Investigation of Soil corrosion to buried metallic materials of Kathmandu Valley, Nepal

Abstract

Metallic pipes have been utilized for long times to distribute potable water from distribution terminals to the consumers in urban cities of Nepal. However, large amounts of such potable water have been lost due to corrosion damage of such underground pipes. It is an urgent need to know the main responsible factors for such buried metallic pipeline failures, and subsequently evaluate the level of corrosion risk in the soils of Kathmandu Valley. Six soil factors (pH, moisture, resistivity, oxidation-reduction potential, chloride ion and sulfate ions) of 150 soil samples were determined using ASTM, NACE, AASHTO, and AWWA standards, The soils of Kathmandu Valley could be rated as mildly corrosive to less corrosive groups. A good positive and negative correlation coefficient between resistivity, moisture, chloride, and sulfate contents implies that these soil factors have an equal contribution to rating of soil corrosivity. A polyethylene wrapping and use of non-conducting materials could be sufficient for the extension of their life up to 50 years or more. Furthermore, a new probabilistic corrosion failure model is proposed for the study of soil corrosivity level more precisely based on sub-corrosive group. The outputs of the present work could be very useful in the formulation and implementation strategies to control or minimize the corrosion effect of buried metallic pipes in Kathmandu Valley. नेपालका शहरी क्षेत्रमा खानेपानी वितरणका लागि प्रयोग गरिँदै आएका फलामबाट बनेका यौगिक धातुबाट पाइपको क्षयिकरण (Corrosion) प्रक्रियाबाट त्यस्ता पाइपको क्षति भई वर्षेनी ठूलो मात्रामा खाने पानीको अभाव तथा आर्थिक क्षति हुँदै आएको कुरालाई मध्यनजर गर्दै उक्त पानी वितरण गर्ने जनिमूनी विछ्याइएका लोहाजन्य पाइपहरुको क्षयिकरण गर्ने प्रमुख कारकका रुपमा रहेका माटोको गुणहरु जस्तै पानीको मात्रा, अम्लियपन, विद्युतीय प्रतिराधोत्मक क्षमता, अक्सिडेसन–रिडक्सन क्षमता, क्लोराईड, सल्फेट जस्ता कणहरुको अन्तर्राष्ट्रिय मापदण्डहरु जस्तै ASTM, NACE र AWWA विधिहरु प्रयोग गरी विश्लेषण गर्दा काठमाडौँ उपत्यकाको माटोको क्षयिकरण तहहरु मुख्यतः निम्न तथा मध्यमस्तर रहेको विद्यावारिधी अनुसन्धानबाट पाइएको छ । यस किसिमका अनुसन्धान परीक्षणबाट यो अनुमान गर्न सकिन्छ कि उक्त निम्न तथा मध्यम स्तरका माटोको क्षयिकरण गुणहरुलाई अझ कम गर्नका लागि सरल र कम खर्चिलो तरिकाले बालुवाजन्य माटोका कणहरु विछ्याइएका पानीका पाइप वरिपरि प्रयोग गर्ने विधि पनि एउटा प्रभावशाली हुनेछ । पानीको मात्रा विद्युतीय प्रतिरोधात्मक क्षमता, क्लोराइड र सल्फेट कणहरु बीचको आपसी सम्बन्ध विश्लेषण गर्दा दुवै घनात्मक र ऋणात्मक गुणक (Positive and negative correlation coefficient) पाइएकोले माटोका यी गुणहरु क्षयिकरण वर्गीकरणका लागि समान योगदान रहेको कुरालाई संकेत गर्छ । माटो क्षयिकरणलाई सशक्त रुपमा वर्गीकरण गर्नका लागि नविनतम सम्भावित माटो क्षयिकरण मोडेल यस अध्ययनमा पेश गरिएको छ । यस अध्ययनको परिणामले माटो क्षयिकरण क्षमतालाई नियन्त्रण गर्न रणनीतिक रुपमा प्रयोग गर्न सकिने विश्वास गरिएको छ ।