Су шаруашылығы жобаларының құрылыстарында болат құрылымдардың қолданылуы

Гидравликалық қамтитын болат құрылымдар: табақша тіректер мен қорғаныс қабырғалары

Гидростатикалық және боксальды жер қысымының қосындысы әсеріндегі болат табақша тіректердің көтергіш қабілеті

Болат табақша құрылыстары су қысымы мен жанама жер күші бір мезгілде әсер ететін аймақтарда негізгі қолдау қызметін атқарады. Бұл құрылыстардың бір-біріне ілгерілемелі тәсілмен қосылуы кернеуді барлық жүйе бойынша теңестіреді, сонымен қатар олар жылжымалы топырақ жағдайларын да қабылдай алады. Бұл қасиет су деңгейі өте жылдам өзгерген кезде, яғни су тасқыны кезінде ерекше маңызды болып табылады. Сынақ нәтижелері көрсеткендей, U-тәрізді болат құрылыстары ылғалды жерде басқа материалдарға қарағанда жалпы жүктемені шамамен 25% артық қабылдайды. Болаттың серпімділік модулі деп аталатын қасиеті шамамен 200 ГПа құрайды, бұл оның уақытша иілетінетінін, бірақ тұрақты иілуінің болмайтынын білдіреді. Бұл жүйелерді жобалаған кезде инженерлер топырақтың құрылыс элементтерімен максималды қысым жағдайларында қалай әрекеттесетінін көрсететін модельдерге сүйене отырып, қабырғалардың қалыңдығын және профильдердің пішінін реттейді. Өткен жылы халықаралық құрылыс инженерлігі журналында жарияланған соңғы зерттеу нәтижелері көрсеткендей, құмды топырақта 500 кПа су қысымына ұшыраған кезде болат табақша құрылыстары үш тәулік бойы өз құрылымдық беріктігін сақтап қалды.

Шынайы әлемдегі қолданыс: Ұзын өзенінің су тасқынынан қорғау инфрақұрылымында болат парақты құбырлы қорғау қабырғалары

Болат парақты құрылыс құрылғылары Ұлы Жаңғыз өзені бойынша су тасқынынан қорғау шараларының бір бөлігін құрайды; олар көтеріліп бара жатқан судың әсеріне қарсы тез орнатылатын және қайта пайдаланылатын уақытша кедергілер болып табылады. 2020 жылы су тасқыны кезінде жұмысшылар бұл құрылғыларды дәстүрлі бетонды нұсқаларға қарағанда шамамен 40 пайызға тезірек орнату мүмкіндігін анықтады, сонымен қатар су ағысының жылдамдығы секундына 4 метрден асқан кезде де олар берік тұрды. Олар неге осылай жақсы жұмыс істейді? Сырпылықтың сыры — панельдер арасындағы арнайы салынған, суға түскен кезде ісінетін материалдан жасалған орнатылған орнатылған тығыздағыштарда жатыр, бұл шамамен идеалды су өтпейтін қосылыстарды қамтамасыз етеді. Инженерлер сонымен қатар өзеннің жағалауының кездейсоқ пішініне икемделуге арналған, жұмбақ бөліктері сияқты бір-біріне келетін модульді бөліктерді құрастырды. Коррозиядан қорғау үшін құрбан етілетін анодтар да қолданылады, бұл құрылғыларға таза су ортасында шамамен 15 жыл немесе одан да көп қызмет ету мерзімін қамтамасыз етеді. Ұзақ мерзімді тұрақтылық үшін техниктер цинк-алюминий қаптамаларын эпоксидті қорғау жүйелерімен бірге қолданады. Сынақтар көрсеткендей, бес жыл бойы су астында болғаннан кейін жылына миллиметрдің оннан бірінен кем тозу байқалды. Барлық бұл инженерлік шешімдер 2022 жылғы ірі су тасқыны кезінде тиімді болды және төменгі ағыстағы инфрақұрылымға шамамен бір миллиард екі жүз миллион долларлық залалдан қорғады.

Су аралығын тазарту құрылыстарындағы болат құрылымдар: Жобалау және су өткізбейтін интеграция

Тұндырғыштар, сүзгілеу ғимараттары және жабық су қабылдағыш құдықтар үшін коррозияға төзімді болат құрылымдық рамалар

Су аралығын тазарту қондырғыларындағы болат рамалар күнделікті тұрақты ылғал мен химиялық заттарға ұшырап отырғандықтан, коррозияға төзімді болуы керек. Цинк-алюминий қорытпаларын қолдану немесе эпоксидтік қаптауларды жасау сияқты шаралар кларификаторлар, сүзгілеу ғимараттары және проблемалар көбінесе басталатын терең суға толы құдықтар сияқты аймақтарда құрылымды темір тозуға қарсы берік қорғаныс құруға көмектеседі. Бұл қорғаныс шаралары болат құрылымдардың жиырма жылдан астам уақыт бойы қызмет етуін қамтамасыз етеді және қорғаныссыз қалыпты болатқа қарағанда жөндеу шығындарын шамамен қырық пайызға азайтады. Материалдарды таңдаған кезде инженерлер олардың химиялық заттар мен механикалық әсерлерге төзімділігін бағалайды. Кейде жүйенің тұрақты су астында қалатын бөліктеріне қаптауларға катодтық қорғаныс қосылады. Сапалы инженерлік жобалау осы болат құрылымдардың тым ерте бұзылуын болдырмауға көмектеседі — бұл тек қана қосымша шығындарға әкелмейді, сонымен қатар су қорын ластандыру қаупін немесе жұмысшылар үшін қауіпті жағдайлар туғызуы мүмкін.

Суға төзімді қосылу стратегиялары: бір-біріне кіретін салыстырмалы жабысқыштар, салындылық жүйелері және қысымға төзімді болат қосылыстар

Үш дәлелденген әдіс гидравликалық болат құрылымдарда су ағып кетпеуін қамтамасыз етеді:

• Бір-біріне кіретін салыстырмалы жабысқыштар , олар су түсуін тоқтату үшін тіл мен ойық арқылы парақтың шеттерін механикалық түрде біріктіреді
• Синтетикалық салындылық жүйелері , олар 15+ psi гидростатикалық қысымда фланцтар арасында эластомерлік материалдарды сығып, тегіс емес беттерді герметикаттайды
• Дәнекерленген қысымды қосылыстар , олар тұрақты, монолитті қосылыстар құрайды және олардың беріктігі эксплуатациялық жүктеменің екі есесін көтеруге арналған сынақтан өткізіледі

Әрбір әдіс орнату кезінде қатаң қысым сынағынан өтеді, ал ультрадыбысты тексеру нөлдік су ағып кету жолдары бар екендігін растайды. Таңдау қолжетімділік талаптарына, жылулық қозғалыс күтілулеріне және 30 жылдан астам құрылымдық өмір сүру мерзіміне қойылатын талаптарға байланысты.

Судағы орталарда болат құрылымдардың ұзақ мерзімді тұрақтылығы үшін коррозияны басқару

Салыстырмалы жердегі өнімділік: Суға батырылған болат құбырларда цинк-алюминий қаптамалары мен эпоксид + катодтық қорғау

Су басқару жүйелерінде суға батырылған болат құбырлар коррозияға қарсы жақсы қорғауға қажет. Zn-Al қорытпасының қаптамасы өте жақсы жұмыс істейді, себебі ол коррозия проблемаларын азайтатын өзін-өзі қалпына келтіретін қабаттарды түзеді. Сынақтар көрсеткендей, тұзды-тұщы суға ұшыраған кезде қаптамасыз қалыпты болатқа қарағанда коррозия шамамен 60 пайыздан 85 пайызға дейін азаяды. Бұл қаптамалар әдетте өзінің бүтіндігін бірінші қиып тастайды, содан кейін ғана астындағы болаттың зақымдануына мүмкіндік береді. Теңіз аймақтарында тұз деңгейі жоғары болатын өте қиын жағдайларда кейбір инженерлер эпоксид полимерлік қаптамалар мен қосымша токтың әсерімен катодтық қорғауды (ICCP) қолданады. Біз бұл комбинацияның нақты әлемдегі жағдайларда бес жыл бойы жұмыс істегенін бақыладық, ал техникалық қызмет кадры құбырлардың ақаулығы бойынша тексеру кезінде маңызды дәрежеде азаятын мәселелер туралы хабарлады.

Zn-Al қорғанысы төмен тұздылықты қолданыстар үшін қолайлы құнымен сипатталса, эпоксидтік-ICCP комбинациясы бастапқы орнату шығындары жоғары болғанымен, агрессивті орталарда салыстырмас ұзақ мерзімділік береді. Екі жүйе де су химиясына сай дұрыс таңдалған жағдайда қызмет көрсету мерзімін әлдеқайда ұзартады.

Су асты мен теңізде орналасқан су шаруашылығы жұмыстарында негізгі элемент ретінде болат құбырлы тірек тіректері

Болат түтік тірек таспалары су басқару жобаларында құрылымдық тірек ретінде маңызды рөл атқарады, мысалы, су астындағы жер қабаттарын, теңіз жағалауындағы толқын өткізбейтін қорғаныс құрылыстарын, көпір тіректерін, теңіз деңгейін реттеу қақпақтарын және сорғы станцияларын ұстап тұрады. Олардың іші қуыс цилиндр пішіні вибрация немесе сумен құйылу сияқты әдістерді пайдаланып орнатуды жеңілдетеді және ауыр жүктемелерді беттік үйкеліс пен табандағы тірек арқылы тиімді тасымалдайды. Тұрақсыз су қысымы, жер сілкіністері және жылдар бойы жүретін коррозия әсерінен инженерлер жиі арнайы қорытпалы материалдар немесе қорғаныс қабаттарын таңдайды. Тұзды су ортасында термиялық шашыратылған алюминий қабаты шамамен 50 жылға созылады, бұл қабатсыз қалыпты болатқа қарағанда ұсталу шығындарын шамамен 40 пайызға азайтады. Әртүрлі тірек түрлерін таңдау топырақ жағдайларына да байланысты. Тұтас түтіктер тау жыныстары бар терең орнатулар үшін ең тиімді, ал пішінделген түтіктер теңіз табанында көп мөлшерде саз болатын аймақтарда әдетте арзандау нұсқа болып табылады. Бұл болат негіз элементтері өте ауыр салмақтарды (кейде 5 000 кН-нан аса) көтеруге қабілетті және қатты экологиялық жағдайларға төзімді болғандықтан, өзендік дельталарды стабилдестіруден бастап, теңіз жағалауындағы ірі тұзданған суды тазарту құрылыстарын қолдауға дейін барлық су ортасында сенімді жұмыс істейді.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Темірбетондық табақша құрылысын қолданудың артықшылықтары қандай?

Темірбетондық табақша құрылысы су деңгейі көтерілген кезде жылдам орнатылатын және қайта қолданылатын уақытша кедергілерді қамтамасыз етеді. Олар дәстүрлі бетондық нұсқаларға қарағанда шамамен 40% тез орнатылады, су өтпейтін қосылыстар үшін арнайы салондарға ие және өзен жағалауы сияқты кездейсоқ пішіндерге бейімделуге арналған.

Қорғаныс қабаттары темір құрылымдарының тұрақтылығын қалай арттырады?

Цинк-алюминий қорытпалары мен эпоксидтік қабаттар сияқты қорғаныс қабаттары коррозияға төзімділікті, әсіресе ылғалды жағдайларда, арттыру үшін қолданылады, бұл темір құрылымдарының қызмет көрсету мерзімін қатты ұзартады. Агрессивті орталар үшін эпоксидтік қабат пен әсер ететін токты катодтық қорғау комбинациясы қосымша тұрақтылық ұсынады.

Су қорғау жобаларында теңізде орналасқан темірбетондық трубалық тіректер неге қолданылады?

Болат түтік тірек тұрғызылымдары вибрация немесе жартылай сумен құйылу әдістерін қолдану арқылы оңай орнатылуы мүмкін болғандықтан, қолайлы болып табылады. Олар әртүрлі жағдайлар үшін құрылымдық қолдау көрсетеді, ауыр жүктемелерді тиімді тасымалдайды және коррозияға және қысымның өзгеруіне төзімді.