Zasady postępowania przed badaniem rur żeliwnych z użyciem mikroskopu elektronowego

Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji w Krakowie rozpoczęło w 2012 roku sporadyczne badanie żeliwnych przewodów wodociągowych dostarczanych na place budowy, korzystając z usług Katedry Wodociągów, Kanalizacji i Monitoringu Środowiska Politechniki Krakowskiej.

W badaniach wykorzystano mikroskop skaningowy Hitachi S-3400 wyposażony w urządzenie do analizy składu chemicznego powierzchni próbek EDS.

Chociaż zastosowanie techniki mikroskopii elektronowej jest od dawna znane, z punktu widzenia ochrony interesów inwestora poczyniono istotny krok naprzód, gdyż wprowadzono metody instrumentalne oceny jakości przewodów rurowych, a więc umożliwiono znacznie bardziej zaawansowaną ocenę dostarczanych odlewów [1] i ich warstw zabezpieczających [15, 16].

Kiedy rynek zorientował się, że po­czyniono nowy krok w kierunku oceny jakości sprzedawanych rur, niektórzy handlowcy postanowili wykorzystać te możliwości do walki z konkurencją.

Inwestorzy nie zawsze pamiętają, że przedstawione im wyniki badań z renomowanych laboratoriów wymagają przed interpretacją sprawdzenia:

• czy rury do badań zostały wybrane losowo,
• czy próbki pobrano z wyrobów danego producenta,
• czy poboru dokonali bezpośrednio pracownicy laboratorium.

Ponadto absolwenci inżynierii sanitarnej nie są najczęściej zorientowani, jakie możliwości i - co może nawet ważniejsze – ograniczenia ma technika mikroskopii elektronowej. Stąd potrzeba omówienia tych zagadnień.

Informacje ogólne

Czytelnik zainteresowany podstawowymi informacjami o przewodach żeliwnych i stalowych stosowanych w wodociągach może się zapoznać z ich właściwościami fizycznymi w pierwszym tomie monografii A. Kuliczkowskiego [7].

• Przewody żeliwne są wewnątrz zabezpieczane wyprawą cementową [2, 8], a w przypadku wód miękkich i małych średnic powłoką z żywicy epoksydowej lub poliuretanów.
• Podejmując decyzję co do sposobu ochrony wewnętrznej przewodów metalowych sieci wodociągowej, należy dokonać w pierwszej kolejności oceny tendencji i możliwości rozpuszczania węglanu wapnia [4] przez transportowaną wodę.
• Do ochrony wewnętrznej rurociągów wody pitnej nie stosuje się cementów wysokoglinowych [18], które najlepiej chronią chemicznie przewody żeliwne i stalowe wody przemysłowej. Wyprawa cementowa jest stosowana od ponad 80 lat i nie tylko zabezpiecza rurociąg wewnętrznie przed korozją, ale nie pozwala ponadto na powstanie chropowatej powierzchni zbudowanej z produktów korozji [17], które powodują po latach duże opory przepływu [5].
• Należy również wspomnieć o rewolucji, która dokonała się w zakresie połączeń kielichowych przewodów żeliwnych [3].

Literatura

1. Bąk J., Dąbrowski W., Dąbrowska B., Wassilkowska A., Jakość przewodów z żeliwa sferoidalnego i ich warstw ochronnych, „Rynek Instalacyjny” nr 11/2014, s. 74–77.
2. Dąbrowski W., Żuchowski D., Powłoki cementowe jako wewnętrzne zabezpieczenie rurociągów przed korozją, „Gaz, Woda i Technika Sanitarna” nr 9/2013, s. 371–375.
3. Dąbrowski W., Połączenia blokowane przewodów żeliwnych, „Rynek Instalacyjny” nr 11/2016, s. 70–73.
4. Dąbrowski W., Buchta R., Mackie R.I., Impact of water blending on calcium carbonate equilibrium in water distribution systems – technical note, „Journal of Environmental Engineering”, ASCE 2004, Sept., p. 1059–1062.
5. Dąbrowski W., Głód K., Spaczyńska M., Ocena stanu technicznego rurociągów na podstawie badań hydraulicznych, materiały konferencyjne „Nowe materiały, urządzenia oraz technologie bezwykopowe w wodociągach i kanalizacji”, Kielce–Cedzyna 2005, Zeszyt Naukowy Politechniki Świętokrzyskiej nr 44, seria „Budownictwo”, s. 89–100.
6. EN 545:2010 Ductile iron pipes, fittings, accessories and their joints for water pipelines. Requirements and test methods.
7. Kuliczkowski A., Rury kanalizacyjne. Tom 1. Właściwości materiałowe, Monografia 28, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2001.
8. Mikuła J., Kowalski J., Zastosowanie żeliwa i stali w sieciach wod-kan, „Wodociągi–Kanalizacja” nr 11/2012, s. 52–54.
9. PN-EN ISO 9220:2001 Powłoki metalowe. Pomiar grubości powłok. Metoda elektronowej mikroskopii skaningowej.
10. PN-EN ISO 1463:2006 Powłoki metalowe i tlenkowe. Pomiar grubości powłoki. Metoda mikroskopowa.
11. PN-EN ISO 3497:2004 Powłoki metalowe. Pomiary grubości powłok. Metody spektrometrii rentgenowskiej.
12. PN-86/H-04623 Ochrona przed korozją. Pomiar grubości powłok metalowych metodami nieniszczącymi.
13. PN-87/H-04605 Ochrona przed korozją. Określenie grubości powłok metalowych metodami niszczącymi.
14. Wassilkowska A., Dąbrowski W., Możliwości wykorzystania badań struktury i składu przewodów żeliwnych przeprowadzone z zastosowaniem skaningowej mikroskopii elektronowej i przystawki EDS do oceny spełnienia wymogów normy PN-EN 545:2010, Politechnika Krakowska, opracowanie umowne nr Ś-3/228/2017/P.
15. Wassilkowska A., Dąbrowski W., Zastosowanie mikroskopii elektronowej do badania rur żeliwnych. Część I – Struktura wykładziny z zaprawy cementowej, „Gaz, Woda i Technika Sanitarna” nr 4/2012, s. 154–159.
16. Wassilkowska A., Dąbrowski W., Zastosowanie mikroskopii elektronowej do badania rur żeliwnych. Część II – Zabezpieczenia zewnętrzne oparte na cynkowaniu, „Gaz, Woda i Technika Sanitarna”nr 5/2012, s. 206–211.
17. Wassilkowska A., Dąbrowski W., Badania osadów korozyjnych pobranych z rurociągów, „Nowe technologie w sieciach i instalacjach wodociągowych i kanalizacyjnych”, Kuś K., Piechurski F. red., Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2012, s. 199–209.
18. Zielina M., Dąbrowski W., Radziszewska-Zielina E., Cement mortar lining as a potential source of water contamination, „International Journal of Environmental, Ecological and Mining Engineering” 2014, 8, 10, p. 628–631.

Czytaj też: Dobór materiałów do budowy sieci wod-kan. Sieci kanalizacyjne (cz. 1) >>>

[woda, badanie rur żeliwnych, badanie jakości rur żeliwnych, rury żeliwne, technika mikroskopii elektronowej]