چرا خطوط لوله جوش داده شده در سیستم های تامین آب و فاضلاب ترجیح داده می شوند؟

در سراسر زیرساخت های شهری، تاسیسات صنعتی، و توسعه های مسکونی در سراسر جهان، خطوط لوله جوش داده شده به راه حل غالب برای سیستم های آبرسانی و فاضلاب تبدیل شده اند. شیوع آنها تصادفی نیست - تقاضاهای مهندسی، کارایی هزینه درازمدت و قابلیت اطمینان ساختاری همگی به سمت ساخت جوشکاری شده به عنوان انتخاب برتر برای کاربردهای حمل و نقل سیال اشاره دارند.

خطوط لوله جوش داده شده چیست؟

خطوط لوله جوش داده شده خطوط لوله ای هستند که با اتصال بخش های لوله فولادی یا آلیاژی از طریق تکنیک های جوشکاری مختلف - از جمله جوشکاری مقاومت الکتریکی (ERW)، جوشکاری قوس الکتریکی (SAW) و جوشکاری مارپیچی ساخته می شوند. بر خلاف لوله های بدون درز، لوله های جوش داده شده از صفحه یا کلاف فولادی مسطح تشکیل می شوند که در امتداد یک درز طولی یا مارپیچ نورد و ذوب می شوند.

این خطوط لوله به طور گسترده برای موارد زیر مستقر می شوند:

• شبکه های توزیع آب شرب شهری
• سیستم های جمع آوری فاضلاب و فاضلاب
• خطوط آب فرآیندهای صنعتی
• زیرساخت های مدیریت آب طوفان
• آبیاری و تامین آب کشاورزی

دلایل اصلی ترجیح خطوط لوله جوش داده شده

1. یکپارچگی سازه برتر و مقاومت در برابر فشار

مدرن خطوط لوله جوش داده شده از طریق فرآیندهای جوشکاری کنترل شده به استحکام کششی استثنایی دست پیدا کنید. برای شبکه های تامین آب که تحت فشار بالا کار می کنند - اغلب بین 100 تا 300 psi - لوله های فولادی جوش داده شده ضخامت دیواره ثابتی را حفظ می کنند و در برابر تغییر شکل بسیار بهتر از چدن یا پلاستیک جایگزین می شوند. درز جوش پیوسته، هنگامی که مطابق با استانداردهای ASTM یا ISO اجرا می شود، عملکرد ساختاری تقریباً معادل لوله بدون درز را با کسری از هزینه ارائه می دهد.

2. در دسترس بودن قطر بزرگ برای جریان با حجم بالا

زیرساخت های فاضلاب نیاز به جابجایی سیالات عظیمی دارد. خطوط لوله جوش داده شده می توان در قطرهای 6 اینچ تا بیش از 120 اینچ تولید کرد - محدوده ای که تولید لوله های بدون درز به سادگی نمی تواند از نظر اقتصادی مطابقت داشته باشد. لوله‌های با قطر بزرگ با جوش مارپیچی، ستون فقرات فاضلاب تنه، شبکه‌های خروجی و خطوط انتقال آب حجیم در سطح جهان هستند.

3. مقرون به صرفه بودن در مقیاس

تولید خطوط لوله جوش داده شده از ورق فولادی نورد شده به طور قابل توجهی مقرون به صرفه تر از فرآیند اکستروژن یا حفاری مورد نیاز برای لوله های بدون درز است. برای پروژه‌های زیرساخت عمومی بزرگ که شامل کیلومتر خط لوله می‌شود، صرفه‌جویی در هزینه هر متر قابل توجه است - اغلب 20 تا 40 درصد کمتر از جایگزین‌های بدون درز با مشخصات مشابه.

4. کنترل خوردگی و عمر طولانی

هنگامی که با پوشش داخلی ملات سیمانی و پوشش های اپوکسی فیوژن با پیوند خارجی (FBE) یا پلی اتیلن جفت می شود. خطوط لوله جوش داده شده دستیابی به عمر مفید بیش از 50 تا 100 سال در کاربردهای آب و فاضلاب. این سیستم‌های حفاظتی هم از رسوب‌گذاری داخلی و هم از خوردگی خارجی خاک جلوگیری می‌کنند که یک مزیت مهم نسبت به آهن داکتیل بدون پوشش یا فولاد لخت است.

5. انعطاف پذیری اتصالات جوش و سازگاری در میدان

بر خلاف سیستم های اتصال فلنجی یا مکانیکی، خطوط لوله جوش داده شده می توان آن را به صورت میدانی جوش داد تا تغییرات مسیریابی پیچیده، جابجایی ارتفاع و اتصالات اتصال را در خود جای دهد. این انعطاف پذیری نیاز به اتصالات پیش ساخته را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و زمان پروژه را در زمین های سخت یا محیط های شهری پرتراکم کوتاه می کند.

خطوط لوله جوش داده شده در مقابل سایر انواع لوله: بررسی اجمالی مقایسه ای

انواع خطوط لوله جوشی مورد استفاده در زیرساخت های آب و فاضلاب

ERW (مقاومت الکتریکی جوش داده شده) لوله

ERW خطوط لوله جوش داده شده با عبور جریان الکتریکی با فرکانس بالا از لبه های سیم پیچ فولادی برای تولید گرمای مورد نیاز برای همجوشی تولید می شوند - از فلز پرکننده استفاده نمی شود. لوله ERW برای خطوط خدمات آب با قطر کمتر و شبکه های توزیع، معمولاً در محدوده 2 اینچ تا 24 اینچ، که در آن تلورانس های ابعادی محکم و سطوح داخلی صاف مورد نیاز است، ایده آل است.

لوله LSAW (جوش داده شده با قوس زیردریایی طولی).

LSAW خطوط لوله جوش داده شده از ورق فولادی سنگین تشکیل شده و در امتداد یک درز مستقیم با استفاده از جوش قوس زیردریایی - هم در داخل و هم در خارج جوش داده می شوند. دیوارهای ضخیم و هندسه دقیق آن‌ها را برای شبکه‌های انتقال آب با فشار بالا و شبکه‌های نیروی فاضلاب با قطر بزرگ ترجیح می‌دهد.

لوله SSAW (Spiral Submerged Arc Welded) لوله

SSAW خطوط لوله جوش داده شده با تشکیل مارپیچ نوار فولادی و جوشکاری در امتداد درز مارپیچ تولید می شوند. آنها مقرون به صرفه ترین راه حل برای قطرهای بسیار بزرگ - از 24 اینچ تا 120 اینچ هستند - آنها را به انتخاب اصلی برای فاضلاب های تنه، خطوط لوله خروجی و قنات های تامین آب منطقه ای تبدیل می کند.

سیستم های پوشش و پوشش که عمر خطوط لوله جوش داده شده را افزایش می دهد

طول عمر و عملکرد خطوط لوله جوش داده شده در محیط های آب و فاضلاب تا حد زیادی توسط سیستم پوشش و پوشش اعمال شده تعیین می شود. سیستم های رایج عبارتند از:

• پوشش ملات سیمانی (CML): کاربرد داخلی برای جلوگیری از برداشت آهن و سل در خطوط آب آشامیدنی؛ استاندارد شبکه های انتقال آب
• اپوکسی با پیوند فیوژن (FBE): یک پوشش پودری ترموست که بر روی سطوح داخلی و خارجی اعمال می شود. مقاومت شیمیایی عالی برای قرار گرفتن در معرض فاضلاب
• پلی اتیلن سه لایه (3LPE): ترکیبی از پرایمر اپوکسی، کوپلیمر چسب و روکش پلی اتیلن برای محافظت در برابر خوردگی خارجی در شرایط خاک تهاجمی.
• مینای قطران زغال سنگ (CTE): یک پوشش قدیمی که هنوز در برخی بازارها به دلیل سابقه اثبات شده آن در کاربردهای فاضلاب مدفون استفاده می شود.
• پوشش پلی اورتان: به طور فزاینده ای برای سیستم های فاضلاب به دلیل مقاومت آن در برابر خوردگی سولفید هیدروژن - یکی از دلایل رایج شکست زودرس لوله در شبکه های فاضلاب - مشخص می شود.

ملاحظات نصب خطوط لوله جوشی در پروژه های آب و فاضلاب

نصب موفقیت آمیز خطوط لوله جوش داده شده نیاز به توجه دقیق به چندین عامل مهم دارد:

طراحی سنگر و گچبری

مواد بستر مناسب - معمولاً سنگدانه های دانه ای - بار را به طور مساوی در اطراف لوله لوله توزیع می کند و از بارهای نقطه ای که می توانند بر درزهای جوش فشار وارد کنند جلوگیری می کند. عرض، عمق و فشردگی گودال باید با استانداردهای AWWA M11 یا معادل آن مطابقت داشته باشد.

حفاظت کاتدی

در خاک های تهاجمی الکتروشیمیایی، خطوط لوله جوش داده شده برای خنثی کردن خوردگی گالوانیکی باید با سیستم های حفاظت کاتدی جریان تحت تاثیر یا آند قربانی جفت شود. این امر به ویژه در مناطق مشترک که تعطیلات پوشش ممکن است رخ دهد مهم است.

صلاحیت جوشکاری مشترک

جوش میدانی روی خطوط لوله جوش داده شده باید توسط جوشکارهای دارای گواهی و با پیروی از رویه های واجد شرایط مطابق با ASME B31.3، AWS D1.1 یا مشخصات روش جوشکاری پروژه خاص (WPS) اجرا شود. آزمایش های غیر مخرب (NDT) - از جمله رادیوگرافی یا بازرسی اولتراسونیک - باید برای بخش های با پیامد بالا مشخص شود.

روندهای صنعت باعث افزایش تقاضا برای خطوط لوله جوشی می شود

چندین روند همگرای جهانی در حال تسریع پذیرش هستند خطوط لوله جوش داده شده در زیرساخت های آب و فاضلاب:

• جایگزینی زیرساخت های قدیمی: کشورهای توسعه یافته با برنامه های گسترده ای برای جایگزینی سیستم های فاضلاب چدنی و سفالی 50 تا 100 ساله، با فولاد جوش داده شده جایگزین مطلوب مدرن روبرو هستند.
• شهرنشینی در بازارهای نوظهور: رشد سریع شهر در آسیا، آفریقا و آمریکای لاتین به شبکه های آب و فاضلاب با قطر زیاد و ظرفیت بالا نیاز دارد - یک برنامه اصلی برای لوله های جوش داده شده.
• الزامات کم آبی و بهره وری: اهداف انتقال آب با نشت صفر مهندسان را به سمت فولاد جوش داده شده بر روی جایگزین های مفصلی سوق می دهد که نرخ نشت بالاتری دارند.
• اتوماسیون پیشرفته در کارخانه های لوله سازی: مدرن pipe mills employing automated welding, inline inspection, and robotic coating application have dramatically improved quality consistency and cost competitiveness.

سوالات متداول در مورد خطوط لوله جوش داده شده

نتیجه گیری

ترجیح برای خطوط لوله جوش داده شده در سیستم های آبرسانی و فاضلاب منعکس کننده همگرایی عملکرد ساختاری، مزیت اقتصادی، و تطبیق پذیری مهندسی است که هیچ نوع لوله رقیب به طور کامل تکرار نمی کند. خطوط لوله فولادی جوش داده شده از شبکه های توزیع ERW با قطر کوچک گرفته تا لوله های انتقال جوش مارپیچی عظیم، مقیاس پذیری، استحکام و سازگاری مورد نیاز زیرساخت های آب مدرن را ارائه می دهند.

همانطور که شهرداری ها در سراسر جهان با چالش های دوگانه زیرساخت های پیر و شهرنشینی سریع روبرو هستند، خطوط لوله جوش داده شده - مجهز به سیستم های پوشش پیشرفته، ساخته شده با استانداردهای دقیق و نصب شده توسط متخصصان جوشکاری خبره - فناوری پایه سیستم های آب و فاضلاب ایمن و قابل اعتماد برای نسل های آینده باقی خواهد ماند.