Association of PVC Pipe and Fitting Producers

سرویس ترجمه انجمن لوله و اتصالات پی وی سی: مطالعات محققان سراسر جهان در مورد تخمین طول عمر لوله PVC اثبات کرد که طول عمر لوله PVC بیش از 100 سال است. این نتایج برمبنای مطالعات حفاری لوله ­های نصب و استفاده شده توسط نصابان بود.

 

چکیده

براساس مطالعات تحلیلی متعدد، عمر مفید لوله­ های PVC بیش از 100 سال تخمین زده شده است.

 

اولین بار اواخر دهه 1930 در آلمان به طور گسترده از لوله های PVC استفاده شد که تکنولوژی اکستروژن مطلوبی نداشتند. این تکنولوژی در طی دهه های 1950 و 1960 توسعه یافت و از ابتدای دهه 1960 به امید طول عمر طولانی، لوله PVC در آمریکا استفاده شد. اخیرا دانشگاه ایالت یوتا چندین آزمون مختلف بر لوله های PVC که بین 20 و 49 سال بهره­ برداری شدند، انجام داده است. این آزمون ­ها شامل غوطه وری در استون، فشار ترکیدگی و فشار هیدرواستاتیک است که هدف از انجام آنها این بود که ارزیابی کنند که آیا کیفیت لوله های استفاده شده به اندازه کیفیت اولیه پس از تولید می­باشد یا خیر. نتایج نشان داد که اگر پخت مواد خوب باشد، تمامی آزمون­ های کنترل کیفیت با موفقیت قبول می­ شوند. همچنین در این مقاله نتایج آزمون­ های انجام شده سایر محققان درخصوص طول عمر لوله PVC  ارائه شده است.

 

مقدمه

در ایالت متحده و کانادا به دلیل افزایش جمعیت در دهه­ های 1800، 1900 الی 1945 و پس از 1945 در طی سه دوره زمانی زیرساخت­ های آب زیرزمینی نصب شده است. لوله­ های فلزی ساخته شده در هریک از این سه دوره، تقریبا در زمان یکسانی پس از دو دهه شروع به شکست ناشی از خوردگی کردند. درنتیجه از دهه 1960 لوله های چدن خاکستری دیگر تولید نشد و لوله چدن داکتایل با ضخامت کمتر استفاده شد تا هزینه ها را کاهش و طول عمر را افزایش دهند. در سال 2013 جامعه مهندسین عمران آمریکا، گزارش زیرساخت­های USA را ارائه کردند و بطور کلی به زیرساخت آب آشامیدنی و فاضلاب که شامل زیرساخت لوله­ کشی نیز می­شد، رتبه D دادند. در یک به­روزرسانی، انجمن امور کار و آب آمریکا گزارشی تحت عنوان "طول عمر سپری شده" منتشر و در آن عنوان کرد که بیش از یک میلیون مایل از لوله­ ها نزدیک پایان عمر مفیدشان هستند و به سنی رسیده­اند که باید تعویض شوند و هزینه تعویض لوله­های آب به همراه هزینه های توسعه آنها، از 1 تریلیون دلار در طی دو دهه آینده تجاوز خواهد کرد. هزینه زیرساخت لوله زیرزمینی به تنهایی، 60% از کل سرمایه موردنیاز صنعت آب آمریکا بود. بعلاوه تامین منابع مالی جهت فاضلاب و آب باران، نیز هزینه ­های دیگری بر سرمایه­گذاران تحمیل می­کند. با وجود تمام مسائل مذکور و با توجه به افزایش وقفه­های خدماتی و کاهش کیفیت آب، شهرداری­ها همچنان جهت تعدیل هزینه آبرسانی تلاش کردند. درنهایت با معرفی سامانه جدید لوله­گ ذاری PVC، توانستند به مسئله افت کیفیت لوله های فلزی ناشی از خوردگی رسیدگی کنند.

 

با مدیریت مالی زیرساخت، شهرداری­ها توانستند ایده­ها، ابزارها و تکنیک­ ها را جهت مدیریت بهتر هزینه ­های چرخه عمر لوله ­ها بکار گیرند. آنها دریافتند که هزینه ­های چرخه عمر به هزینه­ های تعمیرات و تعویض سامانه لوله­ کشی وابسته است و بر اساس این مقایسات تحلیلی، لوله­ های PVC را انتخاب کردند که سبب صرفه ­جویی ­های اقتصادی بسیاری شد.

 

مدیریت مالی

در زمان قدیم تحلیلی که تواما عملکرد لوله زیرزمینی و توان مالی را درنظر بگیرد، وجود نداشت و مطالعات موجود اثر شرایط محیطی بر لوله­ ها با مواد اولیه مختلف را نادیده می­ گرفتند. ولی با افزایش گزینه های انتخاب مواد اولیه، پیچیدگی­ ها و اثرات شرایط محیطی مهمتر شدند. تغییر عادات قدیمی و درنظر گرفتن مواد اولیه جدید نیازمند تحلیل­های بیشتر و پیشرفت روش­های طراحی و نصب است که سبب کاهش هزینه ­های آبرسانی برای 100 تا 200 سال آینده شد.

 

در طول سه دهه گذشته مطالعات بسیاری در مورد شکست­ های خطوط آب در ایالات متحده، کانادا، استرالیا و اروپا انجام شد که عمدتا تعداد شکست­­ های لوله بر حسب انواع کلی لوله­ ها و طول آنها مقایسه کردند. این مطالعات بسیار برای صنعت آب مفید بودند و به تعدیل هزینه تعمیر و تعویض جهت کاهش هزینه آبرسانی کمک کردند. این سطح جدید مدیریت مالی و تقاضا برای مدیریت شفاف سود، به اتخاذ تصمیمات بهتر جهت افزایش نیاز صاحبان و ذینفعان برمی ­گردد. گزارش­های حفاری و عملکرد لوله و مطالعات چرخه عمر، مستندات دیگری جهت بررسی علل اصلی شکست خطوط لوله می­باشد.

 

فرمول ساده هزینه چرخه عمر به این صورت است که لوله با طول عمر بیشتر و هزینه کمتر، مقرون به صرفه تر است و این مهندسان هستند که برای هر سامانه لوله­ کشی باید طول عمر و هزینه­های آن را بررسی کنند. مسئله مهم در تعیین هزینه چرخه عمر، پیشبینی عمر لوله است. کلارک و همکارانش یک سامانه لوله در لارامیه، وایومینگ را تحلیل کردند و نتیجه گرفتند که طول عمر لوله PVC بسیار کمتر از لوله چدن داکتایل است. این نتیجه با تحقیقات فولکمن و همکارانش مغایرت دارد، که از بین 188 مورد در آمریکا و کانادا نشان دادند که لوله PVC کمترین نرخ شکست را در مقایسه با لوله های فلزی، چدن داکتایل، بتنی، فولادی و آزبستی دارد. یکی از نتایج بسیار مهم تحقیقات فولکمن و همکارانش این است که نرخ شکست سامانه­ های مختلف لوله­کشی بسیار متغیر است و نتیجه­ گیری باتوجه به یک یا تعداد کمی سامانه پیشنهاد نمی­ شود.

 

تحلیل شکست لوله بدون بررسی علل شکست آن کامل نیست و این اطلاعات در تعیین هزینه تعمیرات و تعویض لوله­ باید درنظر گرفته ­شود. همچنین این تحلیل­ها نشان می­دهند که اگر لوله در زمانی کمتر از 100 سال شکسته شد، عوامل زیر باید درنظر گرفته شود :

 

1- در تولید لوله نقص وجود داشته است.

 

2- از دستورالعمل نصب توصیه شده پیروی نشده است.

 

3-  فرایند طراحی، به خوبی شرایط عملیات اجرایی را درنظر گرفته نشده است . 

 

4- مواد لوله که در ابتدا انتخاب شده اند باید تغییر یابد.

 

گزارش کنفرانس سال 2013 شهردار ایالات متحده در مورد تدارکات شهری، اهمیت اتخاذ چنین سیاست هایی را خاطر نشان کرده است.

 

مطالعات پیشین علل شکست خطوط لوله آبرسانی

 

مطالعات علل شکست خطوط آبرسانی در طی 30 سال گذشته نشان دهنده تغییرات میزان شکست لوله باتوجه به نوع آن است.

 

- در سال 1981، Kirby اولین مطالعه در خصوص علل اصلی شکست خطوط آبرسانی انگلستان را منتشر کرد. وی اعلام کرد که اولین لوله­های نصب شده در 1965 نسبت به لوله های فلزی نرخ های شکست بیشتری دارند که بسیاری از این شکست­ها ناشی از نصب نامناسب است. در 1979، با پیاده سازی دستورالعمل مناسب نصب لوله، نرخ شکست PVC بسیار کمتر از لوله فلزی شد.

 

- در سال1981، Bjorklund به مطالعه علل اصلی شکست خطوط آبرسانی در سوئد پرداخت. او به بهبود عملکرد لوله ­های PVC اشاره کرد.

 

- در سال 2005، Burn و همکارانش برخی سامانه های آب در استرالیا، کانادا و آمریکا را بررسی کردند و دریافتند نرخ شکست لوله های PVC نسبت به انواع دیگر لوله کمتر بود و شکست­های زودهنگام ناشی از نصب نامناسب لوله می­باشد.        

 

- در حال حاضر حدود 23درصد از کل طول سامانه لوله­گ ذاری آب در آمریکا، PVC است و در سیستم آب روستایی و زیرساخت زیرزمینی فاضلابی نیز PVC غالب است. این گزارش همچنین عنوان کرد که عمر مفید 8/4 درصد از خطوط آبرسانی گذشته است و سن متوسط شکست این خطوط 47 سال است.

 

  گزارش­های حفاری : مستندات عملکرد و طول عمرلوله ­ها

مطالعات مختلفی در جهان براساس حفاری لوله ­ها انجام شد که بیشتر در استرالیا، اروپا، کانادا و ایالات متحده آمریکا بودند. این مطالعات لوله ­ها را در معرض آزمون ­های مکانیکی مختلفی قرار دادند تا مشخص شود که آیا کیفیت آنها در حین بهر ه­برداری افت می­ کند یا خیر. این قبیل مطالعات، نتایج ارزشمند عملکرد لوله­ های نصب و بهره­ برداری شده توسط پیمانکاران را طی دهه­ ها نشان می ­دهد که در آزمون­ های آزمایشگاهی نمی­ توان بتوان دست یافت.

 

مطالعات انگلستان و کشورهای اروپایی

در سال 1985، Lancashire عملکرد لوله های PVC در زمان بهره ­برداری را بررسی کرد. وی لوله ­های PVC آبرسانی با فشارکاری 9 بار از یک تولیدکننده را پس از 4 تا 16 سال بهره­ برداری حفاری کرد و نتیجه گرفت که گذر زمان عامل موثری بر عملکرد این لوله­ ها نیست بلکه کیفیت مواد اولیه و علی الخصوص پخت خوب و دانه ­بندی تاثیر بسزایی بر عملکرد لوله دارند. او پس از انجام آزمون فشار دریافت که کیفیت لوله بلافاصله پس از تولید، نشان دهنده عملکرد لوله در آینده است و تخمین زد لوله­ های PVC بیش از 100 سال تحت شرایط نرمال،عمر می­کند.

 

در 1996، Alfernik و همکارانش لوله­ های PVC تحت فشار با 37 سال سن را حفاری کردند و نتیجه گرفتند که با گذر زمان تقریبا تغییری در خواص مکانیکی لوله ­ها بوجود نیامده است. آنها گزارش نتایج آزمون 19 نمونه لوله را بطور مختصر ارائه کردند و با آزمون کشش نشان دادند که مدول مواد اولیه با افزایش سن لوله ­ها کاهش نمی یابد و هیچ تغییر در مقاومت در برابر کشش و ضربه مشاهده نکردند. همچنین آزمون فشار نشان داد که لوله­ های PVC پس از 35 سال از بهره ­برداری همچنان الزامات فشار CEN و الزامات کارایی سیستم را برآورده می­کنند و شکل­پذیری و مقاومت در برابر فشار داخلی با افزایش سن تغییر نمی­کند و به اندازه لوله­ های تازه تولید شده باقی می­مانند. 

 

در سال 2004، Hulsmann گزارش آزمون برخی از اولین لوله ­های PVC نصب شده در آلمان را ارائه کرد. آزمون­ ها روی 15 نمونه با قطر20 تا 48 میلیمتر که پس از 23 سال حفاری شده بود، انجام شدند. لوله­ ها در معرض آزمون فشار هیدرواستاتیک بلند مدت در دمای 60 درجه قرار گرفتند و سپس با استفاده از معادله آرنیوس نتایج را به مقیاس20 درجه سانتیگراد آوردند. برون­یابی داده­ های فشار تا 10⁶ ساعت (114سال) انجام شد. Hulsmann نتیجه گرفت که تحت شرایط واقعی در محل Bitterfield و با فشار آب 4 تا 5 بار، 100 سال عملکرد ایمن برای لوله­ ها انتظار می­ رود. 9 نمونه دیگر از لوله ­ها، 4 نمونه با قطر mm32/5 و 5 نمونه با قطر mm 25/2 بودند که به عنوان لوله­ های آب آشامیدنی برای مدت 53 سال تحت فشار 4 تا 5 بار بهره ­برداری می­ شدند. نمونه­ ها در معرض فشار هیدرواستاتیک بلندمدت  در دمای 60 درجه قرار گرفتند و برون­یابی داده ­های فشار تا 10⁶ ساعت (114سال) انجام شد. نهایتا این لوله­ ها می ­توانستند تا 100 سال دیگر در فشار 7 بار و دمای 60 درجه سانتیگراد بهره ­برداری شوند و اگر دما بین 20 تا 40 درجه سانتیگراد و فشار بین 8 تا 10 بار باشد، لوله­ ها به راحتی برای 100 سال به عنوان لوله آبرسانی با ضریب اطمینان 1/5 عمل می­ کردند.

 

در ادامه در سال 2005، Boersma و Breen تغییرات لوله­ های PVC تحت فشار را از نظر پیرشدگی فیزیکی و شیمیایی بررسی کردند. آنها پیرشدگی شیمیایی را تغییر در ساختار شیمیایی پلیمر و پیرشدگی فیزیکی را تغییر در ساختار فیزیکی تعریف کردند و دریافتند پیرشدگی شیمیایی در دمای °C15، تاثیر بسزایی در کیفیت سامانه لوله­ کشی توزیع آب ندارد. همچنین پیرشدگی فیزیکی را با ارزیابی حجم آزادی که به تنش تسلیم نرسیده بررسی کردند. جهت تسریع پیرشدگی فیزیکی لوله PVC، آن را در دمای °C60 ارزیابی کردند تا تنش تسلیم آن که یک نشانه از عمر لوله است، افزایش یابد. در نهایت نشان دادند که تغییر چندانی در مقاومت تسلیم لوله­ های 30 سال بهره­ برداری شده مشاهده نمی­ شود و پیرشدگی فیزیکی در دمای °C 15، تاثیر بسزایی در کیفیت سامانه لوله کشی توزیع آب ندارد. آنها همچنین لوله ­های PVC را از نظر آغاز ترک، فشار، رشد آهسته ترک و خستگی آزمون کردند و دریافتند که طول عمر بهره­ برداری لوله­های PVC با کیفیت بالا، بیش از 100 سال می­باشد.

 

در سال 2006، Breen 5 نمونه لوله تحت فشار حفاری شده با قطر­های 160 تا 400 میلیمتر مربوط به سال ­های 1959 و 1997 را بررسی کرد. او آزمون­های پیرشدگی فیزیکی و شیمیایی را به همراه آزمون ­های کشش، آغاز ترک، فشار ترکیدگی، رشد آهسته ترک، ضربه پذیری و خستگی روی لوله­ های PVC انجام داد و نتیجه گرفت که سیستم موجود آبرسانی هلند برای حداقل 100 سال دیگر بخوبی عمل خواهد کرد. مشروط بر اینکه بارهای داخلی و خارجی سبب تنش حلقه­ای بیش از MPa12/5 نشود و هیچ میکرو ترکی و آسیب دیدگی مکانیکی در لوله PVC نباشد.

 

آزمون­های استاندارد استرالیا نشان دادند که پس از 30 سال کیفیت لوله­ها کاهش نمی­یابد

Stahmer و Whittle عملکرد لوله­ های PVC تحت فشار را مطابق آزمون­های استاندارد استرالیایی زیر آزمون کردند. این آزمون­ها روی لوله ­هایی که در سال 1996 پس از 25 سال بهره­برداری حفاری کردند، انجام شد :

 

- مقاومت در برابر مسطح شدگی مطابق استاندارد استرالیایی AS 1462.2

 

 - مقاومت دربرابر ضربه مطابق استاندارد استرالیایی AS 1462.3

 

- پراکنش رزین در لوله ­ها، نمونه با ضخامت تقریبی m 0/02mو تحت نیروی مغناطیسی کم ارزیابی می­ شود.

  - خواص کششی PVC که روی 4 نمونه و با میانگین­گیری 5 اندازه برای هرکدام، اندازه­ گیری می­­ شود.

- شکستگی سخت لوله ­ها که با استفاده از روش ناچ C-ring مطابق استاندارد استرالیایی Draft No. 2570 اندازه ­گیری می­ شود.

مطابق گزارشات، لوله­ های PVC تحت فشار در زمین­های مختلفی از قبیل خاک ماسه­ای و خاک آهکی نصب شده و از جاده و خط آهن عبور کرده بودند و عملکرد آنها در همه شرایط درحد مطلوب گزارش شد. ­شایان ذکر است که لوله­ های تحت فشار برای مواجهه با بار دینامیکی ناشی از عبور ترافیک جاده یا قطار، آماده شده بودند. این گزارش نشان داد که عملکرد طولانی مدت سیستم لوله­ کشی به کیفیت اولیه لوله، حمل و نقل و نصب آن بستگی دارد و کیفیت PVC درطول زمان کاهش نمی ­یابد. برای 4 لوله آزمون شده، استحکام کششی در نقطه تسلیم و درصد ازدیاد طول در  تقطه پارگی کاملا یکسان ماندند و هیچگونه کاهش استحکامی در نتیجه 30 سال بهره­برداری تحت فشار اتفاق نیفتاد.

 

مطالعات بسیاری روی لوله­ های PVC حفاری شده انجام شد تا اثبات کنند نه تنها هیچ کاهش کیفیتی اتفاق نمی ­افتد، بلکه تاثیر منفی بر طول عمر بهره­برداری هم ندارد. یافته­ های آزمون­های استرالیایی لوله ­ها، مطالعات اولیه Lancashire، Alfernik و همکارانش و Bauer را تایید کرد.    

 

مطالعات متعددی روی خواص شکست ناشی از خستگی لوله PVC انجام شده است. در سال 2005، Whittle و Teo تحقیقات پیشین را خلاصه کردند و آزمون تیر دوار با نمونه PVC ناچ شده انجام دادند که با نتایج آزمون شکست ناشی از خستگی لوله ­های PVC تحت فشار مطابقت داشتند. نتایج آنها نشان داد که لوله ­های PVC یک سطح پایداری دارند، بطوری­که تنش کمتر از MPa 2/5، اثر قابل اغماضی روی طول عمر لوله دارد. این محدوده تنش کمتر از حد مورد انتظار در یک سیستم معمول آبرسانی شهری است.

 

بنیاد تحقیقات آب در سال 2005 تحقیقی با عنوان "پیشبینی عملکرد طولانی مدت لوله PVC" از Burn و همکارانش منتشر کرد. این گزارش در مورد بررسی جامع روش­ های تحلیلی تخمین طول عمر لوله PVC بود. آنها گزارش کردند که لوله­های خوب طراحی و نصب شده، 100 سال عمر­می­ کنند و یک نظرسنجی به 44 موسسه آب در استرالیا، کانادا و آمریکا ارسال کردند. از 44 شرکت کننده، 17 موسسه آب، اطلاعات دقیقی ارائه کردند و مدل ­هایی مبتنی بر نحوه شکستگی جهت پیشبینی شرایطی که در آن لوله درحال بهره ­برداری می­ شکند، طراحی کردند. این مدل­ ها بر اساس شکست­ های ثبت شده در چندین سامانه آمریکای شمالی و استرالیا، صحه گذاری شدند.

 

مطالعات آمریکای شمالی

در سال 1994، Mosar و Kellogg یک مطالعه روی سامانه­ های آبرسانی منتشر کردند که در آن آزمون مقاومت در برابر ضربه و استون را روی 59 نمونه لوله PVC از 16 سامانه مختلف که در سال 1992 نصب شده بودند، انجام دادند. نمونه­ ها از 10 شرکت تولیدی مختلف بودند. همه نمونه­ ها، آزمون غوطه­ وری استون را قبول شدند ولی در آزمون مقاومت در برابر ضربه، شکستند. این مطالعه نشان داد که شکست زود هنگام لوله PVC معمولا در سال اول بهره­ برداری اتفاق افتاد و ناشی از نصب نامناسب لوله­ها می ­باشد.

 

Mosar و Folkman مطالعات قبلی شکست ناشی از خستگی لوله ­های PVC و دستورالعمل­های جلوگیری از این شکست را بررسی کردند و آنها چندین آزمون فشار را روی لوله 6 اینچ PVC انجام دادند و نتایج را با اطلاعات گزارشات قبلی ترکیب کردند.

 

در سال 2013، EPCOR Seargeant گزارشی در زمینه مهمترین علل شکست سامانه آبرسانی ادمونتون کانادا ارائه کرد. بدلیل خاک بسیار خورنده ادمونتون در سال 1966 ناگزیر شدند لوله­ های چدنی را به آزبست سیمانی تغییر دهند و در سال 1977 شروع به استفاده از PVC کنند. تغییر لوله ­ها به PVC سبب شد که نرخ شکست سامانه های آبرسانی شهر، به شدت کاهش یابد. همچنین EPCOR اعلام کرد که سامانه­ های آبرسانی PVC در زمستان می­ توانند یخ بزنند ولی دچار ترکیدگی نشوند. این موضوع جهت مناطق جغرافیایی که با تغییرات شدید شرایط آب و هوایی در زمستان و طوفان­ های یخ و سیل روبرو هستند، بسیار مهم است. سه نمونه لوله PVC حفاری و آزمون شد. یک لوله به مدت 17 سال و دو نمونه دیگر به مدت 25 سال در حال بهره ­برداری بودند. آزمون ­های کنترل کیفیت شامل ترکیدگی، مقاومت در برابر ضربه، تخت شدگی، غوطه دری در استون انجام شد و نتیجه آنها همانند نتیجه آزمون لوله ­ها بلاقاصله پس از تولید بود.

 

آزمون­های اخیر حفاری

در سال 2013، Folkman و Barfuss آزمون­ های کنترل کیفیتی که بر لوله ­های PVC پس از 20 تا 49 سال بهره­ برداری انجام شد را گزارش کردند که نتیجه آن بطور خلاصه در جدول 1 ارائه شده است. نمونه 1، 4 و 6 تحت استاندارد اولیه CS 256 یا PS 22-70 تولید شده ­اند. این استانداردها با استاندارد ASTM D2241 جایگزین شده ­اند که تقریبا مشابه هم هستند. آزمون­ها شامل ابعاد، غوطه وری در استون و فشار هستند که آزمون فشار ترکیدگی برای نمونه­های تولید شده با استانداردهای CS-256، PS22-70 و ASTM D2241 و آزمون فشار هیدرواستاتیک برای نمونه شماره 3 با استاندارد AWWA C905 بکار برده شد. در جدول 2 مشخصات این آزمون­های کنترل کیفی استفاده شده، ارائه شده است. در شکل 1 تصویر نمونه شماره 3 قبل از آزمون فشار هیدرواستاتیک نشان داده شده است.

 

نتایج آزمون­ ها در جدول 3 خلاصه شده است. همان طور که قبلا ذکر شد در دهه 1970 تجهیزات اکسترودر برخی از تولید کننده­ ها مشکل داشت و پخت مناسبی بدست نمی­ آوردند، همانند نمونه­های 4 و 6 مذکور که در آزمون غوطه­ وری در استون مطابقت نداشتند. شکست نمونه 4 در آزمون فشار ترکیدگی نیز به پخت نامناسب آن مربوط است.  شایان ذکر است که نمونه 4 و 6 تحت استاندارد اولیه PS 22-70 تولید شده­ اند و پس قبول شدن در آزمون فشار هیدرواستاتیک، نمونه آنقدر تحت فشار قرار گرفت تا بترکد. فشار ترکیدگی بیش از % 20 بیشتر از فشار اولیه تعیین شده در جدول 2 بود. بنابراین با توجه به این آزمون­ های کنترل کیفیت، زمانی که PVC پخت خوبی داشته باشد، هیچ دلیلی برای کاهش افت کیفیت PVC وجود ندارد.

 

 

باید یادآورد شد که این دومین مرتبه آزمون روی نمونه شماره 1 بود. در 1987 Eckstein گزارش مربوط به حفاری این نمونه را پس از 22 سال بهره­ برداری ارائه کرد که در آن آزمون ­های شیمیایی، تنش براساس استاندارد ASTM D1598 و D2837، غوطه ­وری در استون براساس استاندارد ASTM D2152، مسطح شدن براساس استاندارد ASTM D2412 و مقاومت دربرابر ضربه براساس استاندارد ASTM D2444 انجام شده بود. تمامی این آزمون ­های کنترل کیفیت قبول شده بودند. دومین مرتبه آزمون­ های نمونه 1 تایید کرد که لوله توانایی 49 سال بهره­ برداری، بدون تغییر و با همان ظرفیت فشار آبی را که 49 سال قبل در ابتدای نصب داشت را دارد.

 

خلاصه نتایج آزمون­ های حفاری

تمامی مطالعات پیرشدگی تسریع شده نشان دادند که لوله تحت فشار PVC برای مدت بیش از 100 سال با اطمینان بهره­ برداری می­شود. این آزمون­ ها بخوبی طول عمر را تخمین می­ زنند و بررسی تاسیسات لوله­ کشی PVC که 50 سال بدون کاهش کیفیت و ظرفیت دوام آوردند نیز، موضوع دوام لوله ­های PVC را تایید می­ کند.

 

در بررسی­ ها نمونه هایی از شکست زود هنگام لوله PVC هم یافت شد که بر طبق تجربه نویسنده دو علت اصلی دارد. علت اول ناشی از نقص لوله بوده که معمولا به دلیل پخت نامناسب PVC است و آزمون ­های کنترل کیفیت که تولید کننده باید برای هر بچ تولید انجام دهد، از این نقص جلوگیری می­ کند. اما مهمترین علت این شکست­ های زودهنگام به دلیل روش نامناسب نصب است. نصب با کیفیت، باعث طولانی تر شدن طول عمر لوله می شود.

 

مطالعات لوله فاضلابی

Bauer لوله­ های PVC را پس از 15 سال بهره­ برداری حفاری و آزمون کرد و در سال 1990 گزارشی ارائه نمود مبنی بر اینکه هیچ کاهش کیفیت مواد، شکست یا کاهش مدول یا سختی لوله در طی این دوره اتفاق نیفتاده است.

 

Meeman در سال 2008 لوله ­های PVC 25 ساله را بررسی نمود. وی آنها را حفاری کرد و آزمون­ های چشمی و میکروسکوپی، آنالیز و تغییرشکل­ های هندسی و سختی سطح و کاهش کیفیت انجام داد و نتیجه گرفت که سامانه­ های لوله­ کشی فاضلابی PVC، حداقل برای 100 سال قابل بهره­ برداری اند.

 

نتیجه گیری و پیشنهادات

کیفیت زیرساخت­های آبرسانی و فاضلاب درحال حاضر پس از سال­ها بهره­ برداری رو به زوال است. علائم انحطاط آنها شکست خطوط لوله، تشکیل سیلاب و حفره­ها هستند. فقدان سرویس­ دهی مناسب سبب اختلال اجتماعی، اقتصادی و افزایش هزینه ­ها می­شود و زمانی که هزینه کل نصب، تعمیر و تعویض را درنظر بگیریم، مسئله مدیریت مالی خدمات بسیار مهم می­ شود. همچنین با افزایش آگاهی عمومی و تقاضا برای شفافیت و پاسخگویی، شرایط مدیریت خدمت­ رسانی پیچیده ­تر ­شده است. در نتیجه راه حل تازه­ای برای این الزامات تجاری، فرایندها و ابزارهای جدید مورد نیاز است تا فرایند انتخاب و ارزیابی زیرساخت­ های تاسیسات لوله کشی زیر زمینی بهینه گردد.

 

بسیاری از سامانه­ های قدیمی لوله کشی باتوجه به هزینه­ های تعمیر و نگهداری در طول عمر مفید آن، صرفه اقتصادی نداشتند. اما پس از استفاده از لوله ­های PVC باتوجه به عملکرد آنها در طول عمر مفیدش و هزینه های خرابی آنها، صرفه­ جویی اقتصادی بسیار زیادی شد.

همانطور که قبلا گفته شد، میانگین سن شکستگی در خطوط لوله قدیمی، 47 سال است که غیر قابل قبول و نامطلوب است. مطالعات محققان سراسر جهان در مورد تخمین طول عمر لوله PVC اثبات کرد که طول  عمر لوله PVC بیش از 100 سال است. این نتایج برمبنای مطالعات حفاری لوله های نصب و استفاده شده توسط نصابان بود. البته تمامی لوله های نصب شده به نصب با کیفیت نیاز دارند و توجه به شیوه نصب مناسب، سبب افزایش طول عمر لوله ها می شود.