مرجع تخصصی آب و فاضلاب

CIPP (Cured-In-Place Pipe): روشها، محاسبات، ساخت دستگاه، و شیوه اجرا

۱. روشهای اجرای CIPP

CIPP یک فناوری بدون حفاری برای بازسازی لوله های فرسوده با قراردادن یک لاینر رزینی در داخل لوله موجود است. روش های اصلی عبارتند از:

• روش معکوس سازی (Inversion):

  • لاینر رزینی با استفاده از فشار هوا یا آب به داخل لوله فرستاده شده و به دیواره میچسبد.

  • مناسب برای لوله های با قطر ۱۰۰–۲۰۰۰ میلیمتر.

• روش کششی (Pull-In-Place):

  • لاینر از طریق یک چاله وارد لوله شده و با وینچ کشیده میشود.

  • ایده آل برای لوله های بلند یا مسیرهای مستقیم.

• روشهای پخت:

  • پخت با آب گرم/بخار: اعمال حرارت (۸۰–۱۲۰°C) برای سخت شدن رزین.

  • پخت با نور UV: استفاده از لامپ های UV برای پخت سریع رزین (زمان اجرا کاهش مییابد).

۲. محاسبات کلیدی

• محاسبه ضخامت لاینر:
  t=(P×D)/2×S​
  P=فشار داخلی، D=قطر لوله، S=مقاومت کششی رزینP=فشار داخلی،D=قطر لوله،S=مقاومت کششی رزین.

• حجم رزین مورد نیاز:
  V=π×D×L×tرزین​
  L=طول لوله، tرزین=ضخامت لایه رزین

• زمان پخت:
  وابسته به دمای محیط و نوع رزین (معمولاً ۲–۸ ساعت برای رزینهای اپوکسی).

۳. ساخت دستگاه و تجهیزات

• لاینر:

  • پارچۀ نمدی یا فایبرگلاس آغشته به رزین ترموست (اپوکسی، وینیل استر).

  • مقاوم در برابر خوردگی و سایش.

• دستگاه معکوسسازی (Inversion Drum):

  • مخزن تحت فشار برای واردکردن لاینر با استفاده از هوا/آب.

• سیستم پخت:

  • دیگ بخار/پمپ آب گرم: برای پخت با دمای ۸۰–۱۲۰°C.

  • لامپهای UV: برای پخت سریع در ۱۵–۶۰ دقیقه.

• تجهیزات کمکی:

  • دوربین CCTV: برای بازرسی قبل و بعد از اجرا.

  • پمپ خلأ: برای اطمینان از اشباع کامل رزین.

۴. شیوه اجرا

۱. بررسی اولیه:

• بازرسی لوله با CCTV برای شناسایی شکستگیها، رسوبات، یا انسداد.

• اندازهگیری دقیق قطر و طول لوله.

۲. پاکسازی لوله:

• استفاده از جت های آب پرفشار یا دستگاه های مکانیکی برای حذف رسوبات.

۳. آمادهسازی لاینر:

• اشباع لاینر با رزین در کارخانه یا محل پروژه.

• نصب سر هدایتگر برای کاهش اصطکاک.

۴. نصب لاینر:

• روش معکوس سازی: لاینر با فشار هوا/آب به داخل لوله فرستاده میشود.

• روش کششی: لاینر با وینچ از چاله ورودی به خروجی کشیده میشود.

۵. پخت رزین:

• اعمال حرارت (آب گرم/بخار) یا نور UV برای سختشدن رزین.

• نظارت بر دما با سنسورهای حرارتی.

۶. برش انتهاها و اتصالات:

• بازکردن اتصالات و برش لاینر اضافی با ربات های برش.

۷. تست نهایی:

• بازرسی با CCTV برای اطمینان از چسبندگی کامل.

• تست فشار آب برای بررسی نشتی.

۵. چالش ها و راهکارها

• چسبندگی ناقص رزین:

  • راهکار: استفاده از پمپ خلأ برای حذف حبابهای هوا.

• خم های تیز در مسیر:

  • راهکار: انتخاب لاینرهای انعطافپذیر با پارچۀ فایبرگلاس.

• زمان پخت طولانی:

  • راهکار: استفاده از رزینهای پختشونده با UV.

۶. مزایای CIPP

• کاهش هزینه ها: نیاز به حفاری محدود و عدم تخریب سطح.

• سرعت اجرا: بازسازی تا ۱۰۰ متر در روز.

• عمر طولانی: تا ۵۰ سال با مواد باکیفیت.

۷. کاربردهای اصلی

• بازسازی لوله های فاضلاب، آب، و گاز.

• عبور از زیر سازه های حساس (مانند رودخانهها یا جادهها).

CIPP یک راهکار پایدار برای بازسازی شبکه های زیرزمینی با کمترین اختلال است. انتخاب روش پخت (بخار، آب گرم، یا UV) به شرایط پروژه، بودجه، و نوع رزین بستگی دارد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

لاینینگ (Slip Lining): روشها، محاسبات، ساخت دستگاه، و شیوه اجرا

۱. روشهای لاینینگ

این روش برای بازسازی لوله های فرسوده بدون حفاری گسترده با قراردادن لوله جدید در داخل لوله قدیمی استفاده میشود. انواع اصلی عبارتند از:

• لاینینگ پیوسته (Continuous Slip Lining):

  • استفاده از لوله های پلیاتیلن (HDPE) یا PVC که بهصورت پیوسته جوش داده شده و به داخل لوله قدیمی کشیده میشوند.

  • مناسب برای لوله های با طول زیاد و قطر متوسط (تا ۱۲۰۰ میلیمتر).

• لاینینگ قطعهای (Segmental Slip Lining):

  • استفاده از لوله های کوتاه (مانند GRP یا فولاد) که به صورت قطع های در داخل لوله قدیمی نصب میشوند.

  • مناسب برای لوله های با قطر بزرگ یا مسیرهای پیچیده.

۲. محاسبات کلیدی

• محاسبه قطر لوله جدید:
  Dnew=Dold−2×tliner−فاصلۀ آزاد

  • tliner​=ضخامت لاینر.

  • کاهش قطر لوله باید بهگونهای باشد که حداقل ۸۵٪ ظرفیت هیدرولیکی لوله قدیمی حفظ شود.

• محاسبه افت فشار پس از نصب:

  • استفاده از معادلۀ منینگ یا هیزن-ویلیامز با در نظر گرفتن قطر کاهشیافته و زبری لاینر.

  • مثال:
    Q=n1​×A×R2/3×S1/2
    n=ضریب زبری منینگ، A=سطح مقطع، R=شعاع هیدرولیک

• نیروی کششی مورد نیاز:
  Fpull​=μ×W×L+Fbending​

  • μ=ضریب اصطکاک، W=وزن لوله جدید، L=طول مسیر

۳. ساخت دستگاه و تجهیزات

• سیستم کششی:

  • وینچ هیدرولیک با ظرفیت ۲۰-۱۰۰ تُن (بسته به قطر و جنس لوله).

  • غلتک های هدایتگر برای جلوگیری از آسیب به لوله جدید در هنگام کشش.

• لوله جدید:

  • HDPE: مقاوم در برابر خوردگی و انعطافپذیر (برای مسیرهای منحنی).

  • GRP (فایبرگلاس): سبک و مقاوم در برابر فشارهای خارجی.

• دستگاه جوش HDPE:

  • برای اتصال لوله های پلیاتیلن با روش الکتروفیوژن یا بات فیوژن.

• پمپ تزریق دوغاب:

  • برای پرکردن فضای حلقوی بین لوله قدیمی و جدید با دوغاب سیمانی یا رزین.

۴. شیوه اجرا

۱. بررسی اولیه:

• بازرسی لوله قدیمی با دوربین CCTV برای شناسایی شکستگیها، رسوبات، یا انحرافات.

• اندازه گیری دقیق قطر و زبری سطح داخلی.

۲. پاکسازی لوله قدیمی:

• استفاده از دستگاه رودور (Rodder) یا جتهای آب پرفشار برای حذف رسوبات و زباله ها.

۳. آماده سازی لوله جدید:

• جوشکاری لوله های HDPE بهصورت پیوسته در محل پروژه.

• نصب سر هدایتگر (Leading Edge) برای کاهش اصطکاک در حین کشش.

۴. کشش لوله جدید:

• لوله جدید از طریق چالۀ ورودی (Launch Pit) به داخل لوله قدیمی کشیده میشود.

• نیروی کششی توسط وینچ هیدرولیک اعمال شده و همترازی لوله با سنسورهای نوری کنترل میشود.

۵. تزریق دوغاب:

• فضای خالی بین لوله قدیمی و جدید با دوغاب سیمانی یا رزین اپوکسی پر میشود تا از حرکت جانبی لاینر جلوگیری شود.

۶. تست نهایی:

• تست فشار آب یا هوا برای اطمینان از آببندی.

• بازرسی نهایی با CCTV.

۵. چالشها و راهکارها

• کاهش قطر لوله:

  • راهکار: استفاده از لاینرهای با سطح داخلی صیقلی (مانند HDPE) برای جبران افت فشار.

• انسداد در مسیر کشش:

  • راهکار: پیشپاکسازی دقیق لوله قدیمی و استفاده از سر هدایتگر با قابلیت عبور از موانع.

• ترک خوردگی لوله جدید در حین کشش:

  • راهکار: محدودکردن نیروی کششی و استفاده از لوله های با مقاومت کششی بالا (مثلاً HDPE با گرید PE100).

۶. مزایای لاینینگ

• کاهش هزینه ها: نیاز به حفاری محدود و عدم تخریب سطح معابر.

• سرعت اجرا: نصب تا ۱۰۰ متر در روز (بسته به شرایط).

• افزایش عمر لوله: تا ۵۰ سال با استفاده از مواد مقاوم.

۷. کاربردهای اصلی

• بازسازی لوله های آب، فاضلاب، و گاز با قطر ۱۰۰-۱۲۰۰ میلیمتر.

• عبور از زیر جاده ها، رودخانه ها، یا مناطق تاریخی بدون آسیب به محیط.

با استفاده از لاینینگ، شبکه های فرسوده با کمترین اختلال در زیرساختهای شهری بازسازی میشوند. انتخاب بین لاینینگ پیوسته و قطعی به عواملی مانند قطر لوله، انعطاف پذیری ماده، و بودجه پروژه بستگی دارد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب