Los objetivos principales de mejorar el rendimiento sísmico de las tuberías de suministro de agua son dos: uno es garantizar la capacidad de transmisión de agua, para evitar una gran área de pérdida de presión de agua, para poder suministrar agua a incendios y instalaciones críticas en una emergencia; El segundo es minimizar el daño de la tubería para facilitar la reparación rápida. En otras palabras, cuando se enfrenta a desastres de terremotos, un sistema de suministro de agua debería tener una mayor adaptabilidad.
Prevenir las roturas principales de agua es esencial para mantener el funcionamiento normal del sistema de suministro de agua. El sistema de tuberías PE4710 (equivalente a PE100) tiene la probabilidad más baja de ruptura y fuga de cualquier tubería de agua, lo que ayuda a lograr todos los objetivos anteriores.
La propagación de la ola y la deformación del terreno permanente son las principales causas del daño de la tubería enterrado. Debido a la existencia de fuerza axial y estrés por flexión, el movimiento del suelo conduce a cepas axiales y de flexión en la tubería. Los materiales con alta rigidez (alto estrés permitido) generalmente tienen una capacidad limitada para deformarse. Los materiales dúctiles representados por el polietileno (PE) (bajo estrés permitido) tienen una buena capacidad de deformación y dureza.
La capacidad sísmica del sistema de tuberías se refleja en su adaptabilidad a la tensión superficial. El agitación sísmica o la propagación de la ola sísmica pueden causar tensión en el suelo lo suficiente como para dañar incluso a las tuberías más vulnerables. El agrietamiento por fallas, los deslizamientos de tierra, el cambio de suelo al lodo y el asentamiento resultante y/o la propagación lateral, el hundimiento terrestre y la elevación pueden causar una mayor tensión en el suelo, lo que resulta en daños a grandes áreas de tuberías enterradas. La Tabla B-1 enumera los datos de la tensión del suelo observados en todo el mundo debido a la deformación permanente del terreno.
Tabla B-1 cepa de tierra observada debido a la deformación permanente del suelo
El rango requerido de tensión de tierra para tuberías es entre 0.05% y 4.5%. En un informe de 2008 del American Electric Power Research Institute, se administraron las mediciones de la capacidad de deformación del material PE4710. A temperatura de 50 ° F (10 ° C), la tensión promedio de rendimiento de tracción de la tubería PE4710 es del 9.9%, mientras que la tensión de tensión máxima promedio es del 206%. La tubería de polietileno se moverá en respuesta al movimiento de tierra, en lugar de resistir cargas que podrían hacer que las tuberías rígidas o frágiles se rompan. En la mayoría de los eventos sísmicos, la tubería soldada (soldada) de polietileno de alta densidad (HDPE) se doblará, pero no se romperá o separará (conexión sin selección), manteniendo así un suministro de agua normal. Cabe señalar que todas las conexiones de tuberías de PE con otras estructuras, instalaciones auxiliares y componentes pueden estar sujetas a cargas diferenciales más altas. La conexión de estas piezas debe planificarse y diseñarse cuidadosamente para reducir el riesgo de ruptura.
La tensión de rendimiento de tracción de la tubería PE4710 es aproximadamente el doble de la tensión del suelo causada por la magnitud máxima observada, y la tensión final de PE4710 es más de 40 veces la de la tensión del suelo máximo. El rendimiento obtenido por el cálculo teórico es consistente con el uso de la tubería de polietileno en el terremoto. La línea de suministro de agua HDPE soldada funcionó bien en el terremoto. La Tabla B-2 ofrece observaciones parciales de terremotos pasados en Japón (Omuro y Himono, 2018).
Tabla B-2 datos observados durante terremotos pasados en Japón
Se debe evaluar el rendimiento sísmico de las tuberías, incluida la tenacidad, la capacidad de deformación axial, el radio de flexión permitido, la resistencia de las articulaciones, la estabilidad y la condición de tubería existente. Una gran cantidad de experiencia sísmica muestra que las tuberías principales del suministro de agua HDPE de acuerdo con los estándares de la serie ASTM Pipe pueden mantener el funcionamiento normal en la mayoría de las condiciones de carga sísmica. Cuando los requisitos de rendimiento sísmico de la tubería principal de suministro de agua son altos, se debe considerar el uso de tuberías HDPE soldadas, porque el rendimiento sísmico de las tuberías HDPE es más confiable y pueden adaptarse a las diferentes cepas del suelo generado por terremotos y mantener un funcionamiento normal.
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Tiempo de publicación: mar-06-2025
