Selectie en technische analyse van PE-buisfittingen in het rioolwaterzuiveringsproject van Xu Xiake Town, Jiangyin

Als geboorteplaats van Xu Xiake heeft de 'wereldtoerisme-expert' Xu Xiake Town, Jiangyin City, de afgelopen jaren opmerkelijke prestaties geleverd op het gebied van watermilieubeheer. In 2023 werd het door de stad geïmplementeerde "Ecologische herstel- en biodiversiteitsverbeteringsproject van rivierwetlands in het Baiqugang Xu Xiake-gebied", met succes geselecteerd als een centraal ondersteuningsproject voor de preventie en beheersing van waterverontreiniging. Dit project heeft tot doel de waterkwaliteit en de ecologische omgeving van 32 rivieren in de stad te verbeteren door middel van uitgebreide maatregelen. Het rioolwaterzuiveringsproject van Xu Xiake Town maakt gebruik van een pijpfittingsysteem op basis van PE-buizen (polyethyleen). Bij deze keuze wordt ten volle rekening gehouden met de lokale geografische omgeving, technische kenmerken en vereisten voor duurzame ontwikkeling. Bij zo'n groot watermilieubeheersproject houdt de selectie van pijpfittingen voor rioolwaterzuivering rechtstreeks verband met de kwaliteit van het project en het langetermijneffect ervan. Daarom is het noodzakelijk om uitgebreid rekening te houden met de materiaalprestaties, het aanpassingsvermogen aan het milieu, het constructiegemak en de economie.

1. Technische kenmerken en voordelen van PE-buizen

In het rioolwaterzuiveringsproject van Xu Xiake Town worden polyethyleen (PE) buizen voornamelijk gebruikt als kernbuisfittingen. Deze keuze is gebaseerd op de uitstekende prestaties van PE-buizen in vele opzichten. Als hoogmoleculair polymeermateriaal heeft PE-buis uitgebreide voordelen die andere traditionele buizen niet kunnen evenaren, en is het bijzonder geschikt voor rioolwaterzuivering en milieutechniek.

Qua fysische en chemische eigenschappen presteren PE-buizen goed. Dit materiaal heeft een uitstekende corrosieweerstand en is bestand tegen de corrosie van veel voorkomende zure en alkalische stoffen, organische oplosmiddelen en elektrolyten in de rioolwaterzuivering, waardoor de gebruikelijke elektrochemische corrosieproblemen van metalen buizen worden vermeden. Tegelijkertijd is de binnenwand van PE-buizen glad, is de ruwheidscoëfficiënt laag (n≈0,009) en is de waterstroomweerstand klein, wat vuilafzetting en energieverlies effectief kan verminderen. Xu Xiake Town ligt op de toplocatie van de Yangtze River Delta, met een hoog grondwaterpeil en een sterke bodemcorrosie. Deze eigenschappen van PE-buizen voldoen precies aan de behoeften van het project.

Vanuit het perspectief van mechanische eigenschappen hebben PE-buizen een hoge taaiheid en slagvastheid, en hun rek bij breuk bedraagt ​​doorgaans meer dan 350%, wat zich kan aanpassen aan ongelijkmatige funderingszettingen en externe krachten zoals aardbevingen. Deze functie is vooral belangrijk in funderingsgebieden met zachte grond, zoals Xu Xiake Town. Bovendien zijn PE-buizen licht (dichtheid is slechts 0,94-0,96 g/cm³), wat 1/10 is van het gewicht van betonnen buizen met dezelfde specificaties, waardoor de moeilijkheidsgraad van transport en installatie aanzienlijk wordt verminderd. De praktijk leert dat het gebruik van PE-buizen het gebruik van bouwmachines met ongeveer 30% kan verminderen en de bouwtijd met ongeveer 25% kan verkorten.

De betrouwbaarheid van de verbinding is een ander groot voordeel van PE-buizen. Het gebruik van elektrische fusieverbindingstechnologie kan een essentiële verbinding tot stand brengen met een verbindingssterkte die niet lager is dan de sterkte van het pijplichaam, waardoor het risico op interfacelekkage, dat gebruikelijk is bij traditionele pijpleidingen, aanzienlijk wordt verminderd. In het rioolwaterzuiveringsproject van Xu Xiake Town moet het leidingnetwerksysteem complex terrein doorkruisen en zijn de eisen aan de verbindingskwaliteit extreem hoog. Deze eigenschap van PE-buizen voldoet precies aan de technische behoeften.

Qua levensduur presteren PE-buizen goed. Hoogwaardige PE-buizen kunnen onder normale gebruiksomstandigheden meer dan 50 jaar meegaan, wat veel hoger is dan traditionele betonnen buizen (ongeveer 20-30 jaar) en metalen buizen (15-25 jaar). Uit de levenscycluskostenanalyse blijkt dat, hoewel de initiële investering van PE-buizen iets hoger is, vanwege de lage onderhoudskosten en de lange levensduur, de totale kosten over 50 jaar 15-20% lager zijn dan die van traditionele buizen.

Tabel: Prestatievergelijking van PE-buizen met andere gangbare buizen

2. Compatibiliteitsanalyse tussen technische vereisten en selectie van buisfittingen

Als kernproject van de uitgebreide verbetering van het watermilieu in de regio heeft het rioolwaterzuiveringsproject in Xuxiake Town de kenmerken van grootschalige, complexe systemen en milieugevoeligheid, wat speciale eisen stelt aan buisfittingen. De hoge mate van aanpassingsvermogen tussen het technische ontwerpschema en de selectie van buisfittingen is de sleutelfactor om de succesvolle implementatie van het project te garanderen.

De omvang van het project en de complexiteit van het systeem vereisen dat buisfittingen zeer gestandaardiseerde en betrouwbare verbindingsprestaties hebben. Het watermilieuverbeteringsproject in Xuxiake Town beslaat 32 rivieren en de inhoud van de implementatie omvat meerdere subsystemen, zoals het onderscheppen van verontreinigende stoffen, waterzuivering, ecologisch herstel van de rivierbedding en alomvattend herstel van aquatische ecosystemen. Een dergelijk groot technisch netwerk vereist dat verschillende buisfittingen zeer consistent zijn wat betreft specificaties, interfaces en prestaties. PE-buizen hebben een hoge mate van gestandaardiseerde productie, met een volledig scala aan specificaties van DN50 tot DN2000, en een uniforme verbindingsmethode, wat de moeilijkheid van systeemintegratie aanzienlijk vereenvoudigt. Ter vergelijking: als betonnen buizen of gietijzeren buizen worden gebruikt, zal de diversiteit van hun interfacetypes en -groottes de systeemcomplexiteit vergroten en de technische betrouwbaarheid verminderen.

Het aanpassingsvermogen aan het terrein is een belangrijke overweging bij de keuze van buisfittingen. Xuxiake Town grenst aan het Taihu-meer in het zuiden en de Yangtze-rivier in het noorden. De grondwaterstand is hoog en het draagvermogen van de fundering is laag. Sommige pijpleidingen in het project moeten door funderingen van zachte grond en bestaande constructies lopen, wat een extreem hoge flexibiliteit en sleufloze constructieprestaties van de pijpen vereist. Door de flexibiliteit van PE-buizen kunnen ze zich aanpassen aan een bepaalde mate van doorbuiging, en kunnen ze nog steeds de structurele integriteit en afdichting behouden bij ongelijkmatige zettingen. Bovendien zijn PE-buizen geschikt voor constructie met sleufloze technologieën zoals horizontaal gestuurd boren, wat vooral belangrijk is bij het doorkruisen van gevoelige gebieden zoals wegen en rivieren.

Kenmerken van de waterkwaliteit en behandelingsprocessen hebben ook rechtstreeks invloed op de selectie van buisfittingen. Tijdens de rioolwaterzuivering kunnen leidingen worden blootgesteld aan complexe media die corrosieve stoffen, vaste deeltjes en micro-organismen bevatten. Door de chemische inertheid van PE-buizen zijn ze bestand tegen corrosieve stoffen zoals zure en alkalische componenten en waterstofzwavelzuur in rioolwater. De gladde binnenwand vermindert de afzetting van vuil en de groei van bacteriën, waardoor de behandelingsefficiëntie en de kwaliteit van het afvalwater behouden blijven. Metalen buizen zijn daarentegen gevoelig voor elektrochemische corrosie, terwijl betonnen buizen kunnen verslechteren als gevolg van sulfaatreducerende bacteriën. Het Xuxiake Town-project omvat ook proceseenheden zoals ecologische drijvende bedden, beluchtingsfaciliteiten en in-situ behandeling van afvoeren. PE-buizen zijn beter compatibel met deze procesapparatuur en zijn gemakkelijker en betrouwbaarder aan te sluiten.

Projectfasering en onderhoudsvereisten zijn ook belangrijke overwegingen. Grootschalige watermilieubeheerprojecten worden doorgaans in fasen uitgevoerd, waarbij het leidingsysteem een ​​goede schaalbaarheid en onderhoudsgemak vereist. De elektrische fusieverbindingstechnologie van PE-buizen maakt het gemakkelijk toevoegen van aftakkingen of het vervangen van leidingsecties in een reeds in bedrijf zijnd systeem mogelijk zonder de noodzaak om de watertoevoer af te sluiten. Als onderdeel van het EOD-project "Yangtze River to Taihu Lake" kan het Xuxiake Town-project in de toekomst te maken krijgen met systeemuitbreiding en upgrades. Deze eigenschap van PE-buizen biedt flexibiliteit op de lange termijn voor het project.

Tabel: Correspondentie tussen Xuxiake Town-projectvereisten en PE-buiskenmerken