عمر مفید قطب نور چقدر است؟

عمر سرویس a قطب نور در درجه اول به مواد قطب، محیط نصب، کیفیت سیستم پوشش محافظ و سختی تعمیر و نگهداری دوره ای بستگی دارد. به عنوان یک مرجع عملی: تیرهای نور فولادی گالوانیزه معمولاً 25 تا 35 سال در محیط های استاندارد دوام می آورند. قطب های آلومینیومی 30 تا 40 سال عمر می کنند. قطب های کامپوزیت فایبرگلاس 40 تا 50 سال عمر می کنند. و تیرهای بتنی پیش تنیده دارای عمر مفید 40 تا 60 سال هستند در شرایط عادی

اینها ارقام عمر طراحی بر اساس یکپارچگی ساختاری هستند - زمانی که قطب دیگر نمی تواند بار نامی خود را بدون تعمیر یا تعویض به طور ایمن تحمل کند. در عمل، عمر واقعی هر قطب منفرد با ترکیب خاصی از قرار گرفتن در معرض محیطی، تاریخچه تعمیر و نگهداری و سابقه باری که تجربه می کند تعیین می شود. یک قطب فولادی در یک محیط هوای نمک ساحلی بدون تعمیر و نگهداری ممکن است از نظر ساختاری در 12 تا 15 سال از کار بیفتد، در حالی که یک قطب یکسان در آب و هوای خشک داخلی با تعمیر و نگهداری پوشش منظم می‌تواند بیش از 40 سال باشد. درک عواملی که بر عمر مفید تیر برق حاکم هستند، عملی ترین راه برای محافظت از سرمایه گذاری زیرساخت شما و برنامه ریزی دقیق بودجه های جایگزین است.

عمر سرویس بر اساس مواد: آنچه که داده ها نشان می دهد

انتخاب مواد تنها مهم ترین عامل تعیین کننده عمر مفید قطب نور قبل از اعمال هر گونه فاکتور محیطی یا نگهداری است. هر ماده مکانیزم تخریب متمایز دارد و درک این مکانیسم ها به پیش بینی محل وقوع خرابی و نحوه جلوگیری یا به تاخیر انداختن آنها کمک می کند.

تیر چراغ فولادی گالوانیزه

فولاد گالوانیزه پرمصرف ترین ماده برای تیرهای روشنایی تجاری، جاده ها و مناطق در سراسر جهان است. گالوانیزه گرم از پوشش روی استفاده می کند ضخامت 85 تا 140 میکرومتر به زیرلایه فولادی، هم حفاظت مانع و هم حفاظت کاتدی (فداکاری) در برابر خوردگی را فراهم می کند. تا زمانی که پوشش روی دست نخورده باقی بماند، فولاد زیرین محافظت می شود حتی اگر خراش یا بریدگی جزئی سطح فولاد را در معرض دید قرار دهد، زیرا روی ترجیحاً خورده می شود تا از فولاد زیر محافظت کند.

پوشش روی روی فولاد گالوانیزه گرم معمولاً یک دوره بدون خوردگی را فراهم می کند 20 تا 35 سال در محیط های روستایی و برون شهری و 10 تا 20 سال در محیط های صنعتی یا ساحلی، همانطور که در ISO 14713-1 (راهنمای حفاظت در برابر خوردگی آهن و فولاد در سازه ها -- پوشش های روی و آلومینیوم) مستند شده است. هنگامی که روی به طور کامل مصرف شد، خوردگی فولاد لخت شروع می شود و بدون مداخله، از دست دادن بخش ساختاری به دنبال دارد.

آسیب پذیرترین ناحیه یک قطب فولادی گالوانیزه، منطقه در سطح است - منطقه 6 تا 12 اینچ بالاتر و زیر سطح خاک - که در آن رطوبت، اکسیژن، کلرید ناشی از نمک‌زدایی جاده و فعالیت بیولوژیکی متمرکز می‌شود. داده های بازرسی صنعت نشان می دهد که بیش از 70 درصد خرابی‌های سازه‌ای در تیرهای نور فولادی از ناحیه درجه‌بندی منشأ می‌گیرد ، حتی روی تیرهایی که بخش های درجه بالاتر آنها در شرایط خوبی ظاهر می شوند (منبع: راهنمای طراحی روشنایی جاده AASHTO، 2018). این امر، بازرسی در سطح را به فعالیت مهم تعمیر و نگهداری برای قطب های فولادی گالوانیزه تبدیل می کند.

تیرهای نور آلومینیومی

تیرهای نور آلومینیوم ذاتاً مقاومت در برابر خوردگی بالاتری نسبت به فولاد دارند زیرا آلومینیوم یک لایه اکسید آلومینیومی پایدار و خود ترمیم شونده را روی سطح خود تشکیل می دهد که از اکسیداسیون مداوم جلوگیری می کند. این ویژگی باعث می‌شود که تیرهای آلومینیومی برای محیط‌های ساحلی، مناطقی با کلرید اتمسفر بالا، و مکان‌هایی که نمک جاده‌ها به‌شدت در آنها اعمال می‌شود، انتخاب ارجح باشد - محیط‌هایی که عمر مفید قطب فولاد را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهند.

قطب های آلومینیومی به پوشش روی یا سیستم رنگ برای حفاظت اولیه در برابر خوردگی نیاز ندارند، اگرچه آندایزینگ یا پوشش پودری معمولاً برای ظاهر و جلوگیری از رسوبات سطحی اکسیداسیون سفید (هیدروکسید آلومینیوم) که روی آلومینیوم تصفیه نشده در محیط های مرطوب ایجاد می شود، اعمال می شود. عمر مفید ساختاری قطب های آلومینیومی در اکثر محیط ها است 30 تا 40 سال که نه با خوردگی، بلکه توسط ترک خوردگی ناشی از خستگی در اتصالات جوش داده شده تحت بارگذاری چرخه ای باد و آسیب پذیری آسیب ناشی از ضربه محدود می شود - آلومینیوم به طور قابل توجهی انعطاف پذیری کمتری نسبت به فولاد دارد و بیشتر در معرض تغییر شکل دائمی ناشی از برخورد خودرو است.

یکی از استثناهای مهم، محیط های خاکی با pH بالا (قلیایی) است، جایی که آلومینیوم می تواند خوردگی سریع را تجربه کند. مکان هایی با pH خاک بالاتر از 8.5، یا با تماس قابل توجه بتن در پایه (به دلیل قلیایی بودن بتن)، ممکن است نیاز به پوشش محافظ یا پوشش قطب آلومینیومی در قسمت مدفون داشته باشند تا از خوردگی ناشی از قلیایی جلوگیری شود.

تیرهای نور کامپوزیت فایبرگلاس (FRP).

تیرهای نور پلیمر تقویت شده فایبرگلاس (FRP) از الیاف شیشه ای تعبیه شده در یک ماتریس رزین ترموست، معمولاً پلی استر یا وینیل استر ساخته می شوند. آنها کاملاً در برابر خوردگی الکتروشیمیایی مصون هستند - نه زنگ می‌زنند و نه اکسید می‌شوند - و آنها را به ماده انتخابی برای تهاجمی‌ترین محیط‌های خوردگی تبدیل می‌کند: آب‌نماهای دریایی، محیط کارخانه‌های شیمیایی، تأسیسات تصفیه فاضلاب و مناطقی که خوردگی گالوانیکی بین فلزات غیرمشابه نگران کننده است.

مکانیسم‌های تخریب اولیه برای قطب‌های FRP، تخریب لایه سطحی رزین با اشعه ماوراء بنفش (که می‌تواند با پوشش‌های ژل تثبیت‌شده با اشعه ماوراء بنفش یا رزین‌های مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش کاهش یابد) و آسیب ناشی از ضربه ناشی از وسایل نقلیه یا تجهیزات است. قطب های FRP به درستی مشخص و محافظت شده است عمر خدمات طراحی 40 تا 50 سال در محیط های تهاجمی که در آن قطب های فولادی نیاز به تعویض در عرض 15 تا 20 سال دارند. هزینه اولیه بالاتر قطب های FRP - معمولاً 40 تا 80٪ بیشتر از قطب های فولادی معادل - اغلب از طریق کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری و چرخه های جایگزینی طولانی در یک افق پروژه 40 ساله بازیابی می شود.

تیرهای نور بتنی پیش تنیده

قطب های بتنی ریسیده شده و پیش تنیده به طور گسترده برای روشنایی بزرگراه ها و راه های اصلی در بسیاری از مناطق، به ویژه در آسیا، خاورمیانه و بازارهای در حال توسعه که هزینه تولید بتن نسبت به فولاد پایین است، استفاده می شود. تیرهای بتنی در برابر خوردگی سطح بیرونی مصون بوده و در برابر خرابکاری بسیار مقاوم بوده و می توانند عمر مفید 40 تا 60 سال تحت شرایط عملیاتی عادی

عامل محدود کننده برای عمر مفید قطب بتن، خوردگی سیم های فولادی پیش تنیدگی تعبیه شده در صورتی است که پوشش بتن در اثر ترک خوردگی، کربناته شدن یا ورود کلرید در معرض خطر قرار گیرد. هنگامی که کلرید به فولاد پیش تنیدگی می رسد، انبساط محصول خوردگی بتن را بیشتر می شکافد و تخریب را در یک چرخه خود تقویت کننده تسریع می کند. آسیب ناشی از ضربه ناشی از وسایل نقلیه - که باعث شکاف یا پوسته شدن قابل مشاهده در تیرهای بتنی می شود - نیز یکی از دلایل مهم تعویض زودرس است.

مقایسه خلاصه بر اساس مواد

چگونه قرار گرفتن در معرض محیطی عمر قطب را کوتاه یا افزایش می دهد

یک تیر نور فولادی نصب شده در دو مکان مختلف می تواند عمر مفیدی از 12 سال تا بیش از 40 سال بسته به شرایط محیطی داشته باشد. درک اینکه کدام عوامل محیطی بیشترین آسیب را دارند به مدیران پروژه و مدیران دارایی اجازه می دهد تا انتخاب مواد، مشخصات پوشش و شدت نگهداری مناسب را برای هر زمینه نصب اعمال کنند.

محیط های ساحلی و دریایی

هوای مملو از نمک در محیط های ساحلی تهاجمی ترین مواجهه با خوردگی برای تیرهای نور فولادی است. سیستم طبقه بندی خورندگی ISO 9223 پنج دسته خورندگی جوی (C1 تا C5) را تعریف می کند که C5-M (دریایی) بالاترین شدت خوردگی را نشان می دهد. در قرار گرفتن در معرض C5-M، فولاد کربن محافظت نشده تقریباً از دست می دهد ضخامت 200 تا 700 میکرومتر در سال (منبع: ISO 9224، خوردگی فلزات و آلیاژها -- مقادیر پایه برای نرخ خوردگی نمونه های استاندارد، 2012). یک قطب فولادی گالوانیزه استاندارد با پوشش روی 100 میکرومتری در محیط C5-M ممکن است حفاظت روی خود را در عرض 3 تا 5 سال تمام کند و فولاد لخت را در معرض دید قرار دهد.

برای تاسیسات ساحلی در فاصله 1 کیلومتری از خط ساحلی، قطب های آلومینیومی، قطب های FRP یا قطب های فولادی با روکش دوبلکس (گالوانیزه گرم به علاوه اپوکسی مایع یا روکش پلی اورتان) مشخصات مناسبی هستند. قطب های گالوانیزه استاندارد بدون پوشش رویی در این مکان ها نشان دهنده یک اقتصاد کاذب است -- هزینه چرخه تعویض 5 تا 10 ساله بسیار بیشتر از حق بیمه جایگزین مقاوم در برابر خوردگی با عمر 30 تا 40 سال است.

قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی با نمک جاده و یخ زدایی

در آب و هوای شمالی که در آن کلرید سدیم یا کلرید منیزیم در طول زمستان به جاده‌ها اعمال می‌شود، تیرهای چراغ‌های کنار جاده‌ها نمک کلرید را جمع می‌کنند و در طول فصل زمستان در منطقه درجه یک اسپری می‌کنند. این کلرید تخلیه روی را تسریع می کند و باعث ایجاد خوردگی شکاف در سطح مشترک خاک و هوا می شود. مطالعات تیرهای نور فولادی در حال خدمت در ایالت های شمالی ایالات متحده نشان داده است که ضخامت دیواره از دست رفته در درجه یک 30 تا 50 درصد در کمتر از 15 تا 20 سال در مناطق پر نمک (منبع: آزمایشگاه فناوری خوردگی FHWA، راهنمای بازرسی و ارزیابی قطب فولادی، 2019).

برای قطب های کنار جاده در مناطق کاربرد نمک، حفاظت در برابر خوردگی تکمیلی در منطقه درجه یک - از جمله پوشش اپوکسی قطران زغال سنگ، نوار چسب نفتی، یا اتصال آند قربانی - می تواند عمر مفید موثر را 10 تا 15 سال با هزینه متوسط ​​برای هر قطب افزایش دهد.

محیط های صنعتی و شیمیایی

مناطق صنعتی با دی اکسید گوگرد معلق در هوا، سولفید هیدروژن، آمونیاک یا سایر انتشارات شیمیایی خورنده نشان دهنده قرار گرفتن در معرض اتمسفر ISO C4 تا C5-I (صنعتی) است. قطب های فولادی در این محیط ها به سیستم های پوشش دوبلکس یا جایگزینی مواد با FRP نیاز دارند. کارخانه های شیمیایی، تاسیسات تصفیه فاضلاب، مناطق ذخیره کود، و سایت های کارخانه خمیر کاغذ و کاغذ رایج ترین محیط های صنعتی هستند که در آن قطب های گالوانیزه استاندارد ناکافی هستند.

بار باد و قرار گرفتن در معرض خستگی

حتی در محیط‌های خوش خیم ناشی از خوردگی، قطب‌های نور در معرض خستگی ساختاری ناشی از بارگذاری چرخه‌ای باد هستند. هر چرخه وزش باد یک تنش خمشی به قطب اعمال می‌کند و پس از چرخه‌های کافی، ترک‌های خستگی می‌توانند در نقاط تمرکز تنش ایجاد شوند - معمولاً در دهانه سوراخ دست، در انگشتان جوش روی اتصالات بازو، و در جوش قطب به صفحه پایه. معیارهای طراحی خستگی AASHTO برای ساپورت های چراغ، طول عمر طراحی را مشخص می کند 500 میلیون چرخه بارگذاری باد ، که در فرکانس باد معمولی عرض جغرافیایی متوسط مربوط به عمر خستگی ساختاری تقریباً 25 تا 50 سال بسته به دسته قرار گرفتن در معرض باد است (منبع: مشخصات استاندارد AASHTO برای پشتیبانی ساختاری برای علائم بزرگراه، چراغ‌ها، و سیگنال‌های ترافیکی، 2015).

قطب‌ها در مناطق با باد شدید - مناطق ساحلی، دشت‌های باز، گذرگاه‌های کوهستانی، و محیط‌های دره‌های شهری مرتفع - فرکانس‌های چرخه و دامنه‌های استرس بالاتری را تجربه می‌کنند و عمر خستگی مؤثر را کاهش می‌دهند. برای نصب در ASCE 7 قرار گرفتن در معرض باد رده D (زمین باز با قرار گرفتن در معرض باد در همه جهات)، تجزیه و تحلیل سازه توسط یک مهندس واجد شرایط برای قطب‌های بلندتر از 40 فوت یا برای قطب‌هایی که از پیکربندی‌های لامپ بزرگ EPA پشتیبانی می‌کنند، توصیه می‌شود.

UV و چرخه حرارتی

در محیط های با اشعه ماوراء بنفش بالا - آب و هوای بیابانی، تاسیسات در ارتفاع بالا و مناطق با عرض جغرافیایی پایین - پوشش های آلی روی قطب های فولادی و آلومینیومی تخریب سریعی را تجربه می کنند. گچ شدن، محو شدن، ترک خوردن و از دست دادن چسبندگی در سیستم های رنگ یا پوشش پودری، حفاظت مانع را کاهش می دهد و اجازه نفوذ رطوبت به زیرلایه را می دهد. چرخه حرارتی بین دمای روز و شب همچنین بر چسبندگی پوشش از طریق انبساط حرارتی متفاوت بین پوشش و بستر فلزی فشار می‌آورد. در محیط‌های با اشعه ماوراء بنفش بالا، تعیین یک پوشش فلوروپلیمری تثبیت‌شده با اشعه ماوراء بنفش (PVDF) یا یک روکش پلی‌اورتان دو بسته به‌جای پوشش پودری استاندارد پلی‌استر، می‌تواند عمر موثر پوشش را افزایش دهد. 8 تا 12 سال تا 20 تا 25 سال ، به طور قابل توجهی فاصله قبل از پوشش مجدد یا تعویض مورد نیاز است.

نقش سیستم های پوشش در تعیین عمر خدمات

برای تیرهای نور فولادی، سیستم پوشش مکانیزم اصلی افزایش طول عمر است. تفاوت بین عمر مفید 15 ساله و 35 ساله قطب فولادی در یک محیط با خورندگی متوسط ​​تقریباً به طور کامل توسط کیفیت و نگهداری سیستم پوشش تعیین می شود. درک مشخصات سیستم پوشش به خریداران و تعیین کننده ها کمک می کند تا تصمیماتی اتخاذ کنند که ارزش چرخه عمر واقعی را به جای کمترین هزینه اولیه ارائه دهد.

سیستم های پوشش استاندارد و دوام آنها

سری ISO 12944 (رنگ ها و لاک ها -- حفاظت در برابر خوردگی سازه های فولادی توسط سیستم های رنگ محافظ) چارچوبی را برای مشخص کردن سیستم های پوشش بر اساس طبقه بندی خورندگی و دوام هدف ارائه می دهد. برای قطب های نور در محیط های C4 یا C5، مشخص کردن یک سیستم دوبلکس (گالوانیزه به همراه پوشش مایع) در مرحله تهیه، 5 تا 15 درصد به هزینه قطب اضافه می کند، اما طول عمر پوشش را دو یا سه برابر می کند. ، که یکی از بازده ترین سرمایه گذاری های موجود در خرید قطب نور است.

حفاظت تکمیلی در منطقه درجه

از آنجایی که منطقه درجه یک جایی است که خرابی‌های خوردگی معمولاً منشأ می‌گیرند، حفاظت تکمیلی که به طور خاص این منطقه را هدف قرار می‌دهد، یک اقدام مقرون‌به‌صرفه برای افزایش عمر قطب‌های فولادی در محیط‌های با خورندگی متوسط تا زیاد است. گزینه ها عبارتند از:

• پوشش اپوکسی قطران زغال سنگ: اپوکسی قطران زغال سنگ که به عنوان یک سیستم مایع 2 جزیی در بخش مدفون و منطقه درجه بندی اعمال می شود، مقاومت بسیار خوبی در برابر رطوبت و شیمیایی ایجاد می کند. ضخامت کاربرد 300 تا 500 میکرومتر، حفاظتی با دوام برای 15 تا 20 سال در تماس با خاک را فراهم می کند.
• نوار چسب نفتی: یک نوار الیافی آغشته به موم روی یک پوشش پرایمر به ناحیه درجه بندی شده اعمال می شود. نوارهای پترولاتوم با سطوح نامنظم مطابقت دارند و در دماهای سرد انعطاف پذیر باقی می مانند و برای استفاده در پایه های در حال خدمت و همچنین نصب جدید مناسب هستند.
• آند روی قربانی: آندهای روی یا منیزیم که به پایه قطب زیر درجه پیچ می شوند، با استفاده از خوردگی ترجیحاً از بخش فولادی مدفون محافظت کاتدی می کنند. یک آند روی منفرد بسته به مقاومت خاک و اندازه آند می تواند از بخش پایه قطب به مدت 5 تا 10 سال محافظت کند.
• آستین های پایه فایبرگلاس یا HDPE: یک آستین غیر فلزی که در اطراف میل قطب در سطح درجه نصب می شود، از نظر فیزیکی تماس رطوبت و خاک را از سطح فولاد در آسیب پذیرترین منطقه حذف می کند. این آستین ها به طور فزاینده ای در تاسیسات تیرهای نور جدید در محیط های تهاجمی مورد استفاده قرار می گیرند و همچنین می توانند به قطب های موجود نیز مجهز شوند.

چگونه شیوه های تعمیر و نگهداری به طور مستقیم بر عمر خدمات تأثیر می گذارد

رابطه بین سرمایه‌گذاری تعمیر و نگهداری و عمر مفید قطب نور کاملاً مستند و ثابت است: قطب‌هایی که بازرسی برنامه‌ریزی‌شده و درمان فوری را دریافت می‌کنند، به طور مداوم عمری در حد یا بالاتر از مشخصات طراحی خود دارند، در حالی که قطب‌های نگهداری‌نشده اغلب 30 تا 50 درصد کمتر از عمر طراحی خود شکست می‌خورند. برای یک مجموعه دارایی روشنایی شهری یا تجاری، مورد اقتصادی برای تعمیر و نگهداری فعال قانع کننده است - هزینه نگهداری یک جمعیت قطب همیشه کمتر از هزینه جایگزینی سریع ناشی از بی توجهی است.

برنامه تعمیر و نگهداری توصیه شده

شهرها و شهرداری هایی که برنامه های بازرسی سیستماتیک تیر چراغ برق را اجرا کرده اند، گزارش می دهند تعمیر و نگهداری پیشگیرانه بروز خرابی های سازه ای غیرمنتظره را بین 75 تا 85 درصد کاهش می دهد. در مقایسه با رویکردهای تعمیر و نگهداری فقط واکنشی، و میانگین عمر در حال خدمت جمعیت قطب فولادی آنها را 8 تا 12 سال افزایش می دهد (منبع: مدیریت دارایی FHWA برای زیرساخت های حمل و نقل، 2020). برای جمعیت قطبی بزرگ، این تمدید عمر مستقیماً به مخارج جایگزین سرمایه معوق که با میلیون‌ها دلار اندازه‌گیری می‌شود، ترجمه می‌شود.

روش‌های بازرسی سازه: چگونه عمر باقی‌مانده را ارزیابی کنیم

تعیین طول عمر باقیمانده یک تیر چراغ در حین کار به ارزیابی بصری و آزمایش غیر مخرب (NDT) بخش ساختاری نیاز دارد. روش های زیر توسط مدیران دارایی های زیرساخت و مهندسان بازرسی برای ارزیابی عمر باقی مانده مبتنی بر شواهد استفاده می شود:

بازرسی بصری

بازرسی بصری ابزار ارزیابی پایه و مقرون به صرفه ترین روش غربالگری برای جمعیت های قطب بزرگ است. یک بازرس آموزش دیده قطب را برای شاخص های شرایط زیر ارزیابی می کند:

• رنگ‌آمیزی زنگ و خوردگی سطح - محل، وسعت و الگو (حفره‌های جدا شده در مقابل خوردگی سطح عمومی در مقابل خوردگی شکاف در اتصالات)
• وضعیت پوشش - تاول زدن، پوسته شدن، گچ شدن یا ترک خوردن که نشان دهنده نفوذ رطوبت در زیر پوشش است.
• تغییر شکل ساختاری - آسیب دیدگی، خم شدن، پیچش یا ضربه که بر هم ترازی عمودی یا شکل مقطع قطب تأثیر می گذارد.
• وضعیت جوش در اتصالات بازو، قاب های سوراخ دست، و جوش های صفحه پایه - ترک های قابل مشاهده، خونریزی زنگ زدگی، یا جدا شدن
• شرایط پی - فرسایش خاک در اطراف پایه، ترک خوردگی یا پوسته شدن بتن، خوردگی پیچ لنگر یا سخت افزار از دست رفته
• شرایط در سطح - با کاوشگر یا حفاری جزئی برای افشای منطقه مشترک خاک و هوا

وضعیت بصری معمولاً در یک مقیاس استاندارد رتبه بندی می شود. AASHTO از یک مقیاس درجه بندی شرایط 0 تا 9 برای قطب های نور استفاده می کند رتبه 4 (وضعیت نامناسب با خرابی قابل توجه عنصر) بازبینی مهندسی را برای تعویض یا تعمیر آغاز می کند. و رتبه زیر 3 نشان دهنده نگرانی ساختاری قریب الوقوع است که نیاز به اقدام فوری دارد.

تست ضخامت اولتراسونیک

تست ضخامت اولتراسونیک (UT) از پالس های صوتی با فرکانس بالا برای اندازه گیری ضخامت دیواره شفت قطب فولادی از سطح بیرونی، بدون نیاز به دسترسی به داخل یا حذف خاک از اطراف بخش مدفون استفاده می کند. یک گیج UT کالیبره شده در مقابل سطح قطب قرار می گیرد و ضخامت را با دقت می خواند. /- 0.1 میلی متر ، امکان مقایسه ضخامت اندازه گیری شده با مشخصات طراحی اصلی را فراهم می کند.

آستانه استاندارد برای تعویض تیر نور فولادی بر اساس کاهش ضخامت دیواره عبارت است از:

• کاهش ضخامت دیواره کمتر از 25 درصد: خدمات را با افزایش دفعات بازرسی ادامه دهید
• 25 تا 40 درصد کاهش ضخامت دیوار: بررسی مهندس مورد نیاز است. ارزیابی ظرفیت بار باقیمانده در برابر بار باد طراحی. بر اساس ارزیابی تعمیر یا تعویض کنید
• از دست دادن ضخامت دیواره بیش از 40 درصد: فوراً از سرویس خارج شوید؛ نیاز به تعویض قبل از بازگشت به سرویس

این آستانه ها با راهنمایی AASHTO و با رویه های DOT ایالت های ایالات متحده از جمله Texas DOT، Florida DOT، و California DOT، که همگی برنامه های بازرسی قطب نور را با استفاده از تست UT به عنوان ابزار ارزیابی کمی اولیه منتشر کرده اند، سازگار است.

تست نشت شار مغناطیسی

برای جمعیت‌های قطب بزرگ که آزمایش UT هر قطب در هر چرخه بازرسی غیرعملی است، اسکن نشت شار مغناطیسی (MFL) ابزار غربالگری سریع‌تری را فراهم می‌کند. یک اسکنر MFL در اطراف محیط قطب در منطقه درجه یک رد می‌شود و ناهنجاری‌هایی را در میدان مغناطیسی تشخیص می‌دهد که نشان‌دهنده اتلاف فلز در اثر حفره‌های خوردگی است. اسکن MFL می‌تواند یک قطب را در کمتر از 2 دقیقه بررسی کند و غربالگری سریع جمعیت‌های بزرگ را برای شناسایی اینکه کدام قطب‌ها نیاز به اندازه‌گیری UT و ارزیابی مهندسی دارند را ممکن می‌سازد.

تست بار

برای قطب هایی که نتایج بصری و NDT مبهم هستند - به عنوان مثال، جایی که خوردگی قابل توجهی در منطقه درجه مشاهده می شود اما میزان افت ضخامت دیوار در اطراف محیط متفاوت است - آزمایش بار اثبات می تواند مستقیماً تأیید کند که آیا قطب ظرفیت ساختاری کافی برای بار باد طراحی خود را حفظ می کند یا خیر. آزمایش بار یک بار جانبی اندازه‌گیری شده را به قطب اعمال می‌کند و انحراف و انحراف باقیمانده را اندازه‌گیری می‌کند و یکپارچگی سازه را قبل از بازگشت قطب به خدمت تأیید می‌کند.

زمان تعویض در مقابل تعمیر تیر چراغ برق

تصمیم بین تعمیر تیر چراغ برق خراب و جایگزینی آن یک قضاوت اقتصادی و ایمنی است که نیاز به ورودی کمی دارد. چارچوب زیر معیارهای تصمیم گیری عملی را برای مدیران دارایی و مهندسان پروژه ارائه می دهد:

معیارهایی که از تعمیر پشتیبانی می کنند

• از دست دادن ضخامت دیواره کمتر از 25 درصد است و خوردگی موضعی است تا عمومی
• این تیرک کمتر از 15 سال سن دارد و در غیر این صورت در شرایط ساختاری خوبی قرار دارد
• آسیب به سیستم پوشش محدود می شود و هیچ گونه اتلاف زیرلایه قابل اندازه گیری وجود ندارد
• آسیب ضربه فقط جنبه زیبایی دارد (خروج سطحی بدون تغییر شکل مقطع)
• هزینه تعمیر کمتر از 40 درصد هزینه نصب شده یک تیر تعویض است

معیارهایی که از جایگزینی پشتیبانی می کنند

• از دست دادن ضخامت دیوار در هر نقطه از 40٪ یا بیش از 25٪ در طول مقطع بیش از 12 اینچ بیشتر می شود.
• ترک‌های قابل مشاهده در محل‌های جوش یا در محور قطب که توسط مهندس سازه تأیید نشده است.
• این قطب در حال حاضر برای بیش از 80٪ از عمر طراحی خود در خدمت بوده است
• هزینه های تعمیر از 50 درصد هزینه تعویض فراتر می رود، به خصوص زمانی که تیر تعمیر شده همچنان عمر باقی مانده محدودی داشته باشد.
• قطب دیگر مطابق با استانداردهای طراحی ساختاری یا فتومتریک فعلی نیست و برنامه جایگزینی بدون توجه به شرایط تضمین می شود.
• تیر برخورد وسیله نقلیه با تغییر شکل قابل مشاهده سطح مقطع، محور خمیده یا صفحه پایه جابجا شده را تجربه کرده است.

تجزیه و تحلیل هزینه چرخه عمر: تعمیر در مقابل جایگزینی

مقایسه هزینه چرخه عمر ساده (LCC) دقیق ترین مبنای برای تصمیم گیری تعمیر و تعویض است. به عنوان مثال: اگر یک تیر فولادی 20 ساله 30 درصد از دست دادن ضخامت دیوار را تحمل کرده باشد، گزینه ها عبارتند از:

• گزینه A -- تعمیر: پوشش تکمیلی درجه یک را اعمال کنید و یک آند قربانی نصب کنید. هزینه تقریباً 300 تا 500 دلار برای هر قطب. عمر اضافی مورد انتظار: 5 تا 8 سال قبل از ارزیابی مجدد. کل هزینه در هر سال تمدید شده: 40 تا 100 دلار آمریکا.
• گزینه B -- جایگزین: یک قطب فولادی گالوانیزه جدید را بردارید و جایگزین کنید. هزینه نصب تقریباً 1500 تا 3500 دلار بسته به ارتفاع و شرایط سایت است. عمر مورد انتظار میله تعویض: 25 تا 35 سال. کل هزینه هر سال عمر سرویس جدید: 50 تا 140 دلار آمریکا.

در این مثال هزینه‌های هر سال خدمات مشابه است، اما گزینه A هزینه سرمایه زیادی را به تعویق می‌اندازد در حالی که گزینه B ساعت عمر سرویس را بازنشانی می‌کند و هزینه‌های بازرسی و تعمیرات مکرر یک دارایی رو به زوال را حذف می‌کند. هنگامی که جمعیت قطب زیاد است و بسیاری از قطب ها به طور همزمان به پایان عمر نزدیک می شوند، برنامه جایگزینی گروهی برنامه ریزی شده معمولاً اقتصادی بهتری نسبت به تعمیر تکه تکه قطب ها ارائه می دهد، زیرا هزینه های بسیج برای تجهیزات نصب در چندین قطب توزیع می شود.

به حداکثر رساندن عمر خدمات سرمایه گذاری در قطب نور شما

برای صاحبان پروژه، مدیران تأسیسات و مدیران دارایی شهرداری که به دنبال استخراج حداکثر ارزش از زیرساخت های قطب نور خود هستند، استراتژی های مبتنی بر شواهد زیر قوی ترین تأثیر را بر عمر مفید به دست آمده دارند:

1. مواد مناسب برای محیط را از ابتدا مشخص کنید. جایگزینی مواد در مرحله خرید - انتخاب آلومینیوم یا FRP به جای فولاد گالوانیزه در محیط های با خورندگی بالا - به طور مداوم بالاترین بازده چرخه عمر را ارائه می دهد. حق بیمه نسبت به قطب های فولادی استاندارد طی 10 تا 15 سال اول از طریق نگهداری اجتناب شده و فواصل تعویض طولانی بازیابی می شود.
2. یک سیستم پوشش دوبلکس برای قطب های فولادی در محیط های C3 و بالاتر مشخص کنید. گالوانیزه گرم به اضافه سیستم پوشش رویه اپوکسی پلی اورتان مایع تقریباً 5 تا 12 درصد به هزینه قطب اضافه می کند اما عمر مفید پوشش را 2 تا 3 برابر بیشتر از گالوانیزه به تنهایی ارائه می دهد. هزینه افزایشی چندین برابر از طریق فواصل طولانی مدت پوشش مجدد و حفاظت از بستر بازیابی می شود.
3. در هنگام نصب از حفاظت تکمیلی درجه یک استفاده کنید. حفاظت از آسیب پذیرترین ناحیه یک قطب فولادی در زمان نصب - زمانی که سطح تمیز و در دسترس است - بسیار موثرتر و مقرون به صرفه تر از درمان سطحی است که از قبل خورده شده است. اپوکسی قطران زغال سنگ، نوار پترولاتوم، یا یک غلاف محافظ نصب شده در درجه بندی در هنگام نصب جدید، کمتر از 50 دلار برای هر قطب هزینه دارد و می تواند 10 تا 15 سال به عمر مفید آن اضافه کند.
4. اجرای برنامه بازرسی ساختاریافته از سال 5. برای شروع بازرسی منتظر زنگ زدگی یا خم شدن قابل مشاهده نباشید. تا زمانی که یک تیر زوال آشکار را نشان دهد، بخش سازه ای در سطح ممکن است 30 تا 50 درصد ضخامت دیواره را از دست بدهد. یک چرخه بازرسی 5 ساله با اندازه گیری UT مشکلات در حال توسعه را زمانی که هنوز از نظر اقتصادی قابل تعمیر هستند شناسایی می کند.
5. آسیب های پوشش را به سرعت برطرف کنید. یک تراشه یا خراش در پوشش که فولاد لخت را در معرض رطوبت قرار می دهد باعث ایجاد یک گودال خوردگی می شود که می تواند طی 3 تا 5 سال در محیط C4 به اهمیت ساختاری برسد. تماس سریع با پرایمر غنی از روی و پوشش رویی سازگار - یک کار 30 دقیقه ای برای هر قطب - از تبدیل شدن یک تعمیر پوشش 50 دلاری به جایگزینی قطب 3000 دلاری جلوگیری می کند.
6. سوابق دقیق قطب را حفظ کنید. تاریخ نصب، مشخصات قطب، سیستم پوشش، شرایط خاک، و کلیه اقدامات بازرسی و نگهداری برای هر قطب را مستند کنید. این رکورد ارزیابی دقیق عمر باقیمانده را امکان پذیر می کند و از مورد اقتصادی سرمایه گذاری تعمیر و نگهداری در بحث های بودجه با ذینفعان مالی و مدیریت پشتیبانی می کند.

به خوبی مشخص شده، به درستی نگهداری می شود قطب نور نشان دهنده یک سرمایه گذاری درازمدت زیرساختی است که به طور قابل اعتمادی به عمر طراحی آن می رسد و اغلب از آن فراتر می رود. تفاوت بین یک قطب 20 ساله و یک قطب 40 ساله در یک مکان به ندرت به خود قطب مربوط می شود - این تصمیمات مربوط به مشخصاتی است که در خرید و تصمیمات تعمیر و نگهداری در طول سرویس گرفته می شود. درست کردن هر دو، موثرترین استراتژی موجود برای به حداکثر رساندن بازده سرمایه گذاری زیرساخت روشنایی شما است.

نشانه هایی که نشان می دهد یک قطب نور به پایان عمر خود رسیده است

حتی با نگهداری خوب، تمام تیرهای چراغ در نهایت به پایان عمر مفید اقتصادی خود می رسند. تشخیص سریع شاخص‌های پایان عمر برای ایمنی مهم است - یک قطب ساختاری ناکافی که در خدمت باقی می‌ماند، خطر غیرقابل قبول سقوط بر روی عابران پیاده، وسایل نقلیه یا اموال را نشان می‌دهد. در زیر قابل اطمینان ترین شاخص های پایان عمر هستند:

• لاغر قابل مشاهده بیشتر از L/60 (بالای یک تیر 30 فوتی بیش از 6 اینچ از عمودی جابجا شده است) که ناشی از یک رویداد ضربه اخیر نیست و به تدریج توسعه یافته است - که نشان دهنده حرکت فونداسیون یا شکست مقطع سازه در درجه است.
• سوراخ‌ها یا سوراخ‌های زنگ‌زدگی قابل مشاهده در دیوار شفت قطب در یا نزدیک منطقه درجه یک - نشان دهنده از دست دادن کامل بخش محلی است که بدون بازسازی بخش ساختاری قابل تعمیر نیست.
• کاهش ضخامت دیوار تایید شده بیش از 40٪ در هر نقطه از بخش حمل بار شفت قطب، همانطور که توسط آزمایش اولتراسونیک اندازه گیری می شود.
• ترک در جوش در اتصال بازو به قطب یا در جوش قطب به صفحه پایه، به ویژه اگر ترک بیش از نیمی از محیط جوش منتشر شده باشد.
• شاخص های خرابی پایه - نشست قابل مشاهده، ترک بتن با قرار گرفتن در معرض انکر بولت های خورده، یا بیش از یک انکر بولت گم شده یا شکسته است.
• شکست مکرر ترمیم - اگر یک قطب بیش از دو بار در 5 سال گذشته نیاز به تعمیر پوشش یا مداخله ساختاری داشته باشد، تخریب تجمعی بستر احتمالا فراتر از نقطه ای است که تعمیر بیشتر مقرون به صرفه باشد.

هنگامی که هر یک از این شرایط تأیید شد، پاسخ مناسب حذف از سرویس و تعویض است -- نه تعمیر بیشتر. یک قطب نور که به پایان عمر ساختاری رسیده است یک مسئله تعمیر و نگهداری نیست. این یک خطر ایمنی است تعویض باید به عنوان یک اقدام سرمایه فوری تلقی شود، نه یک کار تعمیر و نگهداری قابل تعویق.