维度网讯,英国水务行业研究机构(UKWIR)近日发布由谢菲尔德大学执行的突破性研究报告。该研究通过建立灰铸铁管道劣化演变模型,首次验证了在内部压力降低时,管道微裂纹可实现“自修复”闭合。这一进展为全球水务运营商提供了高分辨率的风险评估工具,助力实现2050年零泄漏目标。

此项研究聚焦于英国水务部门管理的大量老旧灰铸铁管道,其中许多铺设于两次世界大战之间。研究团队通过高速摄影与破坏性实验室测试,对从人工腐蚀坑处发展的疲劳裂纹进行了观测。同时,他们结合数值分析,研究了由阀门关闭或泵操作引发的压力瞬变期间,铸铁管道的应力响应。
研究发现,当管道内部压力降低时,微裂纹可因材料剩余强度产生的内应力而闭合,从而暂时阻止泄漏。这一现象为水务公司在裂纹发展为不可逆破裂前,规划维护干预措施提供了时间窗口。
研究揭示了两项影响疲劳强度的关键因素。其一,疲劳强度受腐蚀坑的具体几何形状与特定载荷组合的显著影响。其二,在180度异相的双轴疲劳应力作用下,均匀腐蚀管道的疲劳强度可降低高达28%。
基于这些发现,研究团队构建了一个经过验证的高分辨率评估模型。该模型可帮助网络运营商评估特定灰铸铁资产的泄漏风险。通过精确捕捉压力循环,水务公司可在“自修复”阶段失效前,转向有针对性的主动资产更换策略。
英国水务行业研究机构首席执行官迈克·罗斯表示,这项合作研究为水务运营商面临的共同挑战提供了科学见解,其成果直接服务于行业减少泄漏的战略目标。该模型为管理庞大的存量灰铸铁基础设施、优化资产更换优先级提供了量化工具。
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