Ønsket innhold. Hva begrenser levetiden?

Transkript

1

2 Ønsket innhold Materialegenskaper for PE, PVC, støpejern mm Forventet levetid på nye ledningsnett Materialkvalitet og levetid på eldre ledninger Hva begrenser levetiden?

3 Vanlige skader på VA-ledningsanlegg som begrenser levetiden Styrkerelaterte skader Brudd på langs (PVC trykkrør, grått støpejern) Brudd på tvers (Grått støpejern, asbestsementrør) Overflateriss (betongavløpsrør) Funksjonsrelaterte skader Tæringshull (seigt støpejern) Motfall (usikker sammenheng med materialer, muligens relatert til vekt) Deformasjon (fleksible rør) Ovalitet (usikker materialsammenheng) La oss se nærmere på materialegenskapene

4 Elastisitet vs viskoelastisitet

5 E-moduler plastrør Materiale Korttid (3 min, MPa) Lang tid (50 år, MPa) PE 700 (900 ved fleraksial belastning) 100 PVC

6 Sprekkvekst Starter ved små defekter som skyldes produksjon, transport/legging eller korrosjon Sprekken vil vokse hvis spenningen i rørveggen er større enn en kritisk verdi: σ cr = K / (πa) 0.5 /f(g) K = motstand mot sprekkvekst (seighet) a = rissdybde f(g) = formfaktor

7 Korrosjon på metallrør - mekanismer Lokale forhold: Luftningsceller Mikrobiell korrosjon (SRB) Galvanisk korrosjon Fellestrekk: Lite anodisk areal Stort katodisk areal Høy korrosjonshastighet

8 Grått støpejern Grått og seigt støpejern Grafitt som flater, sprekkvekst og mulig brudd langs flatene gir materialet en sprø karakter Ved uttrekk av jernet kan et gitter av grafitt gjenstå (grafittisering, kun 15% styrke) Seigt støpejern Ved tilslag av en liten del magnesium, blir grafitt fordelt som kuler i jernet. Dette gir en seig egenskap og det er svært sjelden at rør av seigt støpejern brister

9 Begrensninger for støpejernsrør Korrosjon kombinert med stor ytre belastning er årsak til en vesentlig del av skadene Grått støpejern kan briste. Bristen starter med en liten sprekk som er dannet av en defekt eller et korrodert område Seigt støpejern brister sjelden, men perforeres. 1.generasjonsrør (fra 1960 og 1970-tallet) er dårlig beskyttet mot korrosjon og har liten veggtykkelse

10 Begrensninger for plastrør Første generasjon rør kan få brister. Dette skyldes produksjonssvakheter som ble løst ca 1980 Ikke akseptable spenningskonsentrasjoner kan oppstå ved tilknytninger Obs: Skjøter (elektro, sveising) trenger oppmerksomhet Materialegenskaper svekkes nå temperaturen overstiger 40 C Nye materialer er sterkere og seigere

11 Element distribution (%) Begrensninger ved sementbaserte rør Sementbaserte rør og sementmørtelforinger kan brytes ned av: Reaksjon mellom kalsiumhydroksid (CaOH 2 ) og bløtt og surt vann: Løses i dag ved tett (godt herdet) betong Distance from inner surface (mm) Calcium Silisium Sulfid i avløpsvann kan gi svovelsyrekorrosjon i avløpsledninger (lange fylte ledninger) Løses ved å forebygge mot sulfid ved tilsats av nitrater eller lignende

12 Styrkereduksjon Brudd kan oppstå etter nedbrytning av asbest-betongen. Motstanden mot nedbrytning varierer mye og er avhenging av produksjonsforhold (herdebetingelser) Sårbar for dårlig utførelse 74 vannverk (of 343) rapporterte problemer med asbestrør (1982) Feil i skjøter, feil på grunn av utførelse (frostskader, setninger) og transportskader anført som antatte hovedårsaker til feil Utløsning av asbestfibre Kan opptre når feil repareres og under produksjon av rør av den grunn er produksjon stoppet Begrensninger for asbestsementrør

13 Sikkerhetsfaktor ved ledningsanlegg er ment å sikre at røret er sterkt nok til å tåle: Normale forskjeller i materialkvalitet under produksjonen Mindre feil under transport og rørlegging (skader i overflaten) Økt spenning i rørveggen på grunn av mindre retningsendringer eller setninger Periodevis høyere vanntrykk enn beregnet for (inkludert begrensede trykkstøt)

14 Betydning av god leggepraksis Dårlig utførelse medfører øket og konsentrert belastning på ledningsmaterialene Dårlig komprimering medfører signifikant høyere ytre last Dårlig fundamentering reduserer vannføringskapasiteten (setninger) Merk: Svært dårlig anleggspraksis i perioden

15 Beregning av fornyelsesbehov

16 Prediksjon av rørbrudd CARE-W PHM results

17 Rangering av prosjekter

18 Oppsummering Nye ledningsanlegg har lang levetid hvis de blir bygget riktig, materialene i seg selv bestandige Eksisterende anlegg krever oppmerksomhet, avhengig av materiale, anleggsår og grunnforhold De senere årene er det utviklet en rekke gode modeller som kan brukes for predikering av feil, beregning av fornyelsesbehov og rangering av fornyelsesprosjekter arrangerer etterutdanning i ledningsteknologi hver høst. Takk for oppmerksomheten