stringtranslate.com

Труба, отвержденная на месте

Ремонтники канализации вставляют неотвержденный вкладыш в трубу, которую вскоре предстоит отремонтировать

Труба , отвержденная на месте ( CIPP ), — это метод бестраншейной санации, используемый для ремонта существующих трубопроводов. Это бесшовная, бесшовная прокладка трубы внутри существующей трубы. Как один из наиболее широко используемых методов санации, CIPP применяется в канализационных, водопроводных, газовых, химических и отопительных трубопроводах диаметром от 0,1 до 2,8 метра (2–110 дюймов).

Процесс CIPP включает в себя вставку и прокладку войлочной футеровки в уже существующую трубу, которая подлежит ремонту. Затем смола внутри футеровки подвергается воздействию отверждающего элемента, чтобы затвердеть и прикрепиться к внутренним стенкам трубы. После полного отверждения футеровка теперь действует как новый трубопровод.

Процесс

Установка

Пропитанная смолой войлочная трубка , изготовленная из полиэстера , стекловолоконной ткани, растянутого углеродного волокна или другого пропитываемого смолой вещества, вставляется или протягивается через поврежденную трубу, как правило, из точки доступа выше по течению, такой как люк или выемка. (Можно вставить лайнер из точки доступа ниже по течению, но это более рискованно). CIPP считается бестраншейной технологией , то есть обычно требуется мало или совсем не требуется рытья, что потенциально более рентабельно и менее разрушительно, чем традиционные методы ремонта труб «выкопать и заменить». Вкладыш вставляется с использованием давления воды или воздуха, подаваемого через сосуды под давлением, леса или «чиповый блок».

Отверждение

Для отвержденных на месте труб требуется, чтобы их смола была отверждена после установки для достижения полной прочности с помощью горячей воды или пара или, если используется стекловолоконная труба, с помощью ультрафиолетового света. По мере отверждения смолы образуется плотно прилегающая, бесшовная и устойчивая к коррозии сменная труба. Отводы для обслуживания, если они имеются, можно повторно подключить изнутри вновь сформированной трубы большего диаметра, вырезав сменные отверстия с помощью роботизированных режущих устройств, а затем загерметизировать с помощью специально разработанных материалов CIPP, называемых «цилиндрами». Для футеровки основных линий обычно используются полиэфирные смолы, а для отводных линий — эпоксидные. Поскольку все смолы усаживаются (эпоксидные смолы усаживаются гораздо меньше, чем версии из поли и винилэфира), и поскольку невозможно прикрепить к канализационной линии, содержащей жиры, масла и смазку, вокруг новой облицовки CIPP, между ней и основной трубой, всегда создается кольцевое пространство. Некоторые пространства достаточно велики, чтобы потребовать дополнительных работ для предотвращения перемещения воды по ним и ее повторного попадания в стоки, например: вставка гидрофильного материала, который набухает и заполняет пустоты; облицовка всего соединения и основной трубы прокладками для непрерывного ремонта (ремонт YT); точечный ремонт на концах основной трубы.

История

Зачатие

В 1971 году Эрик Вуд реализовал первую технологию отверждения труб на месте в Лондоне , Англия . Он назвал процесс CIPP insitu form , что происходит от латинского слова, означающего «форма на месте». Вуд подал заявку на патент США № 4009063 29 января 1975 года. Патент был выдан 22 февраля 1977 года и был коммерциализирован компанией Insituform Technologies, пока не стал общественным достоянием 22 февраля 1994 года.

Выполнение

Этот процесс начал использоваться в жилых и коммерческих помещениях в Японии и Европе в 1970-х годах, а в жилых помещениях в Соединенных Штатах — в 1980-х годах. [1]

Преимущества

CIPP обычно не требует выемки грунта для восстановления протекающего или структурно ненадежного трубопровода. (В зависимости от проектных соображений выемка грунта может быть произведена, но облицовка часто устанавливается через люк или другую существующую точку доступа.) CIPP имеет гладкую, бесшовную внутреннюю часть и не имеет стыков.

Недостатки и ограничения

За исключением очень распространенных размеров, лайнеры обычно не хранятся на складе и должны изготавливаться специально для каждого проекта. [2] CIPP требует обхода существующего трубопровода во время установки лайнера, что может быть неудобно, поскольку в зависимости от диаметра и используемой системы (пар, вода или УФ) отверждение может занять от одного до 30 часов и должно тщательно контролироваться, проверяться и тестироваться. Препятствия в существующем трубопроводе, такие как выступающие ответвления, должны быть удалены перед установкой. CIPP не всегда дешевле, чем аналогичные методы, такие как торкретирование , термоформованная труба, плотно прилегающая труба, спирально-навитая труба и скользящая футеровка . Процесс CIPP может выделять химические вещества в окружающую среду. Наиболее распространенный материал лайнера, нетканый войлочный материал, плохо обходит изгибы без складок и не сохраняет округлость при прохождении углов. После ремонта линии методом CIPP ее больше нельзя чистить с помощью кабелей или змеевиков; Вместо этого необходимо использовать водоструйную очистку под высоким давлением (гидроструйную очистку).

Обеспечение качества и контроль качества

Испытания установок CIPP необходимы для подтверждения того, что используемые материалы соответствуют требованиям площадки и инженерным требованиям. Поскольку условия установки на земле и в окружающей среде, а также навыки команды могут повлиять на успешность или неудачу цикла отверждения, испытания в обычных случаях проводятся сторонними лабораториями и должны быть запрошены владельцем.

Образцы должны быть репрезентативными для среды установки, поскольку подкладка устанавливается в грунт. Вокруг ограничителя, из которого будет извлечен испытуемый образец, следует использовать влажные мешки с песком. Как и при любой подготовке образца для испытания материалов, важно не влиять на свойства материала в процессе подготовки образца. Исследования показали, что выбор испытуемого образца может оказать значительное влияние на результаты испытания на изгиб CIPP. В технической презентации [3] на конференции CERIU INFRA 2012 Infrastructures Municipales в Монреале были изложены результаты исследовательского проекта, в котором изучалось влияние подготовки испытуемого образца на измеренные свойства изгиба. Испытательные образцы для испытания на изгиб ASTM D790 должны соответствовать размерным допускам ASTM D790.

Североамериканская отрасль CIPP стандартизировалась вокруг стандарта ASTM F1216, который использует образцы для испытаний, ориентированные параллельно оси трубы, в то время как Европа использует стандарт EN ISO 11296–4 с образцами для испытаний, ориентированными в направлении окружности. Исследования показали, что результаты испытаний на изгиб для одного и того же материала лайнера обычно ниже, если они определены с использованием EN ISO 11296-4 по сравнению с ASTM F1216.

Экологические, санитарные и инфраструктурные инциденты

Тестирование, проведенное Департаментом транспорта Вирджинии [4] и исследователями университета [5] с 2011 по 2013 год, показало, что некоторые установки CIPP могут вызывать токсичность для водной среды. [6] Список инцидентов, связанных с экологией, общественным здоровьем и инфраструктурой, вызванных установками CIPP по состоянию на 2013 год, был опубликован в журнале Journal of Environmental Engineering . [7] В 2014 году исследователи университета [5] опубликовали более подробное исследование в журнале Environmental Science & Technology [8] , в котором изучалась химическая и водная токсичность конденсата CIPP, а также химическое выщелачивание из установок CIPP для ливневых стоков в Алабаме. [9] В этом новом отчете были сообщены дополнительные инциденты загрязнения воды и воздуха окружающей среды, которые ранее не были описаны в других местах.

В 2017 году CALTRANS поддержал университетских исследователей [10], которые изучили воздействие воды, вызванное CIPP, используемыми для ремонта ливневых водопропускных труб. [11]

В апреле 2018 года исследование, финансируемое шестью государственными транспортными агентствами, (1) собрало и рассмотрело инциденты загрязнения поверхностных вод, связанные с CIPP, из публично предоставленных данных; (2) проанализировало воздействие CIPP на качество воды; (3) оценило текущие методы строительства для установок CIPP, о которых сообщают государственные транспортные агентства США; и (4) рассмотрело текущие стандарты, учебники и руководящие документы. [12] [13] В 2019 году другое исследование, финансируемое этими агентствами, определило действия по сокращению выбросов химических веществ с производственных площадок CIPP с ультрафиолетовым излучением (УФ). [14]

При наличии надлежащих технических условий на проектирование, процедур монтажа подрядчиком и надзора за строительством многие из этих проблем, скорее всего, можно предотвратить.

Проблемы безопасности работников и населения

26 июля 2017 года исследователи Университета Пердью опубликовали рецензируемое исследование в журнале Американского химического общества Environmental Science & Technology Letters о выбросах материалов, собранных и проанализированных с установок CIPP с паровой обработкой в ​​Индиане и Калифорнии. [15] Чтобы сделать исследование еще более доступным для общественности и сообщества работников CIPP, авторы исследования создали веб-сайт и сделали свою публикацию открытой для свободного скачивания. Профессора Университета Пердью также прокомментировали свое исследование и призвали к изменениям в процессе для лучшей защиты работников, общественности и окружающей среды от вреда. [16]

25 августа 2017 года Национальная ассоциация компаний по обслуживанию канализации ( NASSCO ), которая является (501c6) некоммерческой организацией, занимающейся «повышением уровня успешности всех, кто участвует в отрасли восстановления трубопроводов, посредством образования, технических ресурсов и пропаганды отрасли», опубликовала на своем веб-сайте документ [17], в котором поднимается ряд важных проблем и оставшихся без ответа вопросов относительно исследования и его сообщений. Затем NASSCO направила исследователям письмо, которое затем ответило. [18]

22 сентября 2017 года NASSCO объявила, что будет финансировать и координировать оценку предыдущих данных и исследований, а также дополнительное исследование [19] и анализ возможных рисков, связанных с установкой и процессом отверждения CIPP. Позже в сентябре NASSCO опубликовала запрос предложений для «обзора недавних публикаций, в которых предполагается наличие органических химикатов и другой доступной литературы, касающейся выбросов, связанных с процессом установки CIPP, и объема услуг по дополнительному отбору проб и анализу выбросов во время полевой установки CIPP с использованием процесса парового отверждения». В запросе конкретно указывалось, что проект будет рассматривать исследования, проводимые Департаментом транспорта Вирджинии, Департаментом транспорта Калифорнии и Университетом Пердью.

На федеральном и государственном уровнях в сентябре 2017 года, 26 сентября, Центры США по контролю и профилактике заболеваний (CDC) Национального института охраны труда и здоровья (NIOSH) опубликовали статью в научном блоге, касающуюся рисков вдыхания и воздействия на кожу, связанных с санитарной канализацией, ливневой канализацией и ремонтом труб питьевой воды . [20] В сентябре 2017 года Департамент общественного здравоохранения Калифорнии выпустил уведомление для муниципалитетов и должностных лиц здравоохранения об установках CIPP. Одним из нескольких утверждений в этом документе было то, что «муниципалитеты, инженеры и подрядчики не должны сообщать жителям, что воздействие безопасно». [21]

5 октября 2017 года Национальная ассоциация охраны окружающей среды спонсировала вебинар об опасностях для рабочих и жителей, связанных с ремонтом труб методом отверждения на месте. Видео можно найти здесь. [22] Было поднято несколько вопросов [23] о вебинаре и исследовании, а также отмечены отзывы представителей отрасли.

25 октября 2017 года 22-летний работник CIPP погиб на объекте по обслуживанию канализации в Стримвуде, штат Иллинойс. [24] Администрация по охране труда и технике безопасности США (OSHA) завершила расследование в апреле 2018 года и вынесла компании штраф. Воздействие химикатов стало одним из факторов, способствовавших гибели работника.

В 2018 году NASSCO профинансировала исследование химических выбросов от шести установок CIPP. [25] В 2020 году исследование было завершено. [26] Было выявлено несколько мест и рабочих задач, потенциально связанных с химическим воздействием, и предоставлены рекомендации по рабочим местам.

В 2019 и 2021 годах Национальный институт охраны труда США опубликовал оценки безопасности рабочих площадок с использованием УФ-излучения, пара и горячей воды CIPP. Компания, занимающаяся УФ-излучением CIPP, была первой, кто обратился в NIOSH. Результаты исследования выявили несколько условий воздействия химических веществ на рабочих, которые превышали рекомендуемые пределы, и это федеральное агентство США рекомендовало несколько действий по снижению воздействия на рабочих. [27] Два года спустя NIOSH опубликовал результаты исследования рабочей площадки с использованием пара и горячей воды CIPP. [28] Результаты выявили несколько условий воздействия химических веществ на рабочих, которые превышали рекомендуемые пределы. Федеральное агентство США рекомендовало несколько действий по снижению воздействия на рабочих.

В 2020 году Департамент здравоохранения Флориды выпустил собственный информационный бюллетень о CIPP для муниципалитетов и департаментов здравоохранения. [29] В документе объяснялся процесс CIPP, проблемы со здоровьем, используемые и создаваемые химические вещества, то, как люди, живущие поблизости, могут защитить себя от воздействия, а также соображения по биомониторингу и анализу крови после воздействия.

В 2022 году исследователи сделали несколько дополнительных открытий. В журнале «Опасные материалы» исследование, финансируемое Национальным институтом наук о здоровье окружающей среды и Национальным научным фондом, показало, что давление CIPP делает возможным обратный выброс из раковин и туалетов в близлежащих зданиях, и предоставило рекомендации для спасателей и должностных лиц здравоохранения. [30] Позже в том же году исследование в журнале «Журнал чистого производства» показало, что путем изменения загрузки инициатора, ингредиента в термических смолах CIPP, потенциал загрязнения процесса может быть снижен на 33–42%. Хотя также было обнаружено, что нестирольная смола CIPP содержала стирол из-за обработки на предприятии по переработке смолы. [31] В октябре исследователи обнаружили, что CIPP на основе пара создает и выбрасывает в воздух нанопластик во время производства пластика. [32] Результаты этих исследований помогают лучше понять безопасность труда, безопасность наблюдателей и риски загрязнения окружающей среды, связанные с текущей практикой, а также улучшить технологию и практику для снижения нежелательных последствий.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ «Pipers Pick Epoxy To Close Pinholes». The Washington Post . 5 октября 2002 г. Архивировано из оригинала 22 октября 2012 г. Получено 29 декабря 2008 г.
  2. ^ Mohammed Najafi, PhD, PE и Sanjov Gokhale, PhD, PE, Trenchless Technology (Нью-Йорк: McGraw Hill, 2004), стр. 295–311. Доступно в Water Environment Federation на странице "Trenchless Technology Pipeline and Utility Design, Construction, and Renewal". Архивировано из оригинала 18 апреля 2008 г. Получено 4 мая 2009 г..
  3. ↑ Араужо, Т. (19 ноября 2012 г.). «Essais de Flexion du Chemisage (Испытание CIPP на изгиб)» (PDF) . Ceriu.qc.ca/ .
  4. ^ "Virginia Department of Transportation - Home". www.VirginiaDOT.org . Получено 3 сентября 2017 г. .
  5. ^ ab "Maintenance". www.SouthCE.org . Получено 3 сентября 2017 г. .
  6. ^ Уэлтон, А. Дж., Салехи, М., Табор, М., Дональдсон, Б. и Эстаба, Дж. (2013). «Влияние материалов покрытия инфраструктуры на качество ливневой воды: обзор и экспериментальное исследование». J. Environ. Eng., 139(5), 746–756.
  7. ^ Whelton Andrew J.; Salehi Maryam; Tabor Matthew; Donaldson Bridget; Estaba Jesus (1 мая 2013 г.). «Влияние материалов покрытия инфраструктуры на качество ливневой воды: обзор и экспериментальное исследование». Журнал экологической инженерии . 139 (5): 746–756. doi :10.1061/(ASCE)EE.1943-7870.0000662.
  8. ^ Табор, Мэтью Л.; Ньюман, Деррик; Уэлтон, Эндрю Дж. (16 сентября 2014 г.). «Химическое загрязнение ливневых вод, вызванное мероприятиями по восстановлению инфраструктуры труб, отвержденных на месте (CIPP)». Environmental Science & Technology . 48 (18): 10938–10947. Bibcode : 2014EnST...4810938T. doi : 10.1021/es5018637. PMID  25127182.
  9. ^ Табор, М. Л., Ньюман, Д., Уэлтон, А. Дж. (2014). «Химическое загрязнение ливневых вод, вызванное мероприятиями по восстановлению инфраструктуры труб, отвержденных на месте (CIPP)». Environ. Sci. Technol. .
  10. ^ "Исследователи университета" (PDF) . SWRCB.ca.gov . Получено 3 сентября 2017 г. .
  11. ^ Курриер Б. (2017). «Качество воды, протекающей через отвержденную на месте трубу (CIPP) ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ОТЧЕТ», подготовленный для CALTRANS, Сакраменто, Калифорния.
  12. ^ Ра, Кёнгён; Теймури Сендеси, Сейеде Махбубе; Ховартер, Джон А.; Джафверт, Чад Т.; Дональдсон, Бриджит М.; Уэлтон, Эндрю Дж. (2018). «Критический обзор: влияние ремонта труб на качество поверхностных и ливневых вод». Журнал — Американская ассоциация водопроводных сооружений . 110 (5): 15–32. Bibcode : 2018JAWWA.110e..15R. doi : 10.1002/awwa.1042 .
  13. ^ «Обзор общепринятой практики строительства выявил загрязнение окружающей среды, необходимость улучшения надзора и мониторинга - Новости - Университет Пердью». Purdue.edu .
  14. ^ Ли, Сяньчжэнь; др. и др. (2019). «Производство на открытом воздухе УФ-отверждаемых пластиковых покрытий для ремонта ливневых водопропускных труб: химические выбросы и остатки». Загрязнение окружающей среды . 245 : 1031–1040. Bibcode : 2019EPoll.245.1031L. doi : 10.1016/j.envpol.2018.10.080 . PMID  30682737.
  15. ^ Teimouri Sendesi, Seyedeh Mahboobeh; Ra, Kyungyeon; Conkling, Emily N.; Boor, Brandon E.; Nuruddin, Md.; Howarter, John A.; Youngblood, Jeffrey P.; Kobos, Lisa M.; Shannahan, Jonathan H.; Jafvert, Chad T.; Whelton, Andrew J. (2017). «Выбросы химических веществ в воздух на рабочем месте и воздействие на рабочих во время восстановления канализационных и ливневых труб с использованием отвержденных на месте труб (CIPP)». Environmental Science & Technology Letters . 4 (8): 325–333. Bibcode : 2017EnSTL...4..325T. doi : 10.1021/acs.estlett.7b00237 .
  16. ^ "Главная". Cippsafety.org .
  17. ^ "документ на своем веб-сайте". Nassco.org . Получено 6 марта 2022 г. .
  18. ^ «Ответ на публичное заявление NASSCO Incorporated от 25 августа 2017 г.» (PDF) . CIPPSafety.org . Получено 11 октября 2022 г. .
  19. ^ "дополнительное исследование". Nassco.org . Получено 6 марта 2022 г. .
  20. ^ "Трубы, отвержденные на месте (CIPP): риски вдыхания и воздействия на кожу, связанные с ремонтом канализационных систем, ливневых стоков и труб питьевой воды". Blogs.cdc.gov . 26 сентября 2017 г.
  21. ^ "Труба, отверждаемая на месте (CIPP): Дополнительные соображения для муниципалитетов" (PDF) . Получено 6 марта 2022 г.
  22. ^ "Вебинар по отверждению труб на месте (CIPP) | Национальная ассоциация охраны окружающей среды". Neha.org .
  23. ^ «Обзор вебинара по исследованию безопасности Purdue CIPP: или что происходит, когда ученые не знают основ проектирования канализации или передового опыта бестраншейного восстановления». Linkedin.com . Получено 6 марта 2022 г. .
  24. ^ "Рабочий, 22 года, погиб, застряв в 20-дюймовой канализационной трубе в Стримвуде". abc7chicago.com .
  25. ^ "Исследование выбросов CIPP - Запрос предложений". Nassco.org .
  26. ^ "NASSCO CIPP Emissions Phase 2: Оценка выбросов в атмосферу от полиэфирной смолы CIPP с паровым отверждением. Заключительный отчет" (PDF) . NASSCO CIPP Emissions Phase 2: Оценка выбросов в атмосферу от полиэфирной смолы CIPP с паровым отверждением. Заключительный отчет .
  27. ^ "Оценка воздействия стирола во время установки труб с ультрафиолетовым отверждением на месте" (PDF) . Получено 1 февраля 2022 г.
  28. ^ «Оценка воздействия стирола во время подготовки отвержденной на месте облицовки труб и во время ремонта труб с использованием горячей воды и пара. Отчет HHE № 2019-0080-3379» (PDF) . Получено 1 февраля 2022 г.
  29. ^ "CURED-IN-PLACE-PIPE [CIPP]" (PDF) . Получено 1 декабря 2020 г. .
  30. ^ Noh, Yoorae; Boor, Brandon E.; Shannahan, Jonathan H.; Troy, Cary D.; Jafvert, Chad T.; Whelton, Andrew J. (2022). «Аварийно-спасательные службы и вопросы общественного здравоохранения при воздействии химических отходов на пластиковую облицовку канализации в помещениях». Журнал опасных материалов . 422 : 126832. Bibcode : 2022JHzM..42226832N. doi : 10.1016/j.jhazmat.2021.126832 . PMC 9614704. PMID  34449354 . 
  31. ^ Noh, Yoorae; Odimayomi, Tolulope; Teimouri Sendesi, Seyedeh Mahboobeh; Youngblood, Jeffrey P.; Whelton, Andrew J. (2022). «Риски для окружающей среды и здоровья человека, связанные с пластиковыми композитами, можно снизить за счет оптимизации условий производства». Journal of Cleaner Production . 356 : 131803. Bibcode : 2022JCPro.35631803N. doi : 10.1016/j.jclepro.2022.131803 .
  32. ^ Моралес, Ана К.; Томлин, Джей М.; Уэст, Кристофер П.; Ривера-Адорно, Фелипе А.; Петерсон, Брианна Н.; Шарп, Стивен А. Л.; Нох, Йорае; Сендеси, Сейедех М. Т.; Бур, Брэндон Э.; Ховартер, Джон А.; Моффет, Райан К.; Чайна, Сваруп; О'Каллахан, Брайан Т.; Эль-Хури, Патрик З.; Уэлтон, Эндрю Дж.; Ласкин, Александр (2022). «Атмосферные выбросы нанопластика при ремонте канализационных труб». Nature Nanotechnology . 17 (11): 1171–1177. Bibcode : 2022NatNa..17.1171M. doi : 10.1038/s41565-022-01219-9. ОСТИ  1988613. ПМИД  36203091.

Внешние ссылки