ஹெச்டிபிஇ வாயு குழாய் தரைக்கு அடியில் நிறுவல் வழிகாட்டி: தோண்டுதல், குறுக்குவெட்டு, சோதனை மற்றும் பொறியியல் துறையில் சிறந்த நடைமுறைகள்

 

சமீபத்திய தசாப்தங்களில் கட்டப்பட்ட ஏதேனும் ஒரு தெருவின் கீழே, மறைக்கப்பட்ட எரிவாயு முக்கிய குழாய்கள் பெரும்பாலும் அதிக அடர்த்தி பாலிஎதிலீன் (HDPE) ஆல் செய்யப்பட்டவையாக இருக்கும். 1960களில் எரிவாயு பரிமாற்றத்திற்காக முதன்முறையாக பாலிஎதிலீன் குழாய்கள் பயன்படுத்தப்பட்ட நாளிலிருந்து, HDPE எரிவாயு குழாய்கள் தரைக்கு கீழே இயற்கை எரிவாயு பரிமாற்றத்திற்கான தரமான தேர்வாக மாறியுள்ளன. இன்று, வட அமெரிக்கா, ஐரோப்பா மற்றும் ஆசியாவின் பெரும்பாலான பகுதிகளில், உயர்தரமான பாலிஎதிலீன் தரமான—PE100—என்பது புதிய எரிவாயு முக்கிய குழாய்கள் மற்றும் கிளைக் குழாய்களின் பெரும்பாலானவற்றிற்கு அடிப்படையாக உள்ளது. இந்த புகழ் விளம்பர விளக்க அட்டைகளில் மட்டுமல்ல, உண்மையான தரைக்கு கீழேயுள்ள சூழலிலும் பெறப்பட்டது. ஒரு மறைக்கப்பட்ட எரிவாயு குழாய் வழித்தடம், ஈரப்பதமான மற்றும் வேதியியல் ரீதியாக காரணிகளால் சேதமடையக்கூடிய மண்ணில் 50 ஆண்டுகளுக்கு மேல் பாதுகாப்பாக இயங்க வேண்டும்; இந்த சூழலுக்கு பாலிஎதிலீன் எந்த மரபுசார் குழாய் பொருளை விட ஏற்றதாக உள்ளது. எஃகு மற்றும் வளையக்கூடிய இரும்பு பெரும்பாலான மண்ணில் சேதமடைகின்றன, அவற்றின் சேவை ஆயுளை பராமரிக்க எதிர்-சேத மூடுதல்கள், கேதோடிக் பாதுகாப்பு மற்றும் தொடர் ஆய்வுகள் தேவைப்படுகின்றன. மாறாக, HDPE எரிவாயு குழாய்களுக்கு இந்த பலவீனங்கள் இல்லை. இவை உலோக குழாய்களை மெதுவாக அழிக்கும் சேதத்தினால் முற்றிலும் பாதிக்கப்படுவதில்லை. எனவே, ISO 4437 மற்றும் ASTM D2513 தரநிலைகளுக்கு உட்பட்டு செயல்படும் பயன்பாடுகள், PE குழாய்களை புதிய எரிவாயு பரிமாற்றத் திட்டங்களின் பெரும்பாலானவற்றிற்கு முன்னுரிமை பெற்ற பொருளாக அறிவித்துள்ளன.

 

மக்களின் பாலிஎதிலீன் மீதான நம்பிக்கை அதன் செரிவு எதிர்ப்புத்தன்மையை மிகப்பெரிய அளவிற்கு மீறியது. அதன் இணைப்புகள் இயந்திர முறையில் தொகுக்கப்படவில்லை, மாறாக உருக்கி இணைக்கப்படுகின்றன. முனை-முனை உருக்கி இணைப்பு (பட்ட் ஃபியூசன்) குழாய் பகுதிகளை ஒரு தொடர்ச்சியான, ஒற்றைப்பொருள் பொருளாக இணைக்கிறது, அதே வேளையில் மின்னணு உருக்கி இணைப்பு (எலெக்ட்ரோஃபியூசன்) இணைப்பு பாகங்களில் அதே விளைவை ஏற்படுத்துகிறது. எனவே, சரியாக தயாரிக்கப்பட்ட உயர் அடர்த்தி பாலிஎதிலீன் (HDPE) எரிவாயு குழாய் இணைப்புகள் குழாய் சுவருக்கு சமமான வலிமையைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவை காலப்போக்கில் தளர்ந்து, வயதாகி அல்லது கசிவு ஏற்படுத்தக்கூடிய கேஸ்கெட்கள், திருகுகள் அல்லது இயந்திர முத்திரைகளைக் கொண்டிருக்கவில்லை. இதுவே, எரிவாயு பொறியாளர்கள் சரியாக நிறுவப்பட்ட PE100 வலையமைப்பு கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜிய கசிவை அடைய முடியும் என்று கூறுவதற்கான காரணம். இந்தப் பொருள் தொழிலாளர்களுக்கு நடைமுறையில் நட்பு நிறைந்தது: HDPE குழாய்களை அவை புதைக்கப்படும் பள்ளத்தின் வடிவத்திற்கு ஏற்றவாறு வளைக்க முடியும், கூடுதல் இணைப்பு பாகங்கள் தேவையின்றி பெரிய வளைவு ஆரங்களையும் கடக்க முடியும்; மேலும் மண் சரிவு, பனிப்படிவு மற்றும் நிலநடுக்கங்கள் போன்ற காரணிகளால் ஏற்படும் தரை இடப்பெயர்ச்சியை உறிஞ்சும் அளவுக்கு போதுமான நெகிழ்வுத்தன்மையையும் அவை கொண்டுள்ளன—இவை விறைப்பான உலோகக் குழாய்களை பிளவுபடுத்தவோ அல்லது முறியச் செய்யவோ கூடும். கிடைமட்ட திசையிலான துளையிடல் போன்ற தரைக்கு கீழ் கட்டுமான முறைகளுடன் இணைந்து, பாலிஎதிலீன் சமூகங்களுக்கு எரிவாயுவை வழங்குவதற்கான மிகக் குறைந்த அபாயமும், மிகக் குறைந்த செலவும் கொண்ட முறையாக மாறியுள்ளது. இந்த நான்கு பண்புகளே அதன் ஆதிக்கத்திற்கு காரணம்: செரிவு எதிர்ப்புத்தன்மை, கசிவற்ற உருக்கி இணைப்புகள், நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் தரை இடப்பெயர்ச்சிக்கு எதிரான எதிர்ப்பு. அடுத்தடுத்த அத்தியாயங்களில், இந்தப் பண்புகளை நாம் ஒவ்வொன்றாக நடைமுறை பயன்பாட்டு கண்ணோட்டத்தில் ஆராய்வோம்: அவை பள்ளங்களில், தரைக்கு கீழ் சூழல்களில் மற்றும் அடுத்த 50 ஆண்டுகள் சேவையில் என்ன பொருளைக் கொண்டுள்ளன என்பதைப் பற்றி.

 

ஏன் உயர் அடர்த்தி பாலிஎதிலீன் (HDPE) குழாய்கள் தரைக்கு கீழே இயற்கை வாயு கடத்தல் மற்றும் பகிர்வு அமைப்புகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன? ?

அமைப்பதற்கு முன், எரிவாயு பொறியாளர்கள் குழாய் வலையமைப்பின் ஆயுட்காலத்தை நேரடியாக பாதிக்கும் இரண்டு முடிவுகளை எடுக்க வேண்டும்ஃ பொருள் தரம் மற்றும் சுவர் தடிமன். PE (பொலிஎதிலீன்) குழாய்கள் அவற்றின் "குறைந்தபட்ச தேவையான வலிமை" (MRS) அடிப்படையில் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, இது 20 °C இல் 50 ஆண்டுகள் சுற்றளவு அழுத்தத்தை தாங்கும் திறன் (ISO 9080 இன் படி). PE80 க்கு 8.0 MPa MRS உள்ளது, அதே நேரத்தில் PE100 க்கு 10.0 MPa உள்ளது; எனவே, அதே சுவர் தடிமன் கொண்ட PE100 SDR11 எரிவாயு குழாய்கள் அதிக மதிப்பிடப்பட்ட செயல்திறன் மற்றும் மெதுவான விரிசல் பரவுவதற்கு வலுவான எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளன. இந்த காரணத்திற்காக, PE100 SDR11 எரிவாயு குழாய்கள் புதிதாக கட்டப்பட்ட நடுத்தர அழுத்த எரிவாயு பிரதான குழாய்களுக்கான இயல்புநிலை உள்ளமைவாக மாறியுள்ளன, அதே நேரத்தில் PE80 பழைய குறைந்த அழுத்த நெட்வொர்க்குகளில் தொடர்ந்து பயன்படுத்தப்படுகிறது. பொருள் தேர்வு மற்றும் SDR (நிலையான பரிமாண விகிதம்) ஆகியவை தற்போதைய எரிவாயு விதிமுறைகளுக்கு இணங்க வேண்டும்ஃ ஐரோப்பா ISO 4437/EN 1555 ஐப் பயன்படுத்துகிறது, வட அமெரிக்கா ASTM D2513 ஐப் பயன்படுத்துகிறது.

 

துளையிடப்பட்ட காற்று பரிமாற்றம் மற்றும் விநியோக அமைப்புகளுக்காக, இரண்டாவது முடிவு சுவர் தடிமன் ஆகும். எஸ்டிஆர் (மேற்பரப்பு விட்ட விகிதம்) என்பது வெளி விட்டத்திற்கும் சுவர் தடிமனுக்கும் உள்ள விகிதமாக வரையறுக்கப்படுகிறது, மேலும் அதன் அழுத்த தரம் பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகிறது: எம்ஓபி = 2 × எம்ஆர்எஸ் ÷ (சி × (எஸ்டிஆர் − 1)), இங்கு எம்ஓபி என்பது அதிகபட்ச இயக்க அழுத்தம் மற்றும் சி என்பது மொத்த பயன்பாட்டு காரணி ஆகும். காற்றுத் துறை பொதுவாக சி = 2 ஐப் பயன்படுத்துகிறது; எனவே, பிஇ100 எஸ்டிஆர்11 காற்று குழாய் அமைப்பின் தரம் சுமார் 10 பார் ஆகும்; அதே நேரத்தில், எஸ்டிஆர்17 அல்லது எஸ்டிஆர்17.6 குழாய்கள் (மெல்லிய சுவர்கள், குறைந்த விலை) குறைந்த அழுத்த பரிமாற்றம் மற்றும் விநியோகத்திற்கு ஏற்றவை. மேலும், பொதுவான கட்டுரைகளில் பெரும்பாலும் மறந்துவிடப்படும் இரண்டு சரிசெய்யும் காரணிகளை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். முதலாவது, வடிவமைப்பு காரணி, இது 50-ஆண்டு வலிமையின் சுமார் பாதி அளவில் சுற்று வட்ட வலிமையைக் கட்டுப்படுத்துகிறது (சி = 2, மேலும் அமெரிக்காவின் 49 சிஎஃப்ஆர் 192 ஒழுங்குமுறை அதிகபட்சம் 0.4 என வரையறுக்கிறது), இது தசாப்தங்கள் நீண்ட இயக்கத்தின் போது மெதுவான பிளவு பரவலைத் தடுக்கிறது. இரண்டாவது, வெப்பநிலை குறைப்பு, ஏனெனில் அனைத்து தரங்களும் 20°சி அடிப்படையில் தரப்பட்டுள்ளன: வெப்பநிலை 20°சி ஐ விட அதிகமாக இருந்தால், எம்ஓபி ஐ ஐஎஸ்ஓ 4437-5 இல் வரையறுக்கப்பட்ட குறைப்பு காரணியால் (40°சி வரை) பெருக்க வேண்டும்; குறைப்பு மதிப்பு தேவையான இயக்க அழுத்தத்தை விடக் குறைவாக இருந்தால், குறைந்த எஸ்டிஆர் மதிப்பு கொண்ட குழாயைத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும் (அதாவது, சுவர் தடிமனை அதிகரிக்க வேண்டும்). நடுத்தர அழுத்த முக்கிய குழாய் அமைப்புகளுக்கு, இறுதி தனிப்பயன் தன்மை பிஇ100 எஸ்டிஆர்11 காற்று குழாய் அமைப்பாக இருக்க வேண்டும், மேலும் அதன் எஸ்டிஆர், வடிவமைப்பு காரணி மற்றும் வெப்பநிலை குறைப்பு ஆகியவை தற்போதைய தனிப்பயன் தன்மைகளுக்கு ஏற்ப சரிபார்க்கப்பட்டுள்ளன.

 

ஹெச்டிபிஇ இயற்கை எரிவாயு குழாய் நிறுவலின் போது தரக் கட்டுப்பாடு ?

ஹெச்டிபிஇ எரிவாயு குழாய் நிறுவலின் பாதுகாப்பை எவ்வாறு உறுதிப்படுத்துவது? தரக் கட்டுப்பாடு நான்கு முக்கிய அம்சங்களில் கவனம் செலுத்துகிறது, இவை பெரும்பாலும் கசிவுகளின் மூலமாகும்: குழாய் இணைப்புகள், பள்ளமான அடித்தளம், அழுத்த சோதனை மற்றும் எஸ்டிஆர் (ஸ்டாண்டர்ட் டிரா ரிடக்ஷன்) தேர்வு. இந்த சிக்கல்களை சரியான செயல்பாட்டின் மூலம் முற்றிலும் தவிர்க்க முடியும்.

உலகம் முழுவதும் பொதுவான நிறுவல் பிழைகள் அதிகமாக உள்ளன. தவறான வெல்டிங் அளவுருக்கள்: தவறான வெப்பநிலை அல்லது சூடாக்கும் நேரம் இணைப்புகளை முறையாக இருப்பது போல் தோற்றமளிக்கச் செய்யும், ஆனால் நீண்டகால நில இயக்கங்களால் தவறு ஏற்படும்; எனவே, வெல்டிங் செயல்முறை சான்றளிக்கப்பட்ட அளவுரு அட்டவணைகளுக்கு முறையாக ஏற்ப செய்யப்பட வேண்டும். மோசமான டிரெஞ்ச் பெட்டிங்: பேக்பில்லிங் செய்யும்போது, கூர்மையான கற்கள் மற்றும் வெற்றிடங்கள் குழாயின் சுவரை சேதப்படுத்தக்கூடும்; எனவே, குழாய் வழியின் சுற்றுப்புறங்களில் பெட்டிங் மற்றும் பேக்பில்லிங் செய்ய மெல்லிய துகள்களைக் கொண்டு சிக்கலான பொருட்களைப் பயன்படுத்த வேண்டும். போதுமான அழுத்த சோதனை இன்மை: ஒவ்வொரு குழாய் வழியும் தனித்தனியாக தர விதிமுறைகளை நிறைவேற்றுவதை உறுதிப்படுத்த சோதனைக்கு உட்படுத்தப்பட வேண்டும்; செயல்முறைகளை குறுக்கிடக்கூடாது அல்லது படிகளை தவறவிடக்கூடாது. தவறான SDR தேர்வு: குழாய் வழியை பதிக்கும் முன், உண்மையான செயல்பாட்டு அழுத்தத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டு SDR11 அல்லது SDR17.6 தர விதிமுறைகளைத் தேர்வு செய்ய வேண்டும். இந்த நான்கு முக்கிய புள்ளிகளைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், HDPE இயற்கை வாயு குழாய் வழிகளின் பாதுகாப்பான மற்றும் நம்பகமான நிறுவலை உறுதி செய்ய முடியும்.

 

HDPE வாயு குழாய் வழியின் நிறுவல்: டிரெஞ்ச் மற்றும் டிரெஞ்ச்லெஸ் கட்டுமானத்தின் ஒப்பீடு ?

ஏற்ற எச்.டி.பி.இ. வாயுக் குழாய் நிறுவல் முறையை இடத்தின் நிலைமைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டு தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும். திறந்த அகழ்வு முறை பொதுவான துணை-நில பொறியியலுக்கு ஏற்றது; கிடைமட்ட திசையிலான துளையிடுதல் (எச்.டி.டி.) தொழில்நுட்பம் மேற்பரப்பைச் சேதப்படுத்தாமல் சாலைகள் மற்றும் ஆறுகளைக் கடக்க முடியும். எச்.டி.பி.இ. பொருள் தன்னிச்சையாகவே துளையிடாத கட்டுமானத் தேவைகளுக்கு ஏற்றது: வெப்ப ஒன்றிணைப்பு இணைப்பிற்குப் பின் குழாய் பகுதிகள் வளைவுத்தன்மையை நிர்வகிக்கும் தன்மையை பராமரிக்கின்றன, இதனால் அவை துளைகள் வழியாக வளைந்து செல்ல முடியும் மற்றும் இறுதியில் கசிவற்ற ஒருங்கிணைந்த குழாய் அமைப்பை உருவாக்கும்.

அறிவு	பயன்பாடு
திறந்த அகழ்வு	தரநிலை துணை-நில பணிகள்
கிடைமட்ட திசையிலான துளையிடுதல்	சாலைக் கடந்தல், ஆற்றுக் கடந்தல்
குழாய் உடைத்தல்	குழாய் மாற்றுதல்

 

குழாய் வெடிப்பு என்பது பழைய முக்கிய குழாயை உடைத்து, புதிய HDPE குழாயை அதே சேனலில் இழுத்துச் செல்வதைக் குறிக்கிறது; இதனால் தோண்டும் பகுதி வேலை குழியில் மட்டுமே வரையறுக்கப்படுகிறது. புதிய குழாய் வலையமைப்புகள் பெரும்பாலும் தோண்டுதல் முறையில் கட்டப்படுகின்றன; தடைகளைக் கடக்கும்போது HDD (ஹை-டென்சிட்டி டை-டிரையிங்) தொழில்நுட்பம் பயன்படுத்தப்படுகிறது; குழாய் மாற்றத்திற்கு வெடிப்பு முறை பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த மூன்று முறைகளும் HDPE பொருளின் இயல்பான நன்மைகளைச் சார்ந்தவை—அதாவது, குழாய் பகுதியின் நெகிழ்வும், இழுவைத் திறனும், வெப்ப-ஒன்றிணைப்பு இணைப்பின் வலிமையும் குழாய் சுவரை ஒப்பிடும்போது சமமாக இருத்தல்—எனவே, தோண்டுதல் அல்லது தோண்டாத நிறுவல் எதுவாக இருப்பினும் HDPE எரிவாயு குழாய்கள் தங்கள் கட்டமைப்பு முழுமையை பராமரிக்கின்றன.

 

HDPE எரிவாயு குழாய்கள் குறித்து அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்: பொறியாளர்கள் மற்றும் வாங்குபவர்களால் அடிக்கடி கேட்கப்படும் மிக முக்கியமான கேள்விகள்

கே1. தரைக்கு கீழே இயற்கை எரிவாயு குழாய்களுக்கு எந்த வகையான HDPE குழாய் பயன்படுத்தப்படுகிறது?

நிலத்தடி எரிவாயு முதன்மை குழாய்வலைகள் மற்றும் பயனர் கிளை குழாய்கள் PE80 அல்லது PE100 பாலித்தீன் குழாய்களைப் பயன்படுத்துகின்றன (பொதுவாக மஞ்சள் அல்லது மஞ்சள் பட்டைகளுடன் கருப்பு) மற்றும் ISO 4437/EN 1555 தரநிலைகளுக்கு ஏற்ப உள்ளன (வட அமெரிக்காவில் ASTM D2513 தரநிலை பயன்படுத்தப்படுகிறது). PE100 குழாய்களின் குறைந்தபட்ச தேவையான வலிமை (MRS) 10 MPa ஆகும் மற்றும் புதிதாக கட்டப்பட்ட நடுத்தர அழுத்த குழாய் வலையமைப்புகளுக்கான தரமான தேர்வாக உள்ளன: அதே சுவர் தடிமனுடன், அவை அதிக தரப்பட்ட அழுத்தத்தையும் மெதுவான விரிசல் பரவலுக்கு சிறந்த எதிர்ப்பையும் கொண்டுள்ளன.

கேள்வி 2. HDPE எரிவாயு குழாய்களுக்கு பரிந்துரைக்கப்பட்ட SDR (தர இழுப்பு விகிதம்) என்ன?

இது இயக்க அழுத்தத்தைப் பொறுத்தது. எரிவாயு வடிவமைப்பு காரணி C = 2 எனில், PE100 SDR11 எரிவாயு குழாயின் தரப்பட்ட அழுத்தம் தோராயமாக 10 bar ஆகும்; SDR11 நடுத்தர அழுத்த முதன்மை குழாய்கள் மற்றும் தோண்டாமல் குழாயிடுதலுக்கு ஏற்றது. குறைந்த அழுத்த வலையமைப்புகளுக்கு, மெல்லிய சுவர் கொண்ட மற்றும் குறைந்த விலையிலான SDR17.6 குழாய்கள் பயன்படுத்தலாம்; குழாய் சுவர் வெப்பநிலை 20°C ஐ தாண்டினால், அழுத்த குறைப்பு ISO 4437-5 தரநிலைக்கு ஏற்ப செய்யப்பட வேண்டும்.

கே.4. எச்.டி.பி.இ. வாயுக் குழாய்களை தோண்டாமல் நிறுவ முடியுமா?

ஆம். கிடைமட்ட திசை துளையிடல் (எச்.டி.டி.) தொழில்நுட்பம் பொதுவாக சாலைகள், ஆறுகள் மற்றும் ரயில்வேக்களுக்கு கீழே எச்.டி.பி.இ. வாயுக் குழாய்களை நிறுவப் பயன்படுத்தப்படுகிறது: குழாய் பகுதிகள் வெப்ப இணைப்பு முறையில் ஒன்றிணைக்கப்பட்டு, பின்னர் துளையிற்குள் இழுக்கப்படுகின்றன. குழாயின் நெகிழ்வுத்தன்மை அதனை துளையின் பாதைக்கு ஏற்றவாறு வளைய அனுமதிக்கிறது; இயந்திர இணைப்புகள் இல்லாததால், இழுத்தல் போது கசிவுகள் ஏற்படுவதில்லை—இது விறைப்பான எஃகு குழாய்களால் சாத்தியமில்லை.

கே.5. இணைப்பு இணைப்பு (பட்ட் ஃபியூசன்) மற்றும் மின்னணு இணைப்பு (எலக்ட்ரோஃபியூசன்) ஆகியவற்றிற்கு இடையே உள்ள வேறுபாடு என்ன?

இரண்டு முறைகளும் கச்சிதமான வெல்டட் இணைப்புகளை உருவாக்க முடியும், அவை குழாயின் சுவருடன் ஒப்பிடத்தக்க வலிமையைக் கொண்டிருக்கும்; இதற்கு காஸ்கெட்கள் அல்லது திருகுகள் தேவையில்லை. பட்ட் ஃபியூஷன் என்பது குழாயின் முனைகளை சூடேற்றி அவற்றை ஒன்றோடொன்று அழுத்துவதற்காக ஒரு சூடேற்றும் தகட்டைப் பயன்படுத்துகிறது—இது நேராக உள்ள குழாய் பகுதிகள் மற்றும் முக்கிய குழாய் வழிகளுக்கு ஏற்றது; இது வேகமானது மற்றும் பொருளாதார ரீதியாக சிறந்தது, ஆனால் இதற்கு பட்ட் ஃபியூஷன் இயந்திரம் மற்றும் பயிற்சி பெற்ற ஆபரேட்டர்கள் தேவை. எலெக்ட்ரோஃபியூஷன் என்பது இணைப்பு பாகத்தில் பதிக்கப்பட்டுள்ள மின்சார சூடேற்றும் கம்பியைப் பயன்படுத்தி குழாயை அப்படியே உருக்குகிறது—இது கிளை இணைப்புகள், பராமரிப்பு மற்றும் குறுகிய இடங்களில் பணியாற்றுவதற்கு ஏற்றது.