تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب : طرح و اجرا

خانه ❯ مقاوم سازی سازه ❯ حوزه های فعالیت ❯ مقاوم سازی لوله و مخازن ❯ مقاوم سازی خطوط لوله ❯ تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب

اهمیت فراوان تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب به دلیل نقش آن در انتقال و ذخیره آب و دفع و تصفیه فاضلاب سبب شده است تا بحث تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب موضوعی حائز اهمیت باشد. انتخاب روش بهینه ای همچون تعمیر و تقویت با مصالح کامپوزیت پلیمری FRP شرکت افزیر برای تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب در برابر آسیب هایی همچون خوردگی لوله‌ بتنی آب و فاضلاب، سایش، فرآیند انجماد و ذوب شدن و … به منظور حفظ امنیت و کارایی آن در عین اقتصادی بودن روش انتخابی تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب، همواره چالشی جدی برای مهندسین بوده است.

لوله بتنی به صورت مسلح برای خطوط آب رسانی و انتقال آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرد. اصولاً لوله بتن مسلح را جهت انتقال آب از خارج شهر به داخل شهر به کار می‌برند که به شاه لوله موسوم هستند. فشاری که این لوله ها به هنگام کار تحمل می نمایند 6 الی 35 اتمسفر است. امکان ساخت برای فشارهای مختلف، تولید در داخل کشور، مقاومت در مقابل بارها و نیروهای داخلی و خارجی و خوردگی از جمله مزایا و سنگینی و شکنندگی آن ها در حمل و نقل و عدم سهولت نصب از معایب آن ها محسوب می‌شود. برای حفاظت در برابر صدمات وارده ، جدار داخلی و خارجی این لوله ها را قیراندود می کنند و در بعضی موارد، جهت جلوگیری از آسیب و خوردگی لوله بتنی آب و فاضلاب آنها را ضدسولفات می سازند.

روش های تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب

اهمیت انتخاب روش درست، دقیق و متناسب تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب در رعایت نکات فنی-مهندسی، مدیریت بهینه ریسک و مدیریت هزینه و کاهش بار مالی پروژه است. به عبارت بهتر، یک متخصص تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب باید بتواند راهکارها و محصولاتی را ارائه و پیشنهاد کند که در عین کارایی و کارآمدی، جنبه های اقتصادی طرح را نیز لحاظ کرده باشد.

مهمترین روش های تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب عبارت است از:

تزریق Urethan در ترک ها
تزریق اپوکسی
تعمیرات انبساطی اتصالات
تقویت با پوشش اپوکسی
پوشش های پلیمری

شرکت افزیر که از پیشگامان و پیشروان حوزه تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب میباشد، آماده ارائه خدمات موردنیاز شما در سراسر کشور میباشد. برای دریافت اطلاعات بیشتر، مشاوران ما در هر لحظه آماده پاسخگویی به شما می باشند.

تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب به کمک پوشش ها و مصالح کامپوزیتیFRP

روش تر (Wet Layup)

در روش رایج اجرای انواع کامپوزیت های پلیمری FRP که به نام Wet-layup مشهور است، نیاز به نیروهای متخصص است تا ابتدا فیبرهای کربن (CFRP) یا شیشه (GFRP) را به رزین (Resin) هایی مانند اپوکسی (epoxy) آغشته کنند و به سطح بیرونی لوله بچسبانند. این فن نیازمند نیروی کار ماهر هست تا اطمینان حاصل شود که فیبرها به صورت صحیح قرار گرفته و هیچگونه حباب هوایی در زیر این پوشش ها وجود ندارد.

روش ‌های بدون نیاز به حفاری (Trenchless)

روش دوم تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب، تعمیر بدون نیاز به حفاری (Trenchless) با استفاده از الیاف کامپوزیتی FRP می‌باشد. در این روش پس از تمیز‌کردن و آماده‌ سازی سطح داخلی لوله آسیب‌ دیده، یک تیوب نرم و انعطاف پذیر که از جنس الیاف تقویت کننده ‌است، درون لوله آسیب دیده قرار داده‌ می‌شود. با تزریق رزین با استفاده از تجهیزات ویژه دستگاه (Trenchless Repairing Machine (TRM و هوای فشرده در حد فاصل بین لوله آسیب ‌دیده و تیوب مورد نظر و طی زمان لازم برای پخته و سفت‌ شدن رزین، لوله تقویت‌ کننده‌ای درون لوله آسیب ‌دیده ایجاد می‌شود که نقش اساسی را در عملکرد لوله ایفا می‌کند. هزینه ‌های بسیار زیاد حفاری و خاک‌ برداری و قرار داشتن بعضی از قسمت‌های لوله در مناطقی که دسترسی به آنها به سادگی امکان‌پذیر نیست، از عواملی هستند که باعث بوجود آمدن این روش تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب شده‌ است.

هر چند این روش برای تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب پیشنهاد و توسعه داده ‌شده ‌است ولی می‌توان از آن در پاره‌ای موارد خاص، برای خطوط لوله کم‌ فشار فولادی نیز استفاده‌ کرد. در هر حال به علت نحوه شکل‌گیری لوله داخلی، استحکام و مقاومت آن در مقایسه با دو روش دیگر مذکور بسیار پایین‌تر است.

استفاده از محصولات پیش عمل آوری شده (Precured) کامپوزیت پلیمری FRP

محصولات پیش عمل آوری شده (Precured) با کنترل کیفیت و یکنواختی دقیق تری تولید میشوند. تا حدودی به دلیل نسبت فیبر FRP به رزین بیشتر، این محصولات در مقایسه با همتایان خود که به روش درجا (Wet-layup) تولید می‌گردند، مقاومت و سختی بیشتری را نشان می‌دهند.

گرچه این نوارهای FRP ورقه ای (Laminate) نسبت به روش Wet-layup اجرای آسان تر و مقاومت بیشتری دارند اما به دو دلیل زیر، استفاده و کاربرد آنها محدود میشود:

یک جهته بودن آنها سبب شده است که فقط در موارد معدودی برای تقویت برشی به کار بروند و بیشتر برای تقویت خمشی استفاده شوند.
سختی زیاد این نوارهای FRP ورقه ای (Laminate) سبب شده است که نتوان آنها را به صورت دایره هایی با قطر کمتر از 750 میلیمتر درآورد.

همچنین روش ها و تجهیزات کنونی این اجازه را به ما نمیدهند تا نوارهای FRP ورقه ای (Laminate) با ابعاد بزرگ تر تولید کنیم که از نظر کاربری متفاوت هستند. بنابراین وجود اینچنین نقایص و کمبودهای در مورد نوارهای FRP ورقه ای (Laminate) غیرقابل چشم پوشی مینماید.

مصالح کامپوزیتی FRP سوپر لمینت

به مدت دو دهه جامعه مهندسین از پارچه (Fabric) های کامپوزیتی FRP تولید شده شرکت CTech-LLC آلمان یا به صورت درجا (Wet layup) یا ورقه ها (Laminate) به منظور تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب استفاده مینمود. این روشها به صورت کلی دارای نقایصی هستند که سبب میشوند مهندسین قادر به ارائه راهکارهای با کیفیت و در عین حال کم هزینه برای تعمیر آسیب و خوردگی لوله بتنی آب و فاضلاب نباشند.

مصالح کامپوزیتی FRP سوپر لمینت نسل جدیدی از محصولات بر پایه FRP ارائه شده توسط شرکت افزیر هستند که به تازگی برای غلبه بر انواع آسیب و خوردگی لوله بتنی آب و فاضلاب ذکرشده، توسعه داده شده اند. مصالح کامپوزیتی سوپر لمینت نسبت به ورقه (Laminate) های سنتی، سه مزیت مهم دارند:

با استفاده از فیبرهای یک یا دوجهته، FRP ورقه ای (Laminate) قادر است هم درجهت طولی و هم درجهت عرضی مقاومت لازم را تأمین کند که این مزیت مهم امکان کاربردهای جدیدی را برای ورقه (Laminate) فراهم میکند.
مصالح کامپوزیتی FRP سوپر لمینت با ضخامتی در حدود 0.66 میلیمتر، از انواع سنتی ورقه ها بسیار نازکتر بوده و بنابراین بهراحتی میتوان آنها را به صورت دایرهای به قطر 300 میلیمتر یا کمتر نیز درآورد.

اخیرا میتوان تعداد و الگوی لایه های فیبر را تنظیم کرد تا بتوان گونه‌های مختلفی از محصولات سفارشی سازی شده را تولید کرد که نتیجه آن صرفه جویی زیاد در زمان و هزینه خواهد بود.

تقویت لوله قطور بتنی به کمک مصالح کامپوزیتی FRP سوپر لمینت:

درصد زیادی از لوله موجود در صنعت آب و فاضلاب به شدت آسیب دیده هستند و به تعمیر و تقویت نیاز دارند. این لوله ها معمولا تحت فشار هستند و خوردگی بتن و یا المان تقویت کننده سبب کاهش مقاومت لوله ها در برابر تنش های حلقوی داخلی میگردد. در صورت عدم رسیدگی، عواقب این آسیب دیدگیها بسیار سنگین است و میتواند نواحی مجاور را دچار تعطیلی شبکه آبرسانی یا فاضلاب بکند. روش درجا (Wet layup) علیرغم تأمین مقاومت کافی دربرابر تنشهای محوری و حلقوی، زمان زیادی برای اجرا میگیرد؛ به خصوص اگر طول یا تعداد نقاط آسیبدیده خط لوله زیاد باشد.

مصالح کامپوزیتی FRP سوپر لمینت نسبت به روش درجا (Wet Layup) دارای چندین مزیت مهم هستند:

خواص مکانیکی محصولات میتواند به صورت مستقل و پیش از اجرا در داخل لوله مورد آزمایش قرار گیرد که این امر کارفرما را قادر میسازد تا هرگونه محصول معیوب را رد کند.
به دلیل اینکه زمانبر ترین قسمت کار (یعنی آغشته کردن فیبرها و حذف حبابهای هوا) در کارخانه انجام میشود به جای داخل لوله، اجرای مصالح کامپوزیتی سوپر لمینت صرفه جویی زمانی زیادی را به دنبال دارد.
میتوان فیبرهای مختلفی را در مصالح کامپوزیتی سوپر لمینت جای داد که سبب کاهش هرچه بیشتر زمان نصب و اجرا تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب میگردد. به طور مثال هنگامی که لوله فولادی در برابر خوردگی گالوانیکی نیاز به مقاوم سازی دارند، یک لایه فیبر شیشه قبل از نصب فیبر کربن، روی سطح لوله اجرا میگردد.

تقویت لوله بتنی از داخل با استفاده از الیاف FRP

آسیب ها و خوردگی متداول لوله بتنی آب و فاضلاب قابل تعمیر با مصالح کامپوزیت پلیمری FRP افزیر

در لوله های انتقال آب و فاضلاب ساخته شده از بتن ، آهن یا فولاد، اسید سولفوریک می تواند لوله های فاضلاب را در نقاط مختلف به‌ ویژه در تاج لوله دچار خوردگی و یا تخریب کند . این نوع آسیب و خوردگی لوله بتنی آب و فاضلاب در اثر گرما و نیز در مواردی که شیب خط انتقال کم باشد تشدید شده و اثر تخریبی آن افزایش می یابد. به همین دلیل باید به تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب در برابر انواع آسیب و خوردگی لوله بتنی آب و فاضلاب توجه خاصی نمود. لازم به ذکر است که اغلب موارد زیر به کمک مصالح کامپوزیت پلیمری FRP سوپر لمینت شرکت افزیر قابل تعمیر هستند.

در مورد انواع آسیب و خوردگی لوله بتنی آب و فاضلاب میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

خوردگی المان مسلح کننده
لب پریدگی
شکستگی
سایش
خوردگی بتن ( سولفات، کاویتاسیون، اسید و …)
تخریب ناشی از سیکل انجماد و ذوب

متخصصین شرکت افزیر با تلفیق دانش و تجربه فراوان در زمینه تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب، برای کلیه آسیب و خوردگی لوله بتنی آب و فاضلاب ذکرشده، راهکار و محصول متناسب با نیاز شما را ارائه می‌کنند. برای کسب جزییات بیشتر در زمینه راهکارهای تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب با متخصصین و مشاوران ما در تماس باشید.

خوردگی را میتوان یکی از مشکل آفرین ترین و چالش برانگیز ترین عوامل خرابی لوله بتنی در صنعت آب و فاضلاب دانست. برخی از عوامل خوردگی عبارت است از:

کلرها: اگر یون های منفی (آنیون ها) در سطح فولاد حضور داشته باشند، حتی در بتن سالم نیز امکان از بین رفتن المان تقویت کننده و یا کاهش مقاومت آن وجود خواهد داشت. تنها آنیونی که چنین اثر مخربی بر لوله بتنی آب و فاضلاب دارد، یون کلر است. شرکت افزیر راهکارهای مناسبی برای تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب در برابر خوردگی کلر ارائه میدهد.
خاکهای سولفاته: خاکی را که حاوی غلظت بالایی از سولفاتهای کلسیم، سدیم و منیزیم باشد را خاک سولفاته میگویند. سولفاتهای کلسیم، سدیم و منیزیم باشد را خاک سولفاته میگویند. این عامل هنگامی مخرب است که قسمتی از لوله در خاک مدفون و قسمتی دیگر در معرض هوای آزاد باشد. سولفات همواره یکی از اصلی‌ ترین عوامل آسیب و خوردگی لوله بتنی آب و فاضلاب بوده‌است.
خاک های اسیدی: این نوع خوردگی لوله بتنی آب و فاضلاب خیلی رخ نمی‌دهد مگر در خاک‌های غیرطبیعی همچون خاک‌هایی که محتوی آلاینده‌هایی همچون سرباره‌ها و ضایعات صنعتی و معدنی باشند. برای مشاوره در مورد محصولات شرکت افزیر برای تعمیر و تقویت لوله بتنی آب و فاضلاب در برابر خوردگی اسیدی، با متخصصین ما در تماس باشید.
خوردگی لوله بتنی آب و فاضلاب در اثر دی اکسید کربن (کربناسیون): دی اکسید کربن یا رطوبت می‌تواند با ملات یا بتن واکنش داده و تولید کربنات کلسیم کند. این نوع خوردگی لوله بتنی آب و فاضلاب معمولا محدود به تشکیل یک لایه سطحی میشود که خطرساز نیست؛ ولی در برخی شرایط خاص که امکان نفوذ کربنات کلسیم ایجاد می‌شود، خطر خوردگی فولاد تقویت کننده به وجود می‌آید.