从19世纪末开始的近一个世纪里,石棉水泥(AC)广泛用于管道工程。但在过去的几十年里,由于有了更好的管道材料,如高密度聚乙烯(HDPE)和聚氯乙烯(PVC),价格便宜,经久耐用,易于维护。
然而;下降的主要原因在于人们对饮用水中石棉纤维的不良影响的担忧。慢性吸入对健康的影响石棉粉尘可导致石棉肺和间皮瘤(肺癌)。
这一事实反过来又引起人们对通过饮用水摄入石棉纤维对健康的影响的关注,特别是在腹膜间皮瘤的情况下。(读石棉水泥管:为什么它是一个问题以及非开挖方法如何解决它.)
在北美和加拿大,数英里的交流电管道即将达到使用寿命。在20世纪40年代到60年代之间,这些国家使用了超过56万英里的管道来安装水和下水道管道。(读下水道如何安装.)
交流管因其成本低、使用寿命长、耐腐蚀等优点,在管道制造中被认为是非常有价值的腐蚀.
这是来自政府机构的压力环境保护局(EPA)和职业安全与健康管理局(OSHA)最终,在20世纪80年代,石棉在商业、住宅和工业管道中被逐步淘汰。
但是替换这些管道并不容易,因为许多管道可能很难在迷宫般的管道中找到。(读下水道网络的复杂世界.)
石棉水泥管修复的必要性
石棉是一种含有铁、镁、钙或钠的纤维硅酸盐材料。水源污染可以通过地表水系统中蛇纹石或其他含石棉物质的沉积物的侵蚀、石棉废物的不当处理和/或供水系统中交流管道的恶化而自然发生。
随着时间的推移,交流管道要么因水流引起的内部浸出,要么因地下水引起的外部浸出而恶化。这减少了管道的有效截面,导致管道材料的软化和机械强度的损失。
考虑到我国管道的使用年限,交流管道失效是不可避免的,但很难发现,除非对管道进行全面的状态评估。更换或修复交流管道应在发生灾难性故障前进行。
等待时间过长会增加饮用水污染的风险,并增加修复成本。
《安全饮用水法》(SDWA)将饮用水中的石棉纤维含量限制在每升(MFL) 700万纤维。如果长时间饮用高于上述含量的水,就会有患上良性肠道息肉的风险。
进行适当的状况评估
随着石棉水泥管道使用年限的增加,管道故障的数量也会增加,但仍可能有一些管道结构良好,不需要更换。条件评估了解这些管道的剩余使用寿命和提出适当的修复和修复计划是至关重要的。(读埋地管道状况评估综合指南.)
更换石棉水泥管的规划过程可按下列重要步骤进行。
数据收集
必须首先对现有系统进行分析,以确定管道的失效机制如压力爆破、接头失效等.还需要考虑影响管道失效的因素,如年龄、尺寸、制造和等级、水成分和压力、土壤性质、覆盖层压力和气候。
市政记录显示与地理位置有关的交流管道泄漏记录也有助于分析。
检验、抽样和测试
资产检查提供了资产的当前状态,包括结构稳定性、劣化速度、能力以及修理或更换的需要。一个资产管理计划(AMP)应落实到位,概述要检查的资产,如何检查,何时检查。
检查整个系统是非常昂贵的,因此基于条件评估的目的确定优先级是必要的。对管道进行取样以进行状况评估实验室检测应该在全系统范围内进行。这将提供整个网络的完整图像,并允许进行更全面的评估。
可以进行的一些测试包括:
- 抗压强度,静水压力而且抗弯强度试验- ASTM C 500。
- 抗拉强度测试- astm c 496。
- 岩石学检验- ASTM C 856
- 压缩装置试验- ASTM d395。
- 硬度试验- ASTM D 1415。
- 傅里叶变换红外光谱(FTIR)
- 钙浸深度。
- x射线能谱。
数据分析
在对资产进行清查和检查后,对得到的数据进行整理和分析。比较以前的数据还可以帮助确定某些领域是否显示出某种特定类型问题的趋势。可以使用市场上的资产管理和状况评估软件进行数据管理和分析。
该软件还有一个额外的优点,就是将地理信息系统(GIS)映射到系统中,帮助了解位置,如靠近学校、医院、铁路等,从而更好地了解公用事业的关键因素。
对管道的结构缺陷和服务水平进行量化、处理、评价和分析。
最终的评估
最后的状况评估将包括对需要修理或更换的高风险和关键管道进行计算评估。在进一步恶化或失效发生之前对评估采取行动是状态评估的全部内容。采取的行动应该从那些失效风险最高的管道和那些对社区或环境影响最大的管道开始。
它还应包括可用于防止故障的替代办法,以及与资产的恢复或更换有关的费用。还应概述未来所需的干预措施,以便通过进行故障风险分析和剩余寿命估计,在正确的时间管理资产。
关键管道检测方法
预测交流管道的故障不限于内部检查使用闭路电视检查(cctv),因为他们只给出内部管道损坏的细节。(读使用闭路电视检查管道.)
由于交流电管道也会受到来自外部的腐蚀性地下水的影响,因此石棉水泥管扫描仪(ACPS)是研究交流管道内外结构的有效工具。
它最初用于不列颠哥伦比亚萨里的Harbourgreene线的状况评估。
ACPS是一种远程操作机器人,它使用管穿透雷达利用高频雷达天线对有色管道进行全面评估的PPR技术。
它部署在管道内部,可以测量壁厚,检测暴露的钢筋或钢筋覆盖,并测量在管道外土壤中已经形成的空洞的程度。