Forschungsbericht zu Edelstahl-Keildraht-Brunnensieben

Einführung

Nun, Bildschirme sind eine entscheidende Komponente in Wasserbrunnen, die der Grundwassergewinnung dienen und gleichzeitig das Eindringen von Formationssedimenten in das Bohrloch verhindern. Über Jahrzehnte, Keildrahtsiebe aus Edelstahl haben sich für diesen Zweck als äußerst effektiv und langlebig erwiesen. In diesem Bericht, Ich werde einen umfassenden Überblick über das Design von Keildrahtsieben geben, analytische Diskussion von 304 Edelstahl als bevorzugtes Baumaterial, Vergleiche mit alternativen Bildschirmtypen, und Überlegungen zur ordnungsgemäßen Spezifikation und Installation. Ziel ist es, den Ingenieuren ein umfassendes technisches Verständnis dieser wichtigen Bohrlochkomponenten zu vermitteln, Hydrogeologen und Auftragnehmer.

Keildrahtsiebe verdanken ihren Namen den keilförmigen Drähten, die spiralförmig um ein zylindrisches Basisrohr oder einen Rohling gewickelt sind ( normalerweise Zeitplan 80 PVC oder Kohlenstoffstahl) um durchgehende Schlitze zu bilden ( ASTM D5978, 2014). Die Slotgrößen reichen von 20 An 200 Mikrometer abhängig von der Korngrößenverteilung der Zielgrundwasserleiter. Dadurch wird ein hoher Öffnungsflächenanteil erreicht 60-70%, Maximierung des Zuflusses bei gleichzeitigem Ausschluss feinerer Partikel. Wichtig, Die keilförmige Konfiguration ermöglicht eine Selbstreinigung, da sich die Lücken während der Entwicklung/Pumpen anpassen und so ein Verstopfen verhindert wird. Siebe sind vormontiert oder zur Feldverpackung in verschiedenen Durchmessern bis zu erhältlich 24 Zoll und Längen. Die Qualitätskontrolle gewährleistet eine gleichmäßige Schlitzgröße und hydraulische Effizienz.

Rostfreier Stahl, speziell Typ 304, hat sich aufgrund seiner ausgewogenen mechanischen Festigkeit als das führende Material für Spaltdrahtsiebe herausgestellt Korrosion Widerstandseigenschaften, die für die Langlebigkeit des Brunnens von entscheidender Bedeutung sind (Amerikanische Gesellschaft der Maschinenbauingenieure, 2019). Es ist 18% Der Chromgehalt bildet eine schützende passive Oxidschicht, die gegen Grundwasserchemikalien und mikrobiologisch beeinflusste Korrosion beständig ist, die Kohlenstoffstahl und beschichtete Alternativen im Laufe der Zeit beeinträchtigen. In Kombination mit einem herkömmlichen PVC- oder FRP-Gehäuse kommt es auch nicht zu galvanischer Korrosion. Figur, Edelstahl bietet eine hervorragende Duktilität und ermöglicht eine einfache Schlitzbildung während der Herstellung, während die Streckgrenze über den gesiebten Bereich hinweg erhalten bleibt. Aktuelle Feldstudien bestätigen minimale Abbauraten danach 30+ Jahre im Boden (Schmied, 2018).

Durchgehende Schlitzsiebe bieten eine hohe Aufnahmeleistung, neigen jedoch zum Verstopfen und verfügen nicht über Selbstreinigungsfähigkeiten. Kunststoffbildschirme unterliegen bei Belichtung einer Zersetzung durch UV-Strahlung. Vorgepackte Kiespakete erfordern zusätzliche Installationsschritte und Kosten. Mit rostfreiem Draht umwickelte Siebe bieten Öffnungen, die mit Schlitzgrößen vergleichbar sind, jedoch nicht die Robustheit der Keildrahtkonstruktion. Ähnlich, Mit Glasfaser umwickelte Schirme verfügen weder über die Leitfähigkeit von Metall noch über die mechanische Festigkeit. Daher, Edelstahl-Spaltdraht hat sich auf lange Sicht als erste Wahl herausgestellt, zuverlässige Grundwasseraufnahme (Bradley, 2016). Bei bestimmten Anwendungen bestimmen immer noch technische Kriterien und Standortbedingungen die optimale Siebauswahl.

Zu den Schlüsselfaktoren für Ingenieure, die Keildrahtsiebe spezifizieren, gehören:: Aufnahmekapazität benötigt, Korngrößenverteilung im Grundwasserleiter, Konformität mit ASTM/NSF-Standards, Längen- und Durchmesserdimensionierung, Verbindung zum Gehäuse/Steigrohr, Abstufung/Dicke des Filterpakets und Ringdichtungsmethoden. Durch Tests der hydraulischen Leitfähigkeit wird sichergestellt, dass bestimmte Schlitzgrößen die vorgesehene Ausbeute erreichen. Rostfreies Material, hochwertige Beschichtung/Wickel, und die Zertifizierung durch namhafte Hersteller wirken sich auch auf die langfristige Leistung und die Einhaltung von Vorschriften aus. Value Engineering ist sinnvoll, um Kapital und Betriebs-/Wartungskosten über die geplante Lebensdauer eines Bohrlochs auszugleichen.

Um die volle Lebensdauer von Spaltdrahtsieben zu erreichen, ist eine ordnungsgemäße Platzierung und Entwicklung erforderlich. Sie sollten in den gewünschten Wasserführungsintervallen positioniert werden, um das Ansaugen unerwünschter Feinstoffe zu vermeiden. Ein abgestuftes Filterpaket, ergänzt durch a 2-5% Quellbentonitdichtung oben/unten schützt den Brunnen und isoliert Zonen. Entwicklungsmethoden aktivieren die Selbstreinigungseigenschaft, indem sie das Filtermedium zum Absinken bringen. Durch Tests nach der Installation wird sichergestellt, dass die Entwurfsziele für Aufnahmekapazität und Wasserqualität erreicht werden, bevor sie langfristig in Betrieb genommen werden. Die Einhaltung bewährter Verfahren während des Baus verhindert frühzeitige Ausfälle.

Umfangreiche Fallstudien von Wasserversorgungsunternehmen und staatlichen/provinziellen Überwachungsprogrammen veranschaulichen die hervorragende Qualität, Langlebige Dienste leisten Edelstahl-Spaltdrahtsiebe Jahrzehnte nach der Installation (Wasserforschungsstiftung, 2020). Beispielsweise, Rehabilitationsvideo von a 70 Fußsiebteil eingebaut 1963 zeigte danach wenig bis gar keine Korrosion oder Verstopfung 57 Jahrelanges ständiges Pumpen in einem brackigen Küstengrundwasserleiter. Diese Leistung ist ein überzeugender Beweis für die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit dieser Konstruktionen, wenn sie ordnungsgemäß spezifiziert und unter geeigneten Bedingungen eingesetzt werden.