Evaluierung eines historischen Leitungsrohrs für eine Aufrüstung

Übersicht

Vor nicht allzu langer Zeit waren städtische Straßen mit Hunderten von elektrischen und Telefonleitungen geschmückt. Je nach Standpunkt repräsentierten sie Fortschritt, abstrakte Schönheit oder Verletzungsgefahr während eines Sturms. Letztendlich war die vorherrschende Meinung, dass diese Drähte hässlich und gefährlich seien, was die Suche nach Möglichkeiten auslöste, sie außer Sicht und unter der Erde zu halten, ohne die Drähte selbst zu beschädigen. Eine frühe Lösung waren Leitungsrohre.

Die frühen Jahre der Glasfaserrohre*

Eines der ersten Rohre für Erdkabel war eine Ende des 19. Jahrhunderts entwickelte Glasfaserleitung. Es ist im Wesentlichen eine Holzzellstofffaser, die mit einem wasserbeständigen Klebstoff kombiniert und mit verflüssigtem Kohlenteerpech imprägniert ist. Dieses neue Leitungsdesign war leicht, stark, korrosionsbeständig und wirtschaftlich. Die erste bekannte Verwendung des Faserrohrs war die Wasserübertragung im Raum Boston. Die 1,5 Meilen lange Pipeline war von 1865 bis 1927 mehr als 60 Jahre in Betrieb.

Stephen Bradley, ein Eigentümer von Stromerzeugungsanlagen, gründete 1893 das erste Faserrohrunternehmen, das seit 40 Jahren florierte. Die Leitung wurde verwendet, um elektrische Leitungen durch neue Gebäude zu verlegen, darunter den New York Park Avenue Tower, das Empire State Building und andere Wolkenkratzer in New York und anderen Städten. Die Nachfrage nach Glasfaserleitungen stieg im Zweiten Weltkrieg, als sie auch für den Bau neuer Flugplätze und Militärstützpunkte verwendet wurden.

Der Markt für Glasfaserleitungen wuchs, als U-Bahnen in den Städten an der Ostküste gebaut wurden. Die Leitung enthielt Elektro-, Telefon-, Telegrafen- und andere Kabel in den U-Bahn-Tunneln. Zu den weiteren Verwendungszwecken gehörten Leitungsbänke für elektrische Leitungen unter Straßen und entlang der Eisenbahnwegerechte. Die Bemühungen, die Leitung zur Ableitung von Abwasser aus Ölbohrvorgängen zu verwenden, waren nicht erfolgreich, jedoch ihre Verwendung als Abwasserrohre und Abflusskacheln. Die Nachfrage nach Glasfaserrohren erreichte in den 1950er und 1960er Jahren mit wöchentlich 500 Tonnen Rohren, die in die USA verschifft wurden, einen Höhepunkt. Unternehmen in Kanada und Europa stellten in den 1950er bis 1970er Jahren auch Abwasserrohre für Glasfaserleitungen her.

Als Ende der 1960er Jahre Polyvinylchloridrohre (PVC) eingeführt wurden, erwiesen sie sich für Abwasser- und Abflussanwendungen als billiger und führten zur Schließung von Rohrleitungsfabriken. Millionen und Abermillionen Fuß der Glasfaserleitung werden immer noch in Gebäuden, unter Straßen, in U-Bahn-Systemen und entlang von Eisenbahnschienen verwendet. Sie werden auch weiterhin verwendet, um Häuser an Abwassersysteme und Abflussfelder im ganzen Land anzuschließen. Es hat sich gezeigt, dass dieses Rohrdesign eine lange Lebensdauer und Vielseitigkeit aufweist, obwohl festgestellt wurde, dass sich Baumwurzeln um Rohre wickeln, was zu Verformungen und Quetschungen führt. Es ist auch bekannt, dass trockener Boden, Gras und Pflanzenwurzeln die Rohre zersetzen. Möglicherweise ist es an der Zeit, diese Leitungen auszutauschen.

* Historische Informationen aus „Coal Tar Impregnated Wood Fibre Pipe“ von Jon C. Schladweiler, Historiker, AZ Water.

Die Herausforderung der alten Leitung, Neuinstallation

Wenn Versorgungsunternehmen ihre elektrischen Systeme aufrüsten und auf ältere Systeme stoßen, planen sie im Allgemeinen gerne einen Austausch. Unternehmen sehen sich jedoch auch einem zunehmend überfüllten unterirdischen System von Kabeln und Leitungen mit schwierigen Genehmigungsanforderungen und Zugang zu Arbeitsbereichen gegenüber. Nach Möglichkeit wird die Wiederverwendung vorhandener Leitungsstrukturen bevorzugt. Können neue Kabel in alten Leitungen verlegt werden?

In dieser Fallstudie wandten sich Konstrukteure eines Energieversorgungsunternehmens an Polywater, um herauszufinden, ob sie in einem ihrer Modernisierungsprojekte ein vorhandenes teerimprägniertes Faserrohr verwenden könnten. Sie baten Polywater, den Reibungskoeffizienten unter Verwendung des neuen Kabels an einem wiedergewonnenen Rohrstück zu testen, von dem angenommen wurde, dass es älter als 50 Jahre ist. Polywater hat mehrere Schmierstoffe getestet, um das optimale Produkt für die Installation neuer Kabel zu ermitteln.

Die Lösung

Verwendung der Reibungstabelle zur Bestimmung des Reibungskoeffizienten

Polywater verwendete die Reibungstabelle, um den Reibungskoeffizienten (COF) unter Verwendung mehrerer Polywater-Schmiermittel zu bestimmen.

Ein 115-kV-Kabel mit Polyethylen-Kabelmantel, das für diese Aufrüstung verwendet werden sollte, sowie das wiedergewonnene Kabelrohr, wurden mitgeliefert. Polywater sammelt seit Langem Reibungsdaten aus der Prüfung realer Kabel und Leitungen mit Polywater-Schmiermitteln. Dies hat zu einer umfangreichen COF-Datenbank und einer kontinuierlichen Zusammenarbeit mit Kabelherstellern und Konstrukteuren geführt, um die Kabelleistung und die Kabelzugspannungen besser vorhersagen zu können.

Polywater-Schmierstoffe senken nachweislich den COF

Die historische Leitung hatte eine Schmutzschicht angesammelt, die die Reibung erhöhte und einen relativ hohen COF erzeugte. Durch das Reinigen des Kabelkanals wurde die Reibung um etwa 30 Prozent verringert, und durch das Hinzufügen von Polywater-Schmiermitteln wurde die Reibung um weitere 30 bis 50 Prozent verringert. Die Schmiermittel Polywater LZ, Polywater J und Polywater NN wurden getestet und ergaben COF-Werte im Bereich von 0,15 bis 0,20. Polywater NN war am effektivsten und wurde für diese Installation empfohlen.

Gute Arbeitspraktiken, Spannungsvorhersage und geeignete Schmiertechniken ermöglichten eine erfolgreiche Kabelinstallation in der historischen Leitung. Unser Laborteam konnte den Projektdesignern für dieses Upgrade-Projekt zuverlässige Testergebnisse und Vertrauen bieten.

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©2020 American Polywater Corporation, Evaluierung eines historischen Leitungsrohrs für eine Aufrüstung