Шинэ Мэдээ Шугам сүлжээний хоолойн зэврэлтийг бууруулах орчин үеийн технологийн шийдлүүд
Улаанбаатар хотод ундны усны хэрэглээ жил бүр өсөж байгаа өнөө үед хоолойн доторх “нүдэнд үл харагдах дайсан” — зэврэлт нь усны чанар, найдвартай ханган нийлүүлэлтэд шууд аюул учруулж байна.
Улаанбаатар хотын хурдацтай хөгжлийн хажуугаар ундны усны хэрэглээ өдөр ирэх тусам нэмэгдэж байна. Гэвч харагдахгүй газар, хөрсний дор шургуулсан шугам хоолойн дотор өөр нэг “тулаан” өрнөж байгааг цөөхөн хүн боддог. Дэд бүтцийн насжилт, хоолойн материалын хэв шинж, усны найрлагын онцлогоос шалтгаалан зэврэлт нь ус дамжуулах системийн тэргүүлэх бэрхшээлүүдийн нэг болоод байна. Сайн мэдээ бол — энэ асуудлыг шийдэх дэвшилтэт технологи өнөөдөр дэлхий дахинд идэвхтэй хөгжиж байгаа явдал юм.
Шугам хоолойн зэврэлтээс хамгаалах арга технологи бүр өөрийн гэсэн давуу тал, хэрэглээний онцлогтой. Тиймээс тухайн орны усны чанар, уур амьсгал, хоолойн материал, насжилтаас хамааруулан хамгийн тохиромжтой шийдлийг сонгож хэрэгжүүлэх нь шийдвэрлэх ач холбогдолтой. Доор бид эдгээр технологийн зургаан үндсэн чиглэлийг харцгаая.
Зураг 1. Шугам сүлжээний зэврэлтээс хамгаалах технологийн зургаан үндсэн чиглэл
1. Химийн арга — усанд “хамгаалалтын бүрхүүл” нэмэх нь Химийн аргын гол зарчим энгийн: усан хангамжид зэврэлт саатуулагч (inhibitor) бодис нэмснээр хоолойн дотор талд нимгэн хамгаалалтын давхарга бий болгож, металлыг исэлдэх урвалаас хамгаална (Smith, 2019). Жишээлбэл, натрийн гидроксид буюу содын үнс нэмж усны рН-ийг зохицуулах нь хамгаалалтын бүрхүүлийг бэхжүүлдэг (Uhlig, 1971). Харин 2014 оны нэгэн судалгаагаар натрийн мета-силикат (Na₂SiO₃) нэмснээр төмрийн гадаргуу дээр идэвхгүй давхарга үүсгэж, зэврэлтийг мэдэгдэхүйц бууруулах боломжтойг тогтоожээ (Beenakumari, 2014). Энэ арга нь харьцангуй хямд, хэрэгжүүлэхэд хялбар тул одоо ч олон улсад өргөн ашиглагдсаар байна.
Зураг 2. Химийн аргын зарчим — зэврэлт саатуулагч бодис хоолойн дотор хамгаалалтын давхарга үүсгэнэ
2. Механик арга — бэхлэлт, доторлогооны хамгаалалт Механик арга нь хоолойн дотоод гадаргууг ус болон агаараас бүрмөсөн тусгаарлах зарчимд суурилдаг. Эпокси, полиуретан, полиэтилен (PE), “glass fused to steel” (GFS), PVC, цементэн зуурмаг зэрэг олон төрлийн материалаар доторлогоо хийж, металл ба усны шууд харьцаанаас урьдчилан сэргийлдэг (Brown, 2018; Nguyen, 2021). Энэ арга нь удаан хугацааны найдвартай хамгаалалт өгдөг тул шинээр тавигдах болон засварлагдах шугам сүлжээнд өргөн хэрэглэгддэг.
Зураг 3. Механик доторлогооны бүтэц — гадна ган хана, хамгаалалтын давхарга, дотор ус зөөвөрлөх орон зай
3. Катодын хамгаалалт — цахилгаан гүйдлээр зэврэлтийг зогсооно Катодын хамгаалалтын арга нь металл хоолойг “гальваник катод” болгож, зэврэлтийн урвалыг зогсоох зарчимтай. Тусгай анод болон гүйдлийн эх үүсвэрийн тусламжтайгаар хоолойд сөрөг цэнэг өгснөөр зэврэлт үүсэх урвалыг эрс саатуулдаг (Johnson, 2020). Энэ технологи нь ялангуяа урт зайн, том хэмжээний усан хангамжийн шугам сүлжээнд өндөр үр дүн үзүүлдэг бөгөөд дэлхийн олон улсын хотуудын усны системд нэвтэрсэн туршлагатай.
Зураг 4. Катодын хамгаалалтын систем — анод, гүйдлийн эх үүсвэр ашиглан хоолойг хамгаалах зарчим
4. Соронзон урсгалын алдагдал (MFL) — гэмтлийг “харж” олох ухаан Магнетик буюу соронзон урсгалын алдагдлын (Magnetic Flux Leakage) арга нь хоолойн дотор соронзон орон үүсгэж, зэврэлтээс үүссэн эвдрэл, хагарлын байршилд соронзон урсгалын өөрчлөлт үүсгэн илрүүлдэг зарчимтай. Хиймэл оюун ухаан (Convolutional Neural Network)-тай хослуулснаар гэмтлийн байршил, хэмжээг өндөр нарийвчлалтай тодорхойлж, засварын төлөвлөгөөг оновчтой боловсруулах боломжийг олгодог (Shen, 2024).
5. Байгаль орчинд ээлтэй “ногоон” технологи Уламжлалт химийн бодисуудын оронд байгалийн гаралтай ургамлын ханд, жимсний хаягдал зэрэг эко-саатуулагч ашиглах судалгаа сүүлийн жилүүдэд эрчимжиж байна. Эдгээр нь металлын гадаргуу дээр хамгаалалтын бүрхүүл үүсгэдэг бол хортой химийн бодисын хэрэглээг бууруулж, эдийн засаг, экологийн хувьд илүү үр ашигтай шийдэл болж байна (Tamalmani & Husin, 2020; Panchal et al., 2021).
6. Ухаалаг мэдрэгч, алсын зайн хяналтын систем Дэвшилтэт мэдрэгч систем нь дамжуулах хоолой, ялангуяа бохир усны шугам сүлжээний зэврэлтийг бодит цагийн горимд хянах боломжийг олгодог. Температур, pH, H₂S зэрэг зэврэлтийг илтгэх гол үзүүлэлтүүдийг тасралтгүй мэдрэж, өгөгдлийг цуглуулснаар зэврэлтийг урьдчилан таамаглах, эрт илрүүлэх боломжтой болдог. Ингэснээр дэд бүтцийн ашиглалтын хугацааг мэдэгдэхүйц уртасгаж, гэнэтийн эвдрэлээс үүсэх зардлыг бууруулдаг (Foorginezhad et al., 2021).
Зураг 5. Ухаалаг мэдрэгч систем — хэд хэдэн үзүүлэлтийг бодит цагт хянаж, төвлөрсөн системд дамжуулна
Монголын нөхцөлд юуг анхаарах вэ? Дээрх арга технологи бүр өөр өөрийн гэсэн давуу тал, хязгаарлалттай. Иймд аль нэг аргыг механикаар хуулбарлахын оронд, манай орны хатуу уур амьсгал, өвлийн хяналтгүй хөлдөлт, усны химийн найрлагын онцлог, хот, орон нутгийн шугам сүлжээний насжилт зэргийг харгалзан үзэж, хэд хэдэн технологийг хослуулан хэрэгжүүлэх нь оновчтой шийдэл болно.
Технологи сонгохдоо анхаарах гол хүчин зүйлс:
Усны химийн найрлага, рН, эрдэсжилтийн түвшин
Хоолойн материал, нас, техникийн байдал
Уур амьсгалын нөхцөл — хүйтний улирлын нөлөө
Хэрэгжүүлэх, засвар үйлчилгээний зардал
Байгаль орчинд үзүүлэх нөлөө, тогтвортой байдал
Дүгнэлт Шугам сүлжээний хоолойн зэврэлт бол зөвхөн техникийн бус, олон нийтийн ундны усны аюулгүй байдал, дэд бүтцийн тогтвортой байдалтай холбоотой чухал асуудал юм. Химийн, механик, электрохимийн, ухаалаг мэдрэгчийн болон байгаль орчинд ээлтэй технологиудыг судалж, өөрийн орны нөхцөлд тохирсон уян хатан, урт хугацааны шийдлийг боловсруулах нь ирээдүйн усан хангамжийн аюулгүй, найдвартай байдлыг хангах түлхүүр алхам болно.
Зөв технологийг зөв газарт, зөв цагт хэрэглэх нь ирээдүйн үеийнхэнд цэвэр, аюулгүй ундны ус өвлүүлэн үлдээх баталгаа юм.
Ашигласан материал Brown, C. D. (2018). Lining technology for corrosion prevention in water supply pipelines. Materials Science and Engineering, 25(4), 321-335.
Beenakumari, K. (2014). Development of Suitable Corrosion Inhibitor for Pipeline Corrosion. International Journal of Advanced Research in Chemical Science, 1, 1-3.
Бусад мэдээлэл
