în mod direct selecția fitingurilor de țevi. În timpul epurării apelor uzate, țevile pot fi expuse la medii complexe care conțin substanțe corozive, particule solide și microorganisme. Inerția chimică a țevilor din PE le permite să reziste substanțelor corozive, cum ar fi componentele acide și alcaline și acidul hidrosulfuric din canalizare. Peretele său interior neted reduce depunerea de murdărie și creșterea bacteriilor, ceea ce ajută la menținerea eficienței tratamentului și a calității apei efluente. În schimb, țevile metalice sunt predispuse la coroziune electrochimică, iar țevile de beton se pot deteriora din cauza bacteriilor reducătoare de sulfat. Proiectul Xuxiake Town include, de asemenea, unități de proces, cum ar fi paturi plutitoare ecologice, facilități de aerare și tratarea in situ a punctelor de evacuare. Țevile PE sunt mai compatibile cu aceste echipamente de proces și sunt mai convenabile și mai fiabile de conectat.

Cerințele privind organizarea și întreținerea proiectului sunt, de asemenea, considerații importante. Proiectele de guvernanță a mediului apei la scară largă sunt de obicei implementate în etape, necesitând ca sistemul de conducte să aibă o scalabilitate bună și comoditate de întreținere. Tehnologia de conectare prin fuziune electrică a țevilor PE permite adăugarea convenabilă a ramurilor sau înlocuirea secțiunilor de țeavă într-un sistem care funcționează deja, fără a fi necesară oprirea alimentării cu apă. Ca o componentă a proiectului EOD „Râul Yangtze până la Lacul Taihu”, proiectul Orașului Xuxiake se poate confrunta cu extinderea sistemului și upgrade-uri în viitor. Această caracteristică a țevilor PE oferă flexibilitate pe termen lung pentru proiect.

Tabel: Corespondența dintre cerințele proiectului orașului Xuxiake și caracteristicile conductelor PE