英国谢菲尔德大学研究发现灰铸铁水管具自修复特性

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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