Đối với các thành phố trên khắp thế giới, việc đảm bảo khả năng tiếp cận nước sạch đáng tin cậy ngày càng trở nên quan trọng.
Nước không chỉ là nguồn tài nguyên có hạn mà còn là nguồn tài nguyên cần đầu tư đáng kể vào việc xử lý, phân phối và bảo trì. Đối với chính quyền thành phố, việc giảm thất thoát nước đã trở thành ưu tiên-chính sách dài hạn quan trọng.
Tokyo cung cấp một trong những ví dụ thực tế thành công nhất{0}}về cách lựa chọn vật liệu có thể cải thiện cơ bản hiệu quả hoạt động của cơ sở hạ tầng đô thị.
Vấn đề: Mất nước nghiêm trọng vào những năm 1970
Vào những năm 1970, Ủy ban Nước Thành phố Tokyo phải đối mặt với một thách thức nghiêm trọng.
Hệ thống phân phối nước của thành phố bị thất thoát khoảng 17% nước, chủ yếu là do:
- ống dẫn lão hóa
- đường ống gang xuống cấp
- rò rỉ ngầm thường xuyên
Khó khăn không chỉ ở việc xác định những chỗ rò rỉ mà còn ở việc sửa chữa chúng một cách hiệu quả.
- Khi một phần bị hư hỏng đã được xác định:
- toàn bộ đoạn đường ống phải được khai quật
- cơ sở hạ tầng xung quanh đã bị gián đoạn
công việc thay thế thường gây thêm hư hỏng ở các đoạn lân cận
Các nhà quy hoạch đô thị lo ngại về một chu kỳ sửa chữa liên tục mà không có giải pháp-lâu dài.
Rủi ro bổ sung: Tính dễ bị tổn thương do động đất
Vị trí địa lý của Tokyo gần các đường đứt gãy lớn đã tạo thêm một mối lo ngại nữa.
Các vật liệu đường ống hiện có:
- thiếu đủ khả năng chống địa chấn
- dễ bị gãy dưới chuyển động của mặt đất
- yêu cầu bảo trì thường xuyên sau các sự kiện căng thẳng cấu trúc
Điều này khiến cho-độ tin cậy lâu dài trở thành một vấn đề kỹ thuật lớn.
Bước ngoặt: Chuyển sang thép không gỉ
Giải pháp xuất hiện từ sự thay đổi trong chiến lược vật chất.
Theo giải thích của John Rowe,-Tổng thư ký của Diễn đàn Thép không gỉ Quốc tế:
>"Họ cần một vật liệu đủ mạnh để chịu được những cú sốc địa chấn và chống ăn mòn trong vòng đời dài hơn."
Thép không gỉ trở thành giải pháp được ưa chuộng nhờ một số đặc tính chính:
- tỷ lệ cường độ cao-trên-trọng lượng
- khả năng chống ăn mòn tuyệt vời
- tuổi thọ dài
- sự phù hợp cho hệ thống nước uống được
Tại sao loại thép không gỉ 316L được chọn
Tokyo đã sử dụng thép không gỉ Loại 316L, một loại vật liệu được sử dụng rộng rãi trong các môi trường-dễ bị vệ sinh và ăn mòn.
Ưu điểm của nó bao gồm:
- khả năng chống ăn mòn mạnh mẽ trong điều kiện dưới lòng đất
- sự phù hợp cho hệ thống nước uống
- tuổi thọ hoạt động lâu dài so với gang hoặc chì
- yêu cầu bảo trì dài hạn-giảm
Điều này khiến nó trở nên lý tưởng cho-nâng cấp cơ sở hạ tầng trên toàn thành phố.
Đổi mới kỹ thuật: Công nghệ ống sóng
Việc áp dụng thép không gỉ không phải là sự đổi mới duy nhất.
Các kỹ sư Tokyo cũng đã phát triển các kỹ thuật tạo hình ống-tiên tiến.
Theo các chuyên gia trong ngành:
ống thép không gỉ dạng sóng được giới thiệu
ống có thể uốn cong thành các góc cần thiết dễ dàng hơn
cần ít khớp hơn trên toàn hệ thống
Điều này rất quan trọng vì:
>ít khớp hơn có nghĩa là ít điểm rò rỉ tiềm ẩn hơn.
Để đảm bảo tính toàn vẹn của hệ thống, các phụ kiện bằng thép không gỉ như khuỷu tay, khớp nối chữ T và đầu nối cũng được phát triển như một phần của hệ thống thống nhất.
Hệ thống-Thay thế rộng rãi và kết quả
Đến năm 2012, Tokyo đã thay thế hoàn toàn tất cả các đường ống dịch vụ nối đường nước chính đến các hộ gia đình và tòa nhà thương mại bằng hệ thống thép không gỉ.
Kết quả rất đáng kể:
- thất thoát nước giảm từ 17% xuống 2%
- Tiết kiệm được khoảng 200 triệu mét khối nước
- tiết kiệm chi phí gần 4 tỷ USD
Những khoản tiết kiệm này bao gồm giảm:
- hoạt động bảo trì
- tần suất sửa chữa
- yêu cầu mở rộng hồ chứa
- chi phí thay thế cơ sở hạ tầng dài hạn-
Tại sao thép không gỉ tạo nên sự khác biệt
Sự thành công của hệ thống Tokyo không chỉ nhờ vào việc thay thế mà còn do hiệu quả sử dụng vật liệu theo thời gian.
Thép không gỉ cung cấp:
- tính toàn vẹn cấu trúc lâu dài ổn định
- khả năng chống ăn mòn trong môi trường dưới lòng đất
- cải thiện khả năng phục hồi địa chấn
- giảm tỷ lệ thất bại trên mạng lưới phân phối
Điều này đã chuyển đổi cơ sở hạ tầng nước từ hệ thống sửa chữa phản ứng thành mạng lưới ổn định lâu dài.
Tác động và áp dụng toàn cầu
Mất nước không phải là chuyện duy nhất ở Tokyo.
Theo ước tính của OECD, tỷ lệ thất thoát nước ở nhiều thành phố phát triển dao động từ 17% đến 30%, bao gồm:
- Luân Đôn
- Paris
- Rome
Sau thành công của Tokyo, một số thành phố bắt đầu áp dụng các phương pháp tương tự.
Seoul đưa ra các nâng cấp cơ sở hạ tầng tương đương
Đài Bắc triển khai các dự án bước đầu được hỗ trợ bởi nhà thầu Tokyo
các thành phố khác tiếp tục đánh giá hệ thống thép không gỉ để triển khai lâu dài-
Xu hướng này phản ánh sự thay đổi lớn hơn đối với việc lập kế hoạch cơ sở hạ tầng{0}}dựa trên vòng đời.
Quan điểm vật liệu công nghiệp
Việc nâng cấp cơ sở hạ tầng-quy mô lớn chẳng hạn như hiện đại hóa hệ thống cấp nước của Tokyo phụ thuộc rất nhiều vào chuỗi cung ứng nguyên liệu chất lượng cao,-ổn định.
Hệ thống ống thép không gỉ yêu cầu:
- hợp kim chống ăn mòn-
- kiểm soát kích thước chính xác
- độ tin cậy tuổi thọ lâu dài
- Tuân thủ tiêu chuẩn nước uống được
Các nhà cung cấp kim loại công nghiệp như Jiangsu Cunrui Metal Products Co., Ltd. đóng góp cho hệ sinh thái này bằng cách cung cấp vật liệu thép không gỉ và hợp kim được sử dụng rộng rãi trong cơ sở hạ tầng, hệ thống đường ống và các ứng dụng kỹ thuật trong đó độ bền và khả năng chống ăn mòn là những yếu tố hiệu suất thiết yếu.
Kết luận: Một quyết định quan trọng đã thay đổi một thành phố
Kinh nghiệm của Tokyo chứng minh rằng hiệu suất cơ sở hạ tầng không chỉ được xác định bởi thiết kế kỹ thuật{0}}mà còn bởi việc lựa chọn vật liệu.
Bằng cách thay thế hệ thống đường ống lỗi thời bằng thép không gỉ, thành phố đã đạt được:
- giảm đáng kể lượng nước thất thoát
- tiết kiệm chi phí dài hạn
- cải thiện khả năng phục hồi địa chấn
- độ tin cậy của hệ thống được nâng cao
Những gì bắt đầu như một thách thức về bảo trì đã trở thành một trường hợp tham khảo toàn cầu về quản lý nước đô thị.
Bài học rất rõ ràng:
>trong hệ thống cơ sở hạ tầng, lựa chọn vật liệu không phải là một chi tiết-mà là nền tảng của hiệu quả-lâu dài.
