Боковая канализационная реабилитация CIPP: соответствует ли она ожиданиям?
Основная проблема, с которой сталкиваются почти все коммунальные предприятия, заключается в том, как решить проблему устаревшей подземной инфраструктуры. Канализационные трубы выходят из строя от побережья к побережью, поскольку Америка быстро идет по пути замены или обновления канализационных систем. Основной движущей силой является мандат, установленный государственными и федеральными регулирующими органами, которые требуют от владельцев коммунальных услуг обновить свои системы, чтобы они были водонепроницаемыми.
Еслм коммунальное предприятие использует государственные оборотные кредитные фонды (SRF) для оплаты своего проекта по восстановлению канализации, проектирование должно быть обосновано на основе анализа стоимости жизненного цикла. Это требование наложено законодательством, принятым Конгрессом США в 2014 году, известным как ACT по реформе и развитию водных ресурсов (WRRDA). Даже без требования такого анализа ответственное коммунальное предприятие должно выполнить его, чтобы обеспечить наилучшее значение для инвестиций плательщика ставки. Дни просачивания и перегрузки грунтовых вод, насосов и очистных сооружений за государственный счет в настоящее время являются приоритетом для исправления.
В современном мире все больше и больше инженеров испытывают ограничения и возможности отвержденной трубы на месте (CIPP) и понимают необходимость водонепроницаемости, а также необходимость длительной работы. CIPP — самая востребованная бестраншейная технология. Тем не менее, тематические исследования показали, что восстановление CIPP в канализационных магистралях позволяет продолжать утечку, поскольку грунтовые воды отслеживаются за вкладышем и вновь поступают в канализацию при подключении к сервису.
Кроме того, эксплуатационные боковые трубы испортились и должны быть заменены и герметизированы. Исследования показали, что до 70 процентов посторонней воды может быть получено из дефектных боковых труб. Для того чтобы реабилитированная система была водонепроницаемой, необходимо использовать целостный подход, который включает в себя решение проблемы магистральных труб, люков и аналогичных конструкций, обслуживания боковых труб и очистки.
Когда вводятся в эксплуатацию материалы и методы, предназначенные для восстановления и опечатывания системы в соответствии с установленными стандартами машиностроительной отрасли, многие владельцы коммунальных услуг испытывают результаты своих проектов «как новые». Другими словами, они получают производительность, сравнимую с новой трубной конструкцией.
Самая трудная задача, которую должны преодолеть владельцы коммунальных услуг, — это коммерческое предложение для недорогих, недолговечных решений, как многих поставщиков, так и подрядчиков. Понятие связывания CIPP с жирами, маслами и жирами (FOG) в мокрой канализационной трубе в течение 50 лет привело к тому, что миллионы долларов пошли в канализацию. Отрасль отреагировала на это разработкой более подходящих и строгих спецификаций и отраслевых стандартов для CIPP, требующих высококачественных строительных материалов, включая уплотнения CIPP, для достижения результатов «как новых».
Отраслевые стандарты
Основные задачи обновления системы сбора канализационных стоков должны включать как восстановление целостности конструкции, так и обеспечение долговременного водонепроницаемого уплотнения. Чтобы быть эффективными и соответствовать этим целям, необходимо сначала понять технологию и применить правильные отраслевые стандарты. Те, кто принимал участие в реабилитации трубопроводов, знакомы со стандартом ASTM F1216, «дедушкой» стандартов для индустрии CIPP. Но знание стандарта не обязательно означает, что человек действительно понимает, что влечет за собой стандарт.
«Стандартная практика восстановления существующих трубопроводов и трубопроводов путем инверсии и отверждения пропитанной смолой трубы», руководит отраслью CIPP с момента его публикации в 1989 году. Стандарт F1216 — это практика для установки CIPP в магистральные трубы, которые имеют легкий доступ из колодцев, расположенных на каждом конце канализационной трубы. Стандарт F1216 не упоминает о роботизированном расположении бокового соединительного вкладыша изнутри главной трубы и не упоминает об обеспечении долговременного уплотнения с использованием прокладки трубы.
Слишком часто возникает путаница, поскольку поставщики технологий и подрядчики делают заявление: «Мой боковой вкладыш соответствует F1216». Люди действительно должны сказать: «Мой боковой вкладыш соответствует необязательному дизайну F1216, приведенному в приложении X1».
Все ли имеют представление о том, что раздел 8.2 F1216 на самом деле включает допустимую скорость утечки? Стандарт F1216 предусматривает утечку 400 галлонов в день на милю для 8-дюймовой трубы. Это соответствует 146 000 галлонов утечки в год на милю при сохранении соответствия стандарту. Существует так много глубокой информации, касающейся CIPP, что, чтобы действительно понять ограничения и возможности технологии, нужно вернуться к основам и придерживаться практических инженерных принципов.
Все понимают, что масло на сковороде используется по двум причинам: оно делает вкус пищи приятным и предотвращает прилипание яйца к сковороде. FOG распространен во всех канализационных трубах, а метод очистки, описанный в F1216, просто ссылается на рекомендованные NASSCO спецификации, которые требуют удаления любого мусора в трубе. Там нет упоминаний об использовании горячей воды или моющих средств, а наличие FOG гарантирует, что химическое соединение не может произойти так же, как масло в сковороде.
Фактически, можно еще раз посмотреть на стандарт F1216 и перейдем к разделу 7.5 «Смазка». В этом разделе смазочный материал описывается как продукт на масляной основе, наносимый на покрытую поверхность трубки гильзы с целью уменьшения трения во время инверсионной установки. На этом примере можно увидеть муниципальные спецификации, которые требуют, чтобы боковая соединительная прокладка образовывала долговременное водонепроницаемое уплотнение, основанное на соединении соединительной прокладки с магистральной прокладкой. Концепция соединения соединительного вкладыша с магистральным вкладышем, на котором покрытие намеренно смазано, как предписано в F1216, просто не практична и не соответствует инженерным принципам.
Другое неправильное представление о соединении соединительного вкладыша с магистральным вкладышем заключается в использовании несовместимого материала подложки. Поверхность с покрытием магистрали CIPP, согласно F1216, изготовлена из полиэтилена (PE), полипропилена (PP) или термопластичного уретана (TPU). Покрытия PP и PE представляют собой пластмассы на основе олефинов, которые, как известно, являются антипригарными материалами. По причинам, объясненным до сих пор, соединение CIPP в активной канализации не является реалистичным и не может обеспечить долгосрочные результаты.
Существует больше понимания того, как CIPP может работать до такой степени, что он действительно может быть сопоставим с таковым для новой трубы. Как описано в разделе 7.2 F1216 «Пропитка смолой», стандарт требует, чтобы в трубку футеровки вводилось от 5 до 10 процентов избыточной смолы. Большая часть этой смолы расходуется из-за дефектов труб, таких как открытые соединения и трещины в основной трубе.
Тем не менее, нет научного метода или точного расчета для определения того, сколько смолы будет потребляться при дефектах трубы. В случае CIPP для реабилитации магистрали избыток смолы не является проблемой, поскольку смола выбрасывается в приемный колодец, улавливается и удаляется. Однако, когда боковой соединительный вкладыш переворачивается от основной трубы к линии свойств, на конце вкладыша может накапливаться кусок избыточной смолы, и, если оставить его затвердеть, может возникнуть препятствие, приводящее к потенциальной закупорке. Именно по этой причине необходима очистка, чтобы удалить смолу. Очистки необходимы для успешной установки и обеспечения долговечности новой системы CIPP.
Не рекомендуется устанавливать вкладыш бокового соединения CIPP без очистки. Установка резиновой прокладки из смолы может быть использована, чтобы попытаться предотвратить резину смолы, но это приводит к структурно дефектному CIPP, который может деформироваться при гидравлической нагрузке. Хорошей новостью является то, что есть продукты, доступные для установки зачистки путем создания отверстия малого диаметра с использованием вакуумных выемок. Этот метод описан в ASTM 3097-15, «Стандартная практика установки очистных сооружений наружной канализации с помощью минимально инвазивных вакуумных выемок малого диаметра».
Хотя стандарт ASTM 1216 обеспечивает проектный срок службы 50 лет, он не обеспечивает решения по водонепроницаемости. Расчетный срок службы должен соответствовать сроку службы, но, если целью является водонепроницаемость и утечка гильзы в течение первых пяти лет, в этот момент срок службы истек. Это приводит к тому, что плательщики тарифов продолжают платить за транспортировку и обработку посторонних вод.
По всем причинам, изложенным выше, стандартная практика ASTM F2561 была создана и определяется муниципальными учреждениями и их инженерами с 2006 года. ASTM F2561 «Стандартная практика восстановления боковой канализационной службы и ее подключения к магистрали с использованием Цельный основной и боковой отвержденный вкладыш на месте »охватывает требования и методы испытаний для реконструкции боковой трубы канализационного обслуживания. Этот стандарт относится к материалам и методам установки для замены прокладки бокового соединения CIPP, включая предварительно отлитые уплотнительные прокладки, которые обеспечивают водонепроницаемость CIPP, поэтому срок службы конструкции соответствует установленному сроку эксплуатации системы.
Уплотнение труб
Для того чтобы восстановление CIPP было сопоставимо с новой трубой, необходимо использовать предварительно отлитые инженерные прокладки, так же как они используются для уплотнения стыков труб в ПВХ, ковком чугуне, бетоне и большинстве других труб. Использование расширяющейся фланцеобразной прокладки, расположенной на стыке магистральной и боковой труб, предотвращает попадание воды за магистральный CIPP и обеспечивает водонепроницаемое уплотнение между основным и боковым вкладышем CIPP.
Боковая реабилитация действительно работает? Почти все может работать, но вопрос — как долго? На самом деле, жевательная резинка, прикрепленная к вкладышу, может первоначально выполнять уплотнение в течение короткого периода, но 50 лет — это долгое время, и налогоплательщики не могут позволить себе жевательную резинку, пасту, чеканку или понятие соединения с мокрой, жирной канализационной трубой для образования долговременная печать. Бестраншейная боковая реабилитация действительно работает, когда дизайн придерживается принципов научной и практической инженерии.
Об авторе: вышеизложенное мнение представил в американском издании СМИ новатор, предприниматель, писатель и докладчик, который сформировал глобальный разговор о лучших способах использования бестраншейной технологии CIPP для реабилитации подземной инфраструктуры. Он разработал несколько бестраншейных систем, в результате которых было получено более 90 патентов в Северной Америке, Европе и Австралии.