Fyrir borgir um allan heim er sífellt mikilvægara að tryggja áreiðanlegan aðgang að hreinu vatni.
Vatn er ekki aðeins takmörkuð auðlind heldur einnig auðlind sem krefst umtalsverðrar fjárfestingar í meðhöndlun, dreifingu og viðhaldi. Fyrir sveitarfélög er það að draga úr vatnstapi orðið mikilvægt forgangsverkefni til lengri-stefnu.
Tókýó býður upp á eitt farsælasta dæmi-heimsins um hvernig efnisval getur í grundvallaratriðum bætt frammistöðu borgarinnviða.
Vandamálið: Alvarlegt vatnstap á áttunda áratugnum
Á áttunda áratugnum stóð vatnsráð Tókýóborgar frammi fyrir alvarlegri áskorun.
Vatnsdreifingarkerfi borgarinnar varð fyrir um það bil 17% vatnstapi, aðallega vegna:
- öldrun blýrör
- versnandi steypujárnsleiðslur
- tíður neðanjarðarleki
Erfiðleikarnir voru ekki aðeins að greina leka, heldur gera við þá á skilvirkan hátt.
- Einu sinni var skemmdur hluti staðsettur:
- grafa þurfti upp heila leiðsluhluta
- nærliggjandi innviðum raskaðist
afleysingarvinnu olli oft frekari bilunum á aðliggjandi köflum
Borgarskipulagsfræðingar óttuðust samfellda viðgerðarhring án langtímaupplausnar-.
Viðbótaráhætta: Varnarleysi vegna jarðskjálfta
Landfræðileg staðsetning Tókýó nálægt helstu bilunarlínum jók enn áhyggjuefni.
Fyrirliggjandi leiðsluefni:
- skorti nægilegt skjálftaviðnám
- voru hætt við að brotna undir hreyfingu á jörðu niðri
- þarfnast tíðs viðhalds eftir burðarálag
Þetta gerði-langtímaáreiðanleika að stóru verkfræðilegu vandamáli.
Vendipunkturinn: Skipt yfir í ryðfrítt stál
Lausnin spratt út úr breyttri efnisstefnu.
Eins og John Rowe,-framkvæmdastjóri International Stainless Steel Forum útskýrði:
>„Þeir þurftu efni sem er nógu sterkt til að standast skjálftaáföll og þolir tæringu yfir lengri líftíma.“
Ryðfrítt stál varð valinn lausn vegna nokkurra lykileiginleika:
- hátt styrkleika-til-þyngdarhlutfalls
- framúrskarandi tæringarþol
- langan endingartíma
- hæfi fyrir neysluvatnskerfi
Hvers vegna var 316L ryðfrítt stál valið
Tókýó tók upp 316L ryðfrítt stál, efni sem er mikið notað í hreinlætis- og tæringarviðkvæmu umhverfi-.
Kostir þess eru ma:
- sterk tæringarþol við neðanjarðar aðstæður
- hæfi fyrir neysluvatnskerfi
- langur endingartími miðað við steypujárn eða blý
- minni langtímaviðhaldskröfur
Þetta gerði það tilvalið fyrir-uppfærslu á innviðum í borginni.
Nýsköpun í verkfræði: Bylgjupappa rörtækni
Innleiðing ryðfríu stáli var ekki eina nýjungin.
Verkfræðingar í Tókýó þróuðu einnig háþróaða-pípumótunartækni.
Samkvæmt sérfræðingum iðnaðarins:
teknar voru upp bylgjupappa úr ryðfríu stáli
Auðveldara væri hægt að beygja rör í nauðsynleg horn
færri samskeyti þurfti yfir kerfið
Þetta var mikilvægt vegna þess að:
>færri samskeyti þýða færri hugsanlega lekapunkta.
Til að tryggja heilleika kerfisins voru festingar úr ryðfríu stáli eins og olnbogar, T-mót og tengi einnig þróaðar sem hluti af sameinuðu kerfi.
Skipti um kerfi- og niðurstöður
Árið 2012 hafði Tókýó skipt að fullu um allar þjónusturör sem tengja aðalvatnslínur við heimili og atvinnuhúsnæði með ryðfríu stáli.
Niðurstöðurnar voru marktækar:
- vatnstap minnkað úr 17% í 2%
- sparað um 200 milljónir rúmmetra af vatni
- nærri 4 milljarða dala í kostnaðarsparnaði
Þessi sparnaður innihélt minnkaðan:
- viðhaldsstarfsemi
- viðgerðartíðni
- kröfur um stækkun lóns
- endurnýjunarkostnaður innviða til lengri-
Hvers vegna ryðfrítt stál gerði gæfumuninn
Velgengni kerfisins í Tókýó var ekki aðeins vegna endurnýjunar, heldur vegna efnislegrar frammistöðu með tímanum.
Ryðfrítt stál fylgir:
- stöðugur-uppbyggingarheildleiki til lengri tíma litið
- tæringarþol í neðanjarðarumhverfi
- bætt skjálftaþol
- minni bilanatíðni yfir dreifikerfið
Þetta breytti vatnsinnviði úr viðbragðsviðgerðarkerfi í stöðugt langlíft net.
Hnattræn áhrif og ættleiðing
Vatnstap er ekki einstakt fyrir Tókýó.
Samkvæmt áætlunum OECD er vatnstap í mörgum þróuðum borgum á bilinu 17% til 30%, þar á meðal:
- London
- París
- Róm
Eftir velgengni Tókýó fóru nokkrar borgir að taka upp svipaðar aðferðir.
Seoul hóf sambærilegar uppfærslur á innviðum
Taipei framkvæmdi verkefni sem upphaflega voru studd af verktökum í Tókýó
aðrar borgir halda áfram að meta kerfi úr ryðfríu stáli fyrir langtímauppsetningu-
Þróunin endurspeglar víðtækari breytingu í átt að líftíma-byggðri innviðaskipulagningu.
Iðnaðarefnissjónarmið
Stórar-uppfærslur á innviðum eins og nútímavæðing vatnskerfisins í Tókýó treysta að miklu leyti á stöðugar,-gæða efnisbirgðakeðjur.
Ryðfrítt stálrörakerfi krefjast:
- tæringarþolnar málmblöndur-
- nákvæm víddarstýring
- langan endingartíma áreiðanleika
- samræmi við neysluvatnsstaðla
Iðnaðarmálmbirgjar eins og Jiangsu Cunrui Metal Products Co., Ltd. leggja sitt af mörkum til þessa vistkerfis með því að útvega ryðfríu stáli og málmblöndurefni sem eru mikið notuð í innviðum, leiðslukerfum og verkfræðilegum forritum þar sem ending og tæringarþol eru nauðsynlegir frammistöðuþættir.
Niðurstaða: Efnisleg ákvörðun sem breytti borg
Reynsla Tókýó sýnir að frammistaða innviða ræðst ekki aðeins af verkfræðilegri hönnun- heldur einnig af efnisvali.
Með því að skipta um úrelt pípukerfi fyrir ryðfríu stáli náði borgin:
- verulega minnkun á vatnstapi
- langtíma-kostnaðarsparnað
- bætt skjálftaþol
- aukinn áreiðanleika kerfisins
Það sem byrjaði sem viðhaldsáskorun varð alþjóðlegt viðmiðunarmál fyrir vatnsstjórnun í þéttbýli.
Lærdómurinn er skýr:
>í innviðakerfum er efnisval ekki smáatriði-það er undirstaða langtíma-hagkvæmni.
