铸铁管道:清洁和修复管道结核

通过丹尼斯·沙利文
发布日期:2020年7月20日

关键的外卖

在铸铁管道中发生结核，导致褐色粘液的积聚。用AWWA C602水泥砂浆衬垫修补破损。

来源:cegli

铸铁管自19世纪以来一直是城市基础设施的主要组成部分。金属是一种耐用的选择，是对以前系统的重大改进。虽然这些管道可以使用一百多年，但随着时间的推移，它们很容易腐蚀．水和废物中的细菌会侵蚀内墙，导致腐蚀瘤的线。

腐蚀瘤是什么?

由于水中发现的铁氧化细菌，结核沿管壁形成。细菌聚集在水管中，并开始代谢铸铁管。棕色的黏液堆积起来，覆盖在管道内部。虽然水压的损失是管道中某种形式堆积的一个指标，但结核的主要迹象是在管道内部发现的点蚀。通过管道爬行摄像机可以看到堆积。

图片来源:非开挖技术

由于普通房主没有管道爬行摄像头，他们可以通过管道装置上的红色或红褐色污渍判断是否有积水。衣服上可能会有一些污渍，或者水可能会因为管道中堆积的污泥而显得很脏。如果不及时治疗，结核会使线变弱到断裂的地步。（读:基础设施防腐蚀方法．)

你的管子里有结核吗?

当管道发生结核时，它会限制水通过管道的流动而造成沉积物沉淀和消耗氯。由于细菌侵蚀了管道的铸铁，生物膜也会形成。

有问题的第一个指标通常是水变色。线中的沉积物开始脱落，使水看起来是红色或棕色的。由于管道内堆积，水压会受到影响，降低管线的水力性能。

虽然使用留置权可以看到流量减少，但水力工程师可以使用Hazen-Williams公式计算水头损失和流量。下面的公式可以帮助工程师确定管道的收缩程度，以及清洁和修复方法是否成功。

V = kCR0.63S0.54

地点:

速度V = f /秒(m /秒)

K =转换因子

R=水力半径，ft(m)，为截面

C =黑曾-威廉斯粗糙度系数

S=水力等级线斜率，ft/ft (m/m)

C是管子内部粗糙度的度量。粗糙度的计算公式为:

C = 2466 qd - 2.63 - h0.54l0.54

C= Hazen-Williams粗糙系数

Q=压力管道中的流量，mgd (m3/d)

D=管道公称直径，单位为。(毫米)

H=水头损失，英尺(m)水

L=管道长度，英尺(米)

只有当水的环境温度为40°F至75°F(4.4°C至23.8°C)且存在湍流时，哈森-威廉姆斯方程才有效。通过使用这个方程来测量直线上两点之间的变化，工程师可以确定直线的收缩位置和严重程度。

当然，方程只能计算出线路堵塞的严重程度。能够看到堵塞可以帮助工程师评估是否需要清洗和修理，或者是否需要更换管线。机器人在生产线上爬行，并将图像传回控制器，这使得工程师能够对如何前进做出最佳决定。（读:非开挖下水道清洁和修理101．)

清洗管道内结核

清除管道取决于结核的浸润程度。根据美国水工程协会手册M28，有几个选项来清理成长线。其中一个步骤是使用水射流，也被称为磨料喷射机械，以清除墙上的黏液。这是低压水射流作为大功率洗衣机或喷水可能会进一步软化表面，导致之前没有裂缝的地方出现裂缝。

另一个选择是动力钻孔技术。用这种技术，一个带钢条和清洁头的镗床刮擦管道的两侧。在管道的另一端，一个供水系统驱动水通过管道冲洗出碎片。

拖刮、动力钻孔、水射流、清理管道结核图片来源:布莱恩Thorogood P.Eng

同样，还有一种拖刮清洁方法。就像动力板一样，一个带电缆的绞车和拖动刮板头穿过管道。当刮头清理管道时，水供应将碎片推出管道。

Environlogics工程公司发明了“战斧系统”，可以清除线条上的结核，同时把线条晒干。这种方法使用磨料和大容量、低压气流来清洁管道。它被认为是一个集清洗、干燥和检查于一体的系统。该系统已在St. John 's New Brunswick的780米长的铸铁管上使用，最初安装于1955年。Tomahawk系统自2014年开始使用，它提供了一种清洁方法，几乎不用减少水的浪费，干燥时间更快。