Tumblelog by Soup.io
Newer posts are loading.
You are at the newest post.
Click here to check if anything new just came in.
constructionnews
19:18

Nowy rodzaj „super-tworzywa” do naprawy rurociągów

Profesor inżynierii lądowej Uniwersytetu w Arizonie opracował rozwiązanie problemu związanego z naprawą i modernizacją istniejącej infrastruktury Stanów Zjednoczonych.

Narodowy Instytut Technologii Gazowej (GTI) opublikował próbny raport zatwierdzający nowo powstałą technologię o nazwie PipeMedic. Nowopowstałe, wielowarstwowe tworzywo na bazie węgla i szkła znajduje zastosowanie m in. do naprawy i wymiany uszkodzonych rurociągów gazowych. GTI prowadzi bezpłatne badania w zakresie nowej technologii oraz poszerza zakres działania organizacji zajmującej się przemysłem gazowym.

Nowa technologia została opracowana przez Mo Ehsani’ego, emerytowanego profesora budownictwa lądowego Uniwersytu w Arizonie. Jest on pionierem w dziedzinie zastosowań konstrukcyjnych zbrojonych włókien polimerowych (FRP- fiber-reinforced polymers).

Profesor był członkiem Amerykańskiego Departamentu Budownictwa Lądowego i Mechaniki przez prawie 30 lat. W 1994 roku założył przedsiębiorstwo QuakeWrap, a w 2009 roku przed odejściem z Departamentu skupił swoją uwagę na biznesie związanym z naprawami uszkodzonych elementów w budownictwie. Podczas prac na uniwersytecie badania pod jego kierownictwem obejmowały problematykę zachowania się konstrukcji w trakcie trzęsień ziemi. Naukowca cechowało innowatorskie podejście do problemu napraw i renowacji obiektów budowlanych przy użyciu zbrojonych włókien polimerowych.

Do opisu technologii PipeMedic przez Eshan’iego użyto nazwy „super-tworzywo”. Materiał składa się z warstw krzyżujących się włókien węglowych oraz warstw tworzących masę szklaną nasyconą żywicą. Tak utworzony materiał w następnej kolejności poddany jest obróbce ciśnieniowej oraz cieplnej. W wyniku procesu powstaje taśma o grubości około 0,064 [cm].

 „Naprawę rury można porównać do rozłożenia „namiotu”. Zwinęliśmy maty super-tworzywa wewnątrz mechanizmu o kształcie walca z przyczepionymi kołami i umieściliśmy go wewnątrz rury (zdjęcie mechanizmu na fotografii nr 1). Obszar podlegający naprawie może znajdować się do 300 [m] od miejsca włożenia mechanizmu w rurę. Oznacza to, że rura może być wzmocniona również w przypadku umiejscowienia jej pod istniejącymi budynkami czy drogami”.

 „W chwili dotarcia w obszar podlegający naprawie, pod odpowiednim ciśnieniem pompuje się laminat który łączy matę z super-tworzywa z powierzchnią wewnętrzną rurociągu. Po stwardnieniu masy epoksydowej, wypuszczany jest zawarty w mechanizmie gaz i mechanizm zostaje wyciągnięty z rurociągu.”

Nowego typu tworzywo produkowane jest w formie mat zwiniętych w zwoje. Materiał produkowany jest w Tucson w Arizonie. Długość arkuszy zawiera się w przedziale od kilkudziesięciu do kilkuset metrów, materiał jest gotowy do zastosowania m in. w naprawach nieszczelnych rurociągów. Tworzywo po stwardnieniu charakteryzuje się wysoką wytrzymałością i sztywnością. Największą korzyścią materiałów tego typu jest fakt, iż w krótkim czasie od momentu ułożenia stają się sztywne i odpowiednio wytrzymałe. Właściwości materiału pozwalają na jego efektywną aplikację wewnątrz uszkodzonego rurociągu.

W często spotykanej praktyce naprawa rur polega na ręcznej aplikacji ciekłej żywicy połączonej z włóknami w wadliwym miejscu. Wadami takiego rozwiązania jest długi czas oczekiwania na stwardnienie żywicy, co wiąże się z osiągnięciem przez nią odpowiedniej wytrzymałości. Kontrola jakości podczas wykonywania prac jest utrudniona, a więc nie da się jednoznacznie stwierdzić, czy prace zostały wykonane w sposób zgodny ze stawianymi im wymaganiami.

W przeciwieństwie do układanych na mokro żywic zbrojonymi włóknami, super-tworzywo nadaje się do napraw większych powierzchni. Podczas ręcznej aplikacji żywic bezpieczeństwo i zdrowie osób wykonujących prace jest zagrożone. Fakt ten związany jest z wydobyciem się szkodliwych lotnych związków organicznych, jak również stosowaniem akceleratorów i katalizatorów m in. w celu przyśpieszenia czasu utwardzenia. 

System PipeMedic (PileMedic) znajduje zastosowanie m in. do wzmocnienia uszkodzonych rurociągów, przepustów, naprawy pali i podpór mostowych, konstrukcji stalowych, żelbetowych i zespolonych oraz z zastosowaniem cegieł, gliny i drewna jako budulca. Badania wykazały, że nowego typu tworzywo doskonale nadaje się do wymiany starych rurociągów. 

System nowej generacji wykorzystują przedsiębiorstwa zajmujące się naprawą podziemnych rurociągów. W praktyce stosują one maty klejone do wewnętrznej części istniejących rur. W przypadku kiedy zewnętrzna część rury zostanie uszkodzona funkcję ochronną przejmie wewnętrzna jej część z nowego typu tworzywa. W przypadku tak wykonanej modernizacji nie zachodzi konieczność wymiany rurociągu.

 „Węgiel jest coraz bardziej kosztownym budulcem. Niewątpliwą zaletą mat z super-tworzywa o grubości kilkunastu milimetrów jest fakt, że wytrzymują one parcie szkieletu gruntowego oraz obciążenie spowodowane ruchem samochodowym. Skorzystaliśmy z prasy technicznej przemysłu lotniczego i stworzyliśmy maty o wewnętrznej strukturze przypominającej plaster miodu. Produkt ten nosi nazwę StifPipe i jest obecnie stosowany w systemie odwodnienia brooklyńskiego Bridge Parku w Nowym Jorku” – stwierdza Eshani.[14]

Patenty firmy Quake Wrap dostępne są na stronach internetowych - www.quakewrap.com, www.pilemedic.com, www.pipemedic.com. Firma zajmuje się naprawą istniejących konstrukcji takich jak podpory i pale obiektów mostowych, słupów, rurociągów w zakresie małych i dużych średnic, przepustów oraz zwiększeniem odporności na korozję konstrukcji betonowych i wytrzymałości na wybuchy. [przyp.autora]

Don't be the product, buy the product!

Schweinderl