برای شهرهای سراسر جهان، اطمینان از دسترسی مطمئن به آب پاک اهمیت فزاینده ای پیدا می کند.
آب نه تنها یک منبع محدود است، بلکه به سرمایه گذاری قابل توجهی در تصفیه، توزیع و نگهداری نیاز دارد. برای دولتهای شهری، کاهش تلفات آب به یک اولویت خطمشی درازمدت تبدیل شده است.
توکیو یکی از موفقترین نمونههای واقعی{0}}جهانی را ارائه میکند که چگونه انتخاب مواد میتواند اساساً عملکرد زیرساخت شهری را بهبود بخشد.
مشکل: از دست دادن شدید آب در دهه 1970
در دهه 1970، هیئت آب شهر توکیو با چالش جدی مواجه شد.
سیستم توزیع آب شهر تقریباً 17 درصد از دست دادن آب را تجربه می کرد که عمدتاً به دلایل زیر بود:
- پیری لوله های سربی
- خراب شدن خطوط لوله چدنی
- نشت مکرر زیرزمینی
مشکل فقط شناسایی نشتی ها نبود، بلکه تعمیر آنها به طور موثر بود.
- زمانی که بخش آسیب دیده پیدا شد:
- تمام بخش های خط لوله باید حفاری می شد
- زیرساخت های اطراف مختل شد
کار تعویض اغلب باعث خرابی های بیشتر در بخش های مجاور می شود
برنامه ریزان شهری از یک چرخه مستمر تعمیر بدون حل و فصل طولانی مدت می ترسیدند.
خطر اضافی: آسیب پذیری در برابر زلزله
موقعیت جغرافیایی توکیو در نزدیکی خطوط گسل اصلی لایه دیگری از نگرانی را اضافه کرد.
مواد خط لوله موجود:
- فاقد مقاومت لرزه ای کافی
- در زیر حرکت زمین مستعد شکستگی بودند
- پس از رویدادهای تنش ساختاری نیاز به تعمیر و نگهداری مکرر دارد
این باعث شد-قابلیت اطمینان درازمدت به یک مشکل عمده مهندسی تبدیل شود.
نقطه عطف: تغییر به فولاد ضد زنگ
راه حل از تغییر در استراتژی مواد پدید آمد.
همانطور که توسط جان رو، دبیرکل- انجمن بینالمللی فولاد ضد زنگ توضیح داد:
>آنها به ماده ای نیاز داشتند که به اندازه کافی قوی باشد تا در برابر شوک های لرزه ای مقاومت کند و در یک چرخه عمر طولانی تر در برابر خوردگی مقاوم باشد.
فولاد ضد زنگ به دلیل چندین ویژگی کلیدی به راه حل ترجیحی تبدیل شد:
- نسبت قدرت-به-بالا
- مقاومت در برابر خوردگی عالی
- عمر طولانی
- مناسب بودن سیستم های آب آشامیدنی
چرا فولاد ضد زنگ درجه 316L انتخاب شد؟
توکیو از فولاد ضد زنگ درجه 316L استفاده کرد، ماده ای که به طور گسترده در محیط های بهداشتی و حساس به خوردگی- استفاده می شود.
مزایای آن عبارتند از:
- مقاومت قوی در برابر خوردگی در شرایط زیرزمینی
- مناسب بودن سیستم های آب آشامیدنی
- طول عمر عملیاتی طولانی در مقایسه با چدن یا سرب
- کاهش-نیازهای نگهداری طولانی مدت
این آن را برای ارتقای زیرساخت{0}}در سطح شهر ایده آل کرد.
نوآوری مهندسی: فناوری لوله های راه راه
استفاده از فولاد ضد زنگ تنها نوآوری نبود.
مهندسان توکیو همچنین تکنیک های پیشرفته{{0}شکل دهی لوله را توسعه دادند.
به گفته کارشناسان صنعت:
لوله های فولادی ضد زنگ راه راه معرفی شدند
لوله ها را می توان به راحتی در زوایای مورد نیاز خم کرد
اتصالات کمتری در سراسر سیستم مورد نیاز بود
این مهم بود زیرا:
>اتصالات کمتر به معنای نقاط نشتی بالقوه کمتر است.
برای اطمینان از یکپارچگی سیستم، اتصالات فولادی ضد زنگ مانند زانویی، اتصالات T-و اتصالات نیز به عنوان بخشی از یک سیستم یکپارچه توسعه داده شد.
سیستم-تعویض گسترده و نتایج
تا سال 2012، توکیو به طور کامل تمام لوله های خدماتی را که خطوط اصلی آب را به خانه ها و ساختمان های تجاری وصل می کرد با سیستم های فولادی ضد زنگ جایگزین کرد.
نتایج قابل توجه بود:
- کاهش تلفات آب از 17 درصد به 2 درصد
- حدود 200 میلیون متر مکعب در مصرف آب صرفه جویی شده است
- نزدیک به 4 میلیارد دلار صرفه جویی در هزینه
این پس انداز شامل کاهش می شود:
- عملیات تعمیر و نگهداری
- فرکانس تعمیر
- الزامات گسترش مخزن
- هزینههای جایگزین زیرساختهای بلندمدت-
چرا فولاد ضد زنگ تفاوت ایجاد کرد؟
موفقیت سیستم توکیو تنها به دلیل جایگزینی نبود، بلکه به دلیل عملکرد مواد در طول زمان بود.
فولاد ضد زنگ ارائه شده:
- یکپارچگی ساختاری-درازمدت پایدار
- مقاومت در برابر خوردگی در محیط های زیرزمینی
- بهبود مقاومت لرزه ای
- کاهش نرخ خرابی در سراسر شبکه توزیع
این زیرساخت آب را از یک سیستم تعمیر واکنشی به یک شبکه پایدار-طول عمر تبدیل کرد.
تأثیر جهانی و پذیرش
از دست دادن آب منحصر به توکیو نیست.
بر اساس برآوردهای OECD، نرخ تلفات آب در بسیاری از شهرهای توسعه یافته بین 17 تا 30 درصد متغیر است، از جمله:
- لندن
- پاریس
- رم
پس از موفقیت توکیو، چندین شهر شروع به اتخاذ رویکردهای مشابه کردند.
سئول ارتقاء زیرساخت های مشابهی را راه اندازی کرد
تایپه پروژه هایی را اجرا کرد که در ابتدا توسط پیمانکاران توکیو حمایت می شد
شهرهای دیگر به ارزیابی سیستم های فولاد ضد زنگ برای استقرار درازمدت- ادامه می دهند
این روند منعکس کننده یک تغییر بیشتر به سمت برنامه ریزی زیرساختی مبتنی بر چرخه عمر-است.
دیدگاه مواد صنعتی
ارتقاء زیرساختهای{0}}در مقیاس بزرگ مانند نوسازی سیستم آب توکیو، به شدت به زنجیرههای تأمین مواد با کیفیت{{1} و پایدار وابسته است.
سیستم لوله های فولادی ضد زنگ نیاز به:
- آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی-
- کنترل ابعادی دقیق
- قابلیت اطمینان عمر طولانی
- رعایت استانداردهای آب آشامیدنی
تامین کنندگان فلزات صنعتی مانند Jiangsu Cunrui Metal Products Co., Ltd. با ارائه فولاد ضد زنگ و مواد آلیاژی که به طور گسترده در زیرساخت ها، سیستم های خط لوله و کاربردهای مهندسی مورد استفاده قرار می گیرند، به این اکوسیستم کمک می کنند، جایی که دوام و مقاومت در برابر خوردگی از عوامل عملکرد ضروری هستند.
نتیجه گیری: یک تصمیم مادی که یک شهر را تغییر داد
تجربه توکیو نشان میدهد که عملکرد زیرساخت نه تنها با طراحی مهندسی-بلکه با انتخاب مواد نیز تعیین میشود.
با جایگزینی سیستم های لوله قدیمی با فولاد ضد زنگ، این شهر به دست آورد:
- کاهش چشمگیر هدررفت آب
- صرفه جویی در هزینه-درازمدت
- بهبود مقاومت لرزه ای
- افزایش قابلیت اطمینان سیستم
آنچه به عنوان یک چالش تعمیر و نگهداری آغاز شد، به یک مورد مرجع جهانی برای مدیریت آب شهری تبدیل شد.
درس واضح است:
>در سیستمهای زیرساختی، انتخاب مواد جزئی نیست-بلکه اساس کارایی بلندمدت-است.
