در زمینه زیرساخت‌های لوله‌کشی، نیاز به راهکارهای کارآمد و غیرمخرب به‌طور روزافزون افزایش می‌یابد. یکی از فناوری‌های جالب و غیرتخریبی که به این چالش پاسخ می‌دهد، استخراج لوله (Pipe Extraction) است. این روش به‌طور خاص برای تعویض لوله‌های موجود با مواد PE100 طراحی شده است بدون نیاز به کندن لوله قدیمی. این تکنیک مخصوصاً زمانی که نیاز به ارتقاء یا تعویض لوله‌های شکننده یا قابل انعطاف مانند خاک رس، سیمان آسبستوس، بتن و چدن دارید بسیار مفید است. این روش همچنین می‌تواند در افزایش ظرفیت جریان لوله کاربرد داشته باشد و نیاز به تخریب زمین را به حداقل می‌رساند. در این مقاله جامع، ما به جزئیات روش استخراج لوله، کاربردهای مختلف آن، نیازمندی‌های تجهیزات و ملاحظات کلیدی برای اجرای موفق آن پرداخته‌ایم.

استخراج لوله

استخراج لوله شامل دو رویکرد متمایز است: استخراج لوله با انفجار و استخراج لوله با تقسیم که هر دو به جایگزینی لوله در محل موجود از تراز معینی انجام می‌دهند. این روش‌ها نیاز به زمین‌های اضافی برای نصب لوله جدید را کم می‌کنند. همچنین می‌توانند برای ارتقاء لوله و افزایش ظرفیت جریان مورد استفاده قرار گیرند، در صورت نیاز.

1. استخراج لوله با انفجار: این روش برای تعویض لوله‌های شکننده مانند خاک رس، سیمان آسبستوس، بتن و چدن به کار می‌رود. این شامل کشیدن سر انفجاری استاتیک یا دینامیک از طریق لوله میزبان است که لوله قدیمی را خرد و ترکیده می‌کند و یک سرکشنده‌گر مخروب، گاهی در سر انفجاری گنجانده می‌شود، تا تکه‌تکه کردن لوله قدیمی و فشار دادن تکه‌ها به سمت زمین اطراف. به‌طور همزمان، لوله جدید PE100 که به پشت سر سر انفجاری اتصال داده شده، در همان تراز با لوله اصلی نصب می‌شود.
2. استخراج لوله با تقسیم: برای تعویض لوله‌های انعطاف‌پذیر مانند فولاد، چدن مرن و پلاستیک، از تقسیم لوله استفاده می‌شود که از طریق برش طولانی آنها با استفاده از سر داخلی دارای تیغ‌های برش است. مانند استخراج لوله با انفجار، لوله جدید PE100 همزمان با سر تقسیم به عنوان لوله اصلی در همان تراز نصب می‌شود.
3. 

روش‌های استخراج لوله با انفجار

سه نوع استخراج لوله وجود دارد:

• استخراج لوله با انفجار هوایی: از نیروی دینامیک برای خرد کردن لوله قدیمی استفاده می‌کند.
• استخراج لوله با انفجار هیدرولیکی: همچنین از نیروی دینامیک برای خرد کردن لوله قدیمی استفاده می‌کند.
• استخراج لوله استاتیک: از نیروی کشش ثابت برای خرد کردن لوله قدیمی استفاده می‌کند. انتخاب روش خاصی بستگی به شرایط خاک، شرایط آب زیرزمینی، درجه افزایش مورد نیاز، نوع لوله جدید، ساخت لوله موجود، عمق لوله و دسترسی به پیمانکاران ماهر با تجهیزات مناسب دارد. استخراج لوله استاتیک به عنوان رایج‌ترین نسخه استفاده‌شده است، به‌طور اساسی به دلیل عدم تولید امواج شوک توسط انفجار دینامیک که ممکن است به خرابی تاسیسات زیرزمینی مجاور منجر شود.

نکات کلیدی در مورد استخراج لوله با تقسیم

استخراج لوله با تقسیم به ضرورت یک روش کشش استاتیک دارد. این شامل استفاده از سر فراگیر انفجاری برای باز کردن لوله میزبان و ایجاد فضا برای لوله جدید PE100 می‌شود.

کاربردهای استخراج لوله

استخراج لوله، ساختار چندمنظوره‌ای دارد و می‌تواند در انواع مختلفی از برنامه‌ها مورد استفاده قرار گیرد:

• شبکه‌های آبیاری: برای ارتقاء یا تعویض شبکه‌های توزیع آب.
• شبکه‌های گازی: برای بهبود شبکه‌های توزیع گاز.
• شبکه‌های فاضلاب: برای بهبود سیستم‌های فاضلاب از طریق تعویض یا ارتقاء خطوط فاضلاب.

روند نصب

عملیات استخراج لوله شامل چند مرحله است:

1. قرار دادن تیرآهن‌ها: تیرآهن‌های فولادی از سمت لوله موجود از میان خرج‌های جلبکشی وارد می‌شوند. این تیرآهن‌ها به‌کمک انواع مختلفی از اتصالات به‌هم وصل می‌شوند. وقتی تیرآهن‌ها به خرج‌های جلبکشی برسند، سر انفجاری به تیرآهن‌ها و لوله جدید به پشت سر سر انفجاری وصل می‌شوند. گروه هیدرولیک در خرج جلبکشی تیرآهن‌ها را یک‌تایی کشیده و بخش‌های تیرآهن برداشته می‌شود. سر انفجاری و لوله جدید با تیر یا کابل شکسته، لوله قدیمی را خرد می‌کنند و آواره‌ها را به خاک اطراف فشار می‌دهند. عملیات تا زمانی ادامه دارد که سر انفجاری به خرج جلبکشی برسد و در آنجا از لوله جدید جدا می‌شود. اگر به‌جای تجهیزات تیرآهنی یک کابل یا بالابر استفاده شود، عملیات کشش با توقف حداقلی ادامه می‌یابد، اما نیروی موجود برای عملیات کمتر است.
2. نصب لوله جدید: لوله جدید PE100 به فضایی که توسط عملیات انفجار یا تقسیم ایجاد شده است، کشیده می‌شود.
3. اتمام: سر انفجاری یا تقسیمی از لوله جدید جدا می‌شود و عملیات به پایان می‌رسد.

عملیات باید به منظور اطمینان از عدم تحمل لوله PE100 به نیروهای کشش اضافی مورد نظر برای پیکان در دنباله نصب به‌طور مداوم نظارت شود. در برخی از کشورها (مانند آلمان، اسپانیا و انگلستان) نیاز به نظارت بر نیروهای کششی در تمام فرآیند استخراج لوله و تقسیم لوله وجود دارد.

تجهیزات استخراج لوله

تجهیزات اصلی مورد استفاده در استخراج لوله شامل:

• سر انفجاری/تقسیم‌کننده: این سر از شکل مخروبی به قطر ۵۰ تا ۱۰۰ میلی‌متر بزرگتر از لوله جدید استفاده می‌کند و اثر گسترش شعاعی با فرم سر انفجاری می‌سازد.
• تیرآهن‌ها و تیرجلبکشی: تیرآهن‌ها برای تعویض لوله از طریق لوله میزبان به کمک تیرآهنها و اتصالات به‌کمک می‌شوند.
• گروه هیدرولیک: این گروه به عملیات کشش تیرآهن به عنوان تیرآهن‌ها کشش دهنده توان اجرایی می‌دهد.
• پیکان‌های برش: سرهای انفجاری دینامیک همگی شامل تیغ‌ها یا دیسک‌های برش هستند.
• پیکان‌های تقسیم: در تقسیم لوله از سر با تیغ‌های برش بهره می‌برد تا لوله را برش داده و باز کند.
• تجهیزات و ابزارهای دیگر: از تجهیزات مختلفی مانند تقویت‌کننده‌ها و راه‌آهن‌ها در زمان نصب استفاده می‌شود.

نکات کلیدی و مسائل مهم

• ریسک نسبت به زیرساخت‌های مجاور: استخراج لوله ممکن است به زیرساخت‌های مدفون مجاور خطر وارد کند، به خصوص در موارد لوله‌های بزرگ، افزایش بزرگ یا مناطق متزحلق. شناسایی دقیق و شناخت ایستگاه‌های خدماتی بر خطی که قرار است تعویض شود، از اهمیت بسزایی برخوردار است.
• قطع و وصل شدن اتصالات خدماتی: تمام اتصالات خدماتی بر روی خطی که قرار است تعویض شود، باید قبل از آغاز کارها قطع شوند و بعد از نصب لوله جدید مجدداً وصل شوند.
• نوع خاک و اثرات آن: برای تضمین موفقیت عملیات استخراج لوله، شرایط زمینی باید دقیقاً شناخته شوند. این روش تکه‌تکه کردن لوله قدیمی را به خاک منطقه اضافه می‌کند و بنابراین در خاک‌های قابل تراکم مطلوب است. زمین‌های مناسب برای استخراج لوله شامل خاک‌های چسبنده مانند خاک رس و رس، مواد معمولاً نرم مانند خاک‌های ماسه‌ای و ماسه‌ی وزنی هستند.
• محدودیت‌های قطر، فشار و طول: استخراج لوله و استخراج تقسیمی می‌توانند در قطرهای از ۵۰ میلی‌متر تا ۸۰۰ میلی‌متر و بلندی تا ۲۰۰ متر در یک کشش تکیه کنند. این محدودیت‌ها مرزهای سیستم هستند و تجارت‌خواری میان قطر و طول وجود دارد، با تاکید بر افزایش قطر به عنوان یک عامل مهم در تعیین کارایی و طول ممکن.

طراحی، مشخصات و برنامه‌ریزی

طراحی

• طراحی مایع: برای تعیین قطر مورد نیاز لوله جدید جهت افزایش ظرفیت سیستم توزیعی و مشاهده تغییرات جریان، طراحی مایع بسیار حیاتی است. همچنین، تشخیص و حل مسائلی که ممکن است در مسیر اجرای این عملیات پیش بیاید، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
• محاسبات مهندسی: برای تضمین کیفیت و ایمنی عملیات استخراج لوله، محاسبات مهندسی دقیقی باید صورت گیرد. این محاسبات باید شامل ارزیابی انفجار، کشش‌ها، فشارها و تنش‌ها در سیستم شده و پیش‌بینی عملکرد اجزاء تجهیزات برای هر مرحله از عملیات.

مشخصات و برنامه‌ریزی

• برنامه‌ریزی: برنامه‌ریزی دقیق از همه جوانب عملیات، از جمله تجهیزات، تیم‌ها و بودجه، برای اطمینان از انجام موفق عملیات استخراج لوله بسیار حیاتی است. همچنین، مشکلات پیش‌بینی نشده و راه‌حل‌های ممکن باید در نظر گرفته شوند.
• مدیریت پسماند: در هر عملیات استخراج لوله، مدیریت پسماند حیاتی است. با توجه به اینکه لوله قدیمی تکه‌تکه می‌شود، پسماندی به‌نام “آواره” ایجاد می‌شود که نیاز به دفن یا دفع در مکان مناسب دارد.
• بودجه و هزینه‌ها: عملیات استخراج لوله ممکن است هزینه‌های بسیاری را در بر بگیرد، از جمله هزینه‌های تجهیزات، نیروی انسانی و هزینه‌های پسماند. بودجه و منابع مالی باید با دقت مدیریت شود.

مزایا و معایب

مزایا

1. غیرتخریبی: استخراج لوله روشی غیرتخریبی است که لوله قدیمی را تا حد امکان حفظ می‌کند.
2. کاهش زمان عملیات: در مقایسه با روش‌های سنتی تعویض لوله، استخراج لوله زمان کمتری را برای اتمام عملیات به‌کار می‌گیرد.
3. کاهش نیاز به تخریب زمین: استخراج لوله به معنای کاهش نیاز به تخریب زمین برای دسترسی به لوله‌ها است.
4. قابلیت استفاده مجدد لوله قدیمی: بعد از استخراج لوله، لوله قدیمی می‌تواند بازیافت شود.

معایب

1. هزینه نسبتاً بالا: استخراج لوله هزینه‌های بالایی را ممکن است به‌همراه داشته باشد، به ویژه اگر به تجهیزات و تخصص متخصصان متخصص نیاز باشد.
2. محدودیت‌های اندازه: استخراج لوله محدودیت‌هایی در خصوص قطر، طول و فشار دارد که ممکن است منجر به دسترسی به مشکلات مختلف شود.
3. پیچیدگی در نصب لوله جدید: نصب لوله جدید پس از استخراج لوله ممکن است پیچیده باشد و به تجهیزات خاصی نیاز داشته باشد.

بیشتر بخوانید:

کاربرد پلی اتیلن سبک

موارد استفاده لوله پلی اتیلن

بررسی کاربردهای پلی اتیلن

اتصالات پلی اتیلن 

لوله کاروگیت 

منهول پلی اتیلن