Basis of water pipeline cleaning using highpressure water jet

• Autorzy: Borkowski P.

Warianty tytułu

PL

Podstawy czyszczenia sieci wodociągowej przy użyciu wysokociśnieniowej strugi wodnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The long-term operational use of pipelines causes that thick and nodular layers of hard sediment are being deposited inside. Effective cleaning of the water-pipe network with hard sediments deposited inside is a problem difficult to deal with. This sediment is distinguished by high hardness and adhesion to the substrate because of its major constituents, i.e. compounds of iron, manganese, calcium, aluminum and silicon. It accumulates on inner surfaces of the water-pipe network mostly in the form of scale. This sediment, until recently, was removed by chemical or mechanical methods using different types of scrappers or spongy, i.e. flexible and porous, plugs forced through pipes. Work on cleaning the pipes making use of highpressure water jets was started in Ireland [12] and Great Britain [11] where nuclear systems were cleaned in this way. This useful method at the end of the 1980s was modernized and adapted [1] to the efficient cleaning of long water-pipe sections. A visible increase in effectiveness of cleaning such the pipelines [7] had been achieved when the conditions of using this method [3,4] were optimized [5] and its further development was stimulated [2,4]. Nowadays, similar techniques have also been used for the cleaning of sewage systems [8,10] and various pipelines [13,14]. Cleaning of pipes in petrochemical industry [14] demand usages of water jet with chemical additions [9] and electro-aerosol [15] making easy removing of deposits. This work presents unaided accomplishments in the field of efficient water pipe cleaning using highpressure water jets. On the basis of the whole work it should be mentioned here that this method of water pipe cleaning ensures high effectiveness of the process, since solid sediment is removed from 93 - 96% of total inside area of a pipe. A significant rate of pipeline cleaning (of the order of 100 - 120 m/h) at low consumption of process water (less than 6 m3/h) ensures low cost and short processing time. Moreover this cleaning method is environmentally friendly because a working medium is clear water.

PL

W wyniku kilkudziesięcioletniej eksploatacji na wewnętrznych ściankach rurociągów wodnych osadzają się grube guzowate warstwy zanieczyszczeń utrudniające przepływ wody. Osady takie odznaczają się dużą twardością i przyczepnością do podłoża, bowiem ich głównymi składnikami są związki żelaza, manganu, wapnia i krzemu. Skuteczne czyszczenie rur wodociągowych stanowi więc istotny problem. Na podstawie wieloletnich analiz teoretycznych i doświadczeń praktycznych zdobytych w Centrum Technik Proekologicznych podczas poligonowych prób, wielokrotnie przeprowadzanych na rzeczywistych sieciach wodociągowych różnych miast, opracowano efektywną technologię hydrodynamicznego czyszczenia rurociągów. Na tej podstawie stwierdzono, że takie czyszczenie nie powoduje żadnych odkształceń lub innych uszkodzeń rur wodociągowych, dlatego może być stosowane do wszystkich rodzajów rurociągów o średnicach od 25mm do 1000mm. Taki hydrodynamiczny sposób czyszczenia rurociągów wymaga wykonania odkrywkowego wykopu i wycięcia fragmentu rury dla wprowadzenia głowicy roboczej wraz z wężem doprowadzającym wodę pod wysokim ciśnieniem. Dobór odpowiedniej konstrukcji głowic roboczych i parametrów procesu czyszczenia przeprowadza się w zależności od ilości i twardości osadów oraz rodzaju, średnicy i eksploatacji rurociągu. Głowica robocza zaopatrzona jest w odpowiednie dysze wodne, przez które wypływają z prędkością 200÷400 m/s koherentne strumienie wody o dużej koncentracji mocy jednostkowej. Hydrodynamiczne oddziaływanie takich wysokociśnieniowych strumieni wodnych powoduje odspajanie i rozdrabnianie osadów oraz ich usuwanie na zewnątrz rurociągu. Ponadto zapewnia to korzystne trajektorie poszczególnych strug kawitacyjnych oraz zadowalającą wartość poosiowej siły uciągu samonapędowej głowicy czyszczącej. Omawiany sposób czyszczenia rurociągów wodnych zapewnia wysoką efektywność procesu, bowiem osady usuwane są z 93÷96% powierzchni wewnętrznej rury. Poprawny dobór parametrów procesu pozwala na oczyszczenie 400÷500 m rurociągu z jednego wykopu. Znaczna prędkość czyszczenia wodociągu (rzędu 100÷120 m/h) przy niewielkim zużyciu wody technologicznej (niespełna 6 m3/h) zapewniają niskie koszty operacji oraz krótki czas (rzędu kilku godzin) wyłączenia sieci z eksploatacji.

Słowa kluczowe

PL

czyszczenie rur wodociągowych; hydrodynamiczne czyszczenie rurociągów

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2002
• Tom: Tom 4
• Strony: 219--228
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Borkowski P.

• Technical University of Koszalin Poland

Bibliografia

• 1. Borkowski J.: Nowe techniki regeneracji sieci kanalizacyjnej oraz instalacji hydrotechnicznych. Międzynarodowa Konferencja N-T: ROTHENBERGER A.G.- Nowatorskie Rozwiązania w Zakresie Czyszczenia i Napraw Bezwykopowych Sieci Kanalizacyjnej. Poznań, 1994, s. 1-14.
• 2. Borkowski J., Borkowski P.: Podstawy stosowania wysokociśnieniowej strugi wody do czyszczenia trudnodostępnych rurociągów. VII Posiedzenie Komitetu Budowy Maszyn PAN. Koszalin, 2002.
• 3. Borkowski P.: Fundamentals for application of highpressure water jets to inaccessible pipeline cleaning. Int. Conf. on Water Jet Machining WJM’2001. Cracow, 2001, pp. 141-148.
• 4. Borkowski P.: Hydrodynamiczny sposób czyszczenia rurociągów metodą wysokociśnieniowej strugi wodnej. XVI Międzynarodowe Seminarium Naukowe SiMPN. Mat. Konf. Budownictwo i InŜynieria Sanitarna. Zielona Góra, 1994. s. 103-106.
• 5. Borkowski P.: Opracowanie hydrodynamicznego sposobu czyszczenia rurociągów metodą wysokociśnieniowej strugi wodnej. Praca magisterska. Koszalin, 1993.
• 6. Borkowski P., Borkowska K.: Sposób czyszczenia rurociągów z osadów trwałych. Patent nr 173734, 1994.
• 7. Folder ofertowy Centrum Technik Proekologicznych. Koszalin, 1993.
• 8. Horger K., Lutze H.: The use of the water-jet technology for cleaning, cutting, wearing, and renovation of non-accessible pipes and sewers. 15th Int. Conf. On Jetting Technology. Ronneby, 2000, pp. 419-434.
• 9. Li G., Ma J., Shen X., Chen H.: A study on descaling of water injection tubing by water jet. 9th American Waterjet Conference. Dearborn, 1997, pp. 603 – 611.
• 10. Lutze H., Horger K.: The use of the waterjet technology for cleaning, cutting, wearing, and renovation of in-accessible pipes and sewers. 14th Int. Conf. On Jetting Technology. Brugge, 1998, pp.545-561.
• 11. Sonders M.J., Bond R.D.: The use of high pressure water jetting to remove the corrosion deposit from samples of the WSGHWR primary circuit pipework. 7th Int. Symp. On Jet Cutting Technology. Ottawa, 1984, pp. 99-118.
• 12. Torpey P.: Some experiences in the manufacture and application of high pressure water cleaning equipment. 1st. Int. Symp. On Jet Cutting Technology. Coventry, 1972, pp. D1.1-D1.11.
• 13. Yanli Z., Xianwu O., Wenzhu L., Guangheng L., Guoqiang N.: The study on the cleaning processing for under ground laid pipeline with large diameter using highpressure waterjet. 10th American Waterjet Conference. Houston, 1999, pp. 579 – 584.
• 14. Zhang L., Jiao Y., Zhang Q.: Cleaning the oil-gas lines on catalytic cracker until in oil refinery using high-pressure water jet technique. 10th American Waterjet Conference. Houston, 1999, pp. 585 – 593.
• 15. Zhengfang L., Shijin Z., Xiaogang D., Fenghua Z., Chuanlin T.: The electroaerosol jet cleaning the grease and impurity on the metal surface. 2001 WJTA American Waterjet Conf. Minneapolis, 2001. Paper No. 51.