Οι σωλήνες PVC-U, PVC-UH, PVC-M και PVC-O για την παροχή νερού είναι όλοι σωλήνες από σκληρό πολυχλωρίδιο του βινυλίου με στερεά τοιχώματα. Χρησιμοποιούνται κυρίως για κύριους και δευτερεύοντες αγωγούς σε θαμμένα συστήματα μεταφοράς νερού υπό πίεση, όπου η θερμοκρασία του νερού δεν υπερβαίνει τους 45 °C, και μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν εσωτερικά ή σε σωληνώσεις. Τα τρέχοντα πρότυπα και προδιαγραφές των τεσσάρων τύπων σωλήνων φαίνονται στον Πίνακα 1.
|
Αριθμός σειράς |
Όνομα Προτύπου |
Τυπικός αριθμός |
Ονομαστική Εξωτερική Διάμετρος (mm) |
Ονομαστική Πίεση (MPa) |
|
1 |
Σωλήνες Απλαστικοποιημένου Πολυχλωριούχου Βινυλίου (PVC-U) για Υδροδότηση |
GB/T 10002.1-2006 |
dn ≤ 1000 |
0.63-2.5 |
|
2 |
Σωλήνες και Εξαρτήματα Υψηλής Απόδοσης Απλαστικοποιημένου Πολυχλωριούχου Βινυλίου για Υδροδότηση |
CJ/T 493-2016 |
50 ≤ dn ≤ 1600 |
0.63-2.5 |
|
3 |
Συστήματα σωληνώσεων από πολυχλωρίδιο του βινυλίου τροποποιημένο για κρούση (PVC-M) για την ύδρευση - Μέρος 1: Σωλήνες |
GB/T 32018.1-2015 |
63 ≤ dn ≤ 800 |
0.8-2.0 |
|
4 |
Εμφανιζόμενοι διαξονικά προσανατολισμένοι σωλήνες και εξαρτήματα από πολυχλωρίδιο του βινυλίου (PVC-O) για ύδρευση |
CJ/T 445-2014 |
63 ≤ dn ≤ 630 |
0.8-2.5 |
|
5 |
Συστήματα πλαστικών σωληνώσεων για ύδρευση και για υπόγεια και επίγεια αποχέτευση και αποχετεύσεις υπό πίεση - Ασκληρυντο πολυ(χλωρίδιο βινυλίου) (PVC-U) - Μέρος 2: Σωλήνες |
ISO 1452-2:2009 |
dn ≤ 1000 |
0.63-2.5 |
Το σύνθετο μείγμα αναφέρεται στο ομοιόμορφο μείγμα βασικής ρητίνης PVC και διαφόρων απαραίτητων πρόσθετων, το οποίο αποτελεί την πρώτη ύλη που χρησιμοποιείται απευθείας για την εκβολή σωλήνων PVC. Για σωλήνες υπό πίεση, η σχεδίαση του τύπου και οι δείκτες απόδοσης των σύνθετων μειγμάτων PVC είναι κρίσιμοι, επηρεάζοντας άμεσα την απόδοση του προϊόντος και τη μακροχρόνια διάρκεια ζωής. Για την επίδραση της ρητίνης PVC και των διαφόρων πρόσθετων στην απόδοση του προϊόντος, ανατρέξτε στο "Σχεδιασμός Τύπου PVC και Επεξεργασία Προϊόντος". Αυτό το κεφάλαιο παρουσιάζει κυρίως τους δείκτες απόδοσης, τις απαιτήσεις κατάταξης και τις απαιτήσεις σχεδιασμού τύπων των σύνθετων μειγμάτων.
Μεταξύ των σωλήνων PVC για την παροχή νερού στην Κίνα, οι σωλήνες PVC-UH καθορίζουν τις απαιτήσεις φυσικής και μηχανικής απόδοσης για σύνθετα μείγματα με αναφορά στο αμερικανικό πρότυπο AWWA C900 για σωλήνες PVC παροχής νερού, όπως φαίνεται στον Πίνακα 2. Προς το παρόν, δεν υπάρχουν διατάξεις για τους δείκτες απόδοσης σύνθετων μειγμάτων για τους υπόλοιπους τύπους σωλήνων PVC παροχής νερού. Αυτές οι απαιτήσεις ελέγχουν καλύτερα την επιλογή πρώτων υλών και συνταγών σωλήνων, καθώς και τον έλεγχο ποιότητας.
Πίνακας 2: Απαιτήσεις Φυσικής και Μηχανικής Απόδοσης για Σύνθετα Μείγματα PVC που Προδιαγράφονται για Σωλήνες Παροχής Νερού PVC-UH
|
Αριθμός σειράς |
Αντικείμενο |
Πρότυπο δοκιμής |
Απαίτηση Απόδοσης |
Μονάδα |
|
1 |
Αντοχή σε Ενταμιακή Κρούση (Izod) |
ASTM D256 Μέθοδος A |
≥ 34,71 |
J/m |
|
2 |
Αντοχή σε Εφελκυσμό (Ταχύτητα Εφελκυσμού: 5,1 mm/min ± 25%) |
ASTM D638 |
≥ 48,3 |
ΜPa |
|
3 |
Μέτρο Ελαστικότητας σε Εφελκυσμό (Ταχύτητα Εφελκυσμού: 5,1 mm/min ± 25%) |
ASTM D638 |
≥ 2758 |
ΜPa |
|
4 |
Θερμοκρασία Παραμόρφωσης υπό Φορτίο (Φορτίο: 1,82 MPa, Ρυθμός Θέρμανσης: (2,0 ± 0,2) °C/min· τα δείγματα πρέπει να υφίστανται αποσιωπητική επεξεργασία στους 50°C για 24 ώρες πριν από τη δοκιμή) |
ASTM D648 |
≥ 70 |
°C |
Οι σωλήνες PVC υπό πίεση προορίζονται για διάρκεια ζωής 50 ετών. Τα μίγματα ενώσεων των σωλήνων πρέπει να υποβάλλονται σε δοκιμές βαθμολόγησης μιγμάτων σύμφωνα με τα ISO 9080 ή GB/T 18252, δηλαδή δοκιμές μακροχρόνιας υδροστατικής αντοχής των μιγμάτων ενώσεων σε μορφή σωλήνων, οι οποίες χαρακτηρίζονται από την τάση βαθμολόγησης που αντιστοιχεί σε 20 °C και 50 έτη, δηλαδή την Ελάχιστη Απαιτούμενη Αντοχή (MRS). Οι απαιτήσεις βαθμολόγησης για τα μίγματα ενώσεων σωλήνων PVC-U, PVC-UH, PVC-M και PVC-O για ύδρευση παρουσιάζονται στον Πίνακα 3.
Πίνακας 3: Απαιτήσεις Βαθμολόγησης για Μίγματα Ενώσεων Σωλήνων PVC για Ύδρευση
|
Τύπος Σωλήνα Ύδρευσης |
Executive Standard |
MRS/MPa |
|
PVC-U |
ISO 1452-1:2009/ISO 1452-2:2009 |
25 |
|
PVC-U |
GB/T 10002.1-2006 |
Χωρίς απαίτηση |
|
PVC-UH |
CJ/T 493-2016 |
25 |
|
PVC-M |
GB/T 32018.1-2015 |
24.5 |
|
PVC-O |
CJ/T 445-2014 |
31,5, 35,5, 40, 45, 50 |
Σύμφωνα με το ISO 1452-1:2009, γίνεται κατάταξη των υλικών. Σύμφωνα με την ελάχιστη απαιτούμενη υδροστατική αντοχή των υλικών, το MRS των υλικών PVC για σωληνώσεις καθορίζεται στα 25 MPa, δηλαδή η βαθμίδα υλικού είναι PVC-U 250. Το εθνικό πρότυπο για σωλήνες PVC-U, GB/T 10002.1-2006, δεν καθορίζει την τάξη πίεσης των συνθέτων μειγμάτων για σωληνώσεις. Οι σωλήνες PVC-UH για ύδρευση καθορίζουν απαίτηση βαθμολόγησης MRS ≥ 25 MPa για τα σύνθετα μείγματα. Το MRS των σωλήνων PVC-M είναι ≥ 24,5 MPa.
Το MRS των σωλήνων PVC-O που καθορίζεται στα πρότυπα ISO χωρίζεται σε 5 τύπους: 31,5, 35,5, 40, 45 και 50 MPa, που αντιστοιχούν στους κωδικούς βαθμίδας πρώτων υλών 315, 355, 400, 450 και 500 αντίστοιχα. Από αυτούς, οι βαθμίδες 400 και 450 παράγονται συνήθως σε μεγάλες ποσότητες, ενώ οι υπόλοιπες δεν χρησιμοποιούνται συχνά.
Η σύνθεση των σωλήνων PVC για την παροχή νερού αποτελείται κυρίως από ρητίνη PVC, σταθεροποιητές, εσωτερικά και εξωτερικά λιπαντικά, γεμιστικά, χρωστικές, τροποποιητές κρούσης, βοηθητικά επεξεργασίας κ.ά., σε συγκεκριμένη αναλογία. Η επιλογή και η αναλογία των διαφόρων πρώτων υλών διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην απόδοση και τη χρήση των σωλήνων.
Η επεξεργασία σωλήνων PVC έχει υψηλές απαιτήσεις ως προς την απόδοση ροής τήγματος της ρητίνης PVC. Στην πραγματική παραγωγή, επιλέγεται συνήθως η αιωρούμενη ρητίνη PVC τύπου SG-5. Οι μέθοδοι παρασκευής του PVC διακρίνονται σε μέθοδο αιθυλενίου και μέθοδο καρβιδίου ασβεστίου. Η μέθοδος αιθυλενίου εξάγει αιθυλένιο από το πετρέλαιο, επιτρέποντας στο χλώριο να αντιδράσει με το αιθυλένιο μέσω αντίδρασης υποκατάστασης για να παραχθεί μονομερές χλωριούχου βινυλίου, το οποίο στη συνέχεια πολυμερίζεται για να δημιουργήσει ρητίνη πολυχλωριούχου βινυλίου. Χαρακτηριστικοί κατασκευαστές περιλαμβάνουν την Oxy Vinyl LP (ΗΠΑ), την Sinopec Qilu Petrochemical Company, την Tianjin LG Dagu Chemical Co., Ltd., κ.ά. Η μέθοδος καρβιδίου ασβεστίου χρησιμοποιείται ευρέως στην Κίνα. Χρησιμοποιεί το καρβίδιο ασβεστίου (καρβίδιο) το οποίο παράγει αιθίνιο όταν έρθει σε επαφή με νερό, συνθέτει αιθίνιο με χλωριούχο υδρογόνο για να παραχθεί μονομερές χλωριούχου βινυλίου και στη συνέχεια παράγει ρητίνη πολυχλωριούχου βινυλίου μέσω αντίδρασης πολυμερισμού.
Το PVC είναι ένα από τα πιο θερμοευαίσθητα πολυμερή στη βιομηχανία και τείνει να υφίσταται θερμική αποδόμηση. Οι θερμοσταθεροποιητές αποτελούν αναπόσπαστα πρόσθετα στην επεξεργασία σωλήνων PVC. Στη διαδικασία παραγωγής σωλήνων PVC, οι συνηθέστεροι θερμοσταθεροποιητές που χρησιμοποιούνται σήμερα είναι οι σταθεροποιητές καλτσίου-ψευδαργύρου και οι οργανοδεδομένοι σταθεροποιητές κασσίτερου. Οι σταθεροποιητές καλτσίου-ψευδαργύρου χρησιμοποιούνται κυρίως στην Ευρώπη, οι οργανοδεδομένοι σταθεροποιητές κασσίτερου χρησιμοποιούνται ευρέως στις Ηνωμένες Πολιτείες, ενώ και οι δύο τύποι χρησιμοποιούνται στην Κίνα. Οι σταθεροποιητές καλτσίου-ψευδαργύρου είναι συνήθως σύνθετοι σταθεροποιητές με σχετικά υψηλό ποσοστό προσθήκης· οι οργανοδεδομένοι σταθεροποιητές κασσίτερου γενικά προστίθενται σε χαμηλότερες ποσότητες και παρέχουν καλή σταθεροποίηση κατά την παραγωγή σωλήνων μεσαίας και μεγάλης διαμέτρου. Εάν απαιτείται υψηλή αντοχή στις καιρικές συνθήκες για τους σωλήνες, μπορούν επίσης να προστεθούν κατάλληλες ποσότητες αντιοξειδωτικών και φωτοσταθεροποιητών. 
Στην επεξεργασία σωλήνων PVC, είναι απαραίτητοι επίσης εσωτερικοί και εξωτερικοί λιπαντικοί. Οι κύριοι λιπαντικοί που χρησιμοποιούνται περιλαμβάνουν στεατικό οξύ, παραφίνη, κερί πολυαιθυλενίου και στεατικό ασβέστιο το οποίο έχει επίσης σταθεροποιητική επίδραση. Η δοσολογία του συστήματος λίπανσης πρέπει να καθορίζεται σύμφωνα με τις απαιτήσεις του εξοπλισμού και του σχεδιασμού της σύνθεσης του προϊόντος. Το κλειδί είναι να εξασφαλιστεί ότι το μείγμα έχει καλό αποτέλεσμα πλαστικοποίησης, ώστε η θερμοκρασία παραμόρφωσης από τη θερμότητα και οι μηχανικές ιδιότητες των σωλήνων να μην επηρεάζονται σημαντικά.
Σύμφωνα με το σχεδιασμό του προϊόντος, στους σωλήνες PVC μπορεί επίσης να προστεθούν γεμιστικά ανθρακικού ασβεστίου. Οι κύριες λειτουργίες του ανθρακικού ασβεστίου είναι η βελτίωση της δυσκαμψίας των σωλήνων, η μείωση του ρυθμού συρρίκνωσης και η μείωση του κόστους. Η προσθήκη ανθρακικού ασβεστίου μειώνει την αντοχή των προϊόντων σωλήνων και αυξάνει την ευθραυστότητα. Ως εκ τούτου, η ποσότητα των γεμιστικών ανθρακικού ασβεστίου στην παραγωγή σωλήνων PVC πρέπει να ελέγχεται κατάλληλα. Το ανθρακικό ασβέστιο διακρίνεται γενικά σε βαρύ ανθρακικό ασβέστιο και ελαφρύ ανθρακικό ασβέστιο. Το σύνθετο μείγμα με φόρμουλα βαρέος ανθρακικού ασβεστίου έχει καλή ρευστότητα και είναι κατάλληλο για κεντρικά συστήματα τροφοδοσίας και μεταφοράς, ειδικά για πνευματικά συστήματα μεταφοράς· το σύνθετο μείγμα με φόρμουλα ελαφρού ανθρακικού ασβεστίου έχει σχετικά κακή ρευστότητα και χαμηλή πυκνότητα, αλλά έχει μικρή επίδραση στη φόρμουλα σωλήνων ύδρευσης με μικρή ποσότητα πρόσθεσης.

Το χρώμα των σωλήνων PVC είναι συνήθως γκρι ή μπλε. Τα συνηθέστερα χρησιμοποιούμενα χρωστικά περιλαμβάνουν διοξείδιο του τιτανίου, άνθρακα και φθαλοκυανίνη μπλε. Γενικά, η ποσότητα των χρωστικών που προστίθεται είναι μικρή και πρέπει να έχουν καλή χρωστική ισχύ και αντοχή στις καιρικές συνθήκες.
Οι διορθωτές κρούσης και τα βοηθητικά επεξεργασίας βοηθούν στη βελτίωση της αντοχής στην κρούση και της επιδόσεως επεξεργασίας των σωλήνων PVC κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας.
Από τις παραγράφους 2.1 Απαιτήσεις Απόδοσης για Σύνθετα Μείγματα και 2.2 Απαιτήσεις Βαθμολόγησης για Σύνθετα Μείγματα φαίνεται ότι οι απαιτήσεις για τα σύνθετα μείγματα των τεσσάρων τύπων σωλήνων είναι διαφορετικές. Ως εκ τούτου, υπάρχουν σημαντικές διαφορές στον σχεδιασμό του τύπου και στο κόστος των τεσσάρων τύπων προϊόντων σωλήνων. Για συγκεκριμένες απαιτήσεις σχεδιασμού τύπων, ανατρέξτε στον Πίνακα 4. Λόγω διαφορετικών σχεδιασμών προϊόντων, υπάρχουν επίσης διαφορές στους δείκτες απόδοσης των προϊόντων, οι οποίοι θα αναλυθούν λεπτομερώς στην Ενότητα 5 της παρούσας εργασίας.
Πίνακας 4: Απαιτήσεις Σχεδιασμού Τύπων για Τέσσερις Τύπους Σωλήνων Ύδρευσης PVC
|
Τύπος Σωλήνα Ύδρευσης |
Τυπικός αριθμός |
Χαρακτηριστικά Τύπου |
Σημεία Σχεδιασμού |
Σύγκριση Κόστους Τύπων |
|
PVC-U |
GB/T 10002.1-2006 |
Γενική αντοχή σε πίεση και θραύση (κυρίως μικρές και μεσαίες διαμέτρους) |
Σύστημα σταθεροποίησης και λίπανσης: γενικό· Γεμιστικό ανθρακικό ασβέστιο: λιγότερο· Κατάλληλη τροποποίηση για αντοχή σε κρούση |
Γενικά |
|
PVC-UH |
CJ/T 493-2016 |
Υψηλή αντοχή σε πίεση και θραύση (κυρίως μεσαίες και μεγάλες διαμέτρους) |
Σύστημα σταθεροποίησης και λίπανσης: καλό· Γεμιστικό ανθρακικού ασβεστίου: υπερχαμηλά χαμηλό· Κατάλληλη τροποποίηση επιρροής |
Υψηλότερη |
|
PVC-M |
GB/T 32018.1-2015 |
Υπερυψηλή αντοχή (κυρίως μικρές και μεσαίες διαμέτρους) |
Σύστημα σταθεροποίησης και λίπανσης: καλό· Γεμιστικό ανθρακικού ασβεστίου: υπερχαμηλά χαμηλό· Υπερυψηλή τροποποίηση επιρροής |
Υψηλές |
|
PVC-O |
CJ/T 445-2014 |
Υψηλή αντοχή σε τήξη, πληροί τις απαιτήσεις της διαδικασίας διαξονικού προσανατολισμού (κυρίως μικρές και μεσαίες διαμέτρους) |
Σύστημα σταθεροποίησης και λίπανσης: καλό· Γεμιστικό ανθρακικού ασβεστίου: υπερχαμηλά χαμηλό· Κατάλληλα βοηθητικά επεξεργασίας |
Υψηλότερο, αλλά υψηλό κόστος επεξεργασίας |
Σχεδιασμός τάσης για σωληνώσεις υπό πίεση:
σₛ = MRS / C (1)
Όπου: σₛ — Σχεδιαστική τάση των σωλήνων πίεσης, MPa· MRS — Ελάχιστη απαιτούμενη αντοχή των σωλήνων, MPa· C — Συντελεστής συνολικής λειτουργικής (σχεδιαστικής) επάρκειας
Οι σωλήνες PVC σχεδιάζονται για αναμενόμενη διάρκεια ζωής 50 ετών. Κατά τη μεταφορά νερού στους 20 °C, οι μέγιστες επιτρεπόμενες τιμές σχεδιαστικής τάσης για διάφορους εγχώριους σωλήνες PVC για ύδρευση δίνονται στον Πίνακα 5. Η ονομαστική πίεση (σχεδιαστική πίεση) και η λειτουργική πίεση για μακροχρόνια λειτουργία 50 ετών υπολογίζονται σύμφωνα με τον Τύπο (2) και τον Τύπο (3) αντίστοιχα.
Πίνακας 5: Μέγιστες Επιτρεπόμενες Τιμές Σχεδιαστικής Τάσης για Διάφορους Εγχώριους Σωλήνες Πίεσης PVC
|
Τύπος Σωλήνα Ύδρευσης |
Ελάχιστη Απαιτούμενη Αντοχή / MPa |
Συντελεστής Συνολικής Λειτουργικής (Σχεδιαστικής) Επάρκειας |
Μέγιστη Επιτρεπόμενη Τιμή Σχεδιαστικής Τάσης / MPa |
|
PVC-U και PVC-UH |
25 |
2,5 (dn ≤ 90 mm) |
10 (dn ≤ 90 mm) |
|
|
|
2,0 (dn > 90 mm) |
12,5 (dn > 90 mm) |
|
PVC-M |
24.5 |
1.6 |
16 |
|
PVC-O (ως παράδειγμα αναφέρεται η βαθμίδα 400) |
40 |
1.6 |
28 |
Σημείωση: Υπάρχουν πολλές βαθμίδες πρώτων υλών για σωλήνες PVC-O, οι οποίες μπορούν να σχεδιαστούν με αναφορά στα πρότυπα προϊόντων PVC-O· για τις βαθμίδες 400 και 450 γενικά, ο συνολικός συντελεστής λειτουργίας C είναι 1,6.
Ονομαστική πίεση (σχεδιαστική πίεση) σωλήνων:
P = σₛ × eₙ / dₙ (2)
Όπου: P — Ονομαστική πίεση (σχεδιαστική πίεση) σωλήνων, MPa σₛ — Σχεδιαστική τάση για σωλήνες υπό πίεση, MPa dₙ — Ονομαστική εξωτερική διάμετρος, mm eₙ — Ονομαστικό πάχος τοιχώματος, mm
Σύμφωνα με το CJJ 101-2016 «Τεχνικός Κανονισμός για τη Μηχανική Εναπόθεσης Θαμμένων Πλαστικών Σωληνώσεων Υδροδότησης» 4.1.7, η τυπική τιμή της σχεδιαστικής πίεσης του σωλήνα είναι ίση με 1,5 φορές την τυπική τιμή της πίεσης λειτουργίας, δηλαδή:
P = 1,5 × Pwk (3)
Όπου: Pwk — Πίεση λειτουργίας των σωλήνων, MPa
Προκύπτει ότι ο συνολικός συντελεστής λειτουργίας (σχεδιασμού) των σωλήνων PVC-UH είναι υψηλότερος από αυτόν των σωλήνων PVC-M και PVC-O, δηλαδή παρέχουν υψηλότερη εγγύηση ασφαλούς λειτουργίας κατά τη διάρκεια μακροχρόνιας χρήσης.
Σύμφωνα με τον ορισμό της δυσκαμψίας δακτυλίου στο 2.4.2 του GB/T 19278-2018, η δυσκαμψία δακτυλίου έχει κυβική σχέση με το πάχος τοίχωμα του σωλήνα. Ο απλοποιημένος τύπος υπολογισμού της δυσκαμψίας δακτυλίου (S) είναι:
S = 0,0186 × E × (eₙ / dₙ)³ (4)
Όπου: S — Δυσκαμψία δακτυλίου, kN/m² E — Μέτρο ελαστικότητας του υλικού τοίχωμα του σωλήνα, το οποίο καθορίζεται ως 3000 MPa για σωλήνες PVC στις προδιαγραφές dₙ — Ονομαστική εξωτερική διάμετρος, mm eₙ — Ονομαστικό πάχος τοίχωμα, mm
Φαίνεται ότι για σωληνώσεις με την ίδια εξωτερική διάμετρο, όσο μεγαλύτερο είναι το πάχος τοιχώματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η ακαμψία δακτυλίου και η αντοχή στην παραμόρφωση λόγω εξωτερικής πίεσης. Η σύγκριση της ακαμψίας δακτυλίου των τεσσάρων τύπων σωληνώσεων φαίνεται στον Πίνακα 6 (με παράδειγμα σωληνώσεις με ονομαστική πίεση 1,0 MPa). Από τον Πίνακα 6 προκύπτει ότι από την άποψη των παραμέτρων σχεδιασμού, οι σωληνώσεις PVC-M και PVC-O μπορούν να επιλέξουν μικρότερο πάχος τοιχώματος για να πληρούν τις απαιτήσεις λειτουργικής πίεσης, ωστόσο πολύ μικρό πάχος τοιχώματος μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα μειωμένη αντοχή στην παραμόρφωση λόγω εξωτερικής πίεσης.
Πίνακας 6: Σύγκριση Ακαμψίας Δακτυλίου Τεσσάρων Τύπων Σωληνώσεων
|
Τύπος Σωλήνα Ύδρευσης |
Ονομαστική Πίεση Σωληνώσεων / MPa |
Προδιαγραφή Σωλήνα (SDR) |
Ελάχιστη Ακαμψία Δακτυλίου / kN·m⁻² |
|
PVC-U |
1.0 |
26 |
16 |
|
PVC-UH |
1.0 |
26 |
16 |
|
PVC-M |
1.0 |
33 |
8 |
|
|
1.25 |
26 |
16 |
|
PVC-O (ως παράδειγμα αναφέρεται η βαθμίδα 400) |
1.0 |
51 |
2.7 |
|
|
2.0 |
26 |
16 |
Όταν γίνεται σύγκριση με βάση την ίδια ακαμψία δακτυλίου, οι σωληνώσεις PVC-M και PVC-O έχουν υψηλότερες ονομαστικές τάξεις πίεσης. Λόγω του υψηλότερου κόστους τύπωσης υλικού και των δαπανών επεξεργασίας, το κόστος αυτών των σωληνώσεων είναι επίσης μεγαλύτερο από αυτό των σωληνώσεων PVC-U και PVC-UH.
Υπάρχουν ορισμένες διαφορές στους δείκτες απόδοσης των σωλήνων PVC-U που καθορίζονται στα εθνικά πρότυπα και αυτών που καθορίζονται στα πρότυπα ISO 1452-2. Οι απαιτήσεις αντοχής στην πίεση μειώνονται, ενώ οι απαιτήσεις αντοχής στην κρούση βελτιώνονται, δηλαδή η απαίτηση για δοκιμή κρούσης με πτώση βάρους (TIR) είναι ≤ 5%, γεγονός που θέτει υψηλότερες απαιτήσεις στην ολκιμότητα του σωλήνα σε σύγκριση με το TIR ≤ 10% που καθορίζεται στα πρότυπα ISO. Οι σωλήνες PVC-UH διαμορφώνονται με αναφορά στο πρότυπο ISO για σωλήνες PVC-U για ύδρευση και στο αμερικανικό πρότυπο PVC για σωλήνες ύδρευσης. Οι απαιτήσεις για τις φυσικές και μηχανικές επιδόσεις των σωλήνων περιλαμβάνουν δοκιμή επιπέδωσης και δοκιμή υδροστατικής επίδοσης σε ολόκληρο τον σωλήνα, εξασφαλίζοντας τον έλεγχο ποιότητας του προϊόντος για κάθε σωλήνα. Επιπλέον, οι απαιτήσεις αντοχής στην κρούση είναι υψηλότερες από αυτές των προτύπων ISO, και η απαίτηση για τη δοκιμή κρούσης με πτώση βάρους αυξάνεται σε TIR ≤ 5% σε σύγκριση με τα πρότυπα ISO. Η σύγκριση των δεικτών απόδοσης μεταξύ των εγχώριων σωλήνων PVC-U για ύδρευση και των σωλήνων PVC-UH για ύδρευση παρουσιάζεται στον Πίνακα 7.
Πίνακας 7: Σύγκριση Δεικτών Απόδοσης Μεταξύ Σωλήνων Υδροδότησης PVC-U και PVC-UH
|
Αντικείμενο |
PVC-U (GB/T 10002.1-2006) |
PVC-UH (CJ/T 493-2016) |
|
Πυκνότητα / kg·m⁻³ |
1350~1460 |
1350~1460 |
|
Κρούση με πτώση βάρους (TIR) / % |
≤ 5 |
≤ 5 |
|
Θερμοκρασία Μαλάκωσης Vicat / °C |
≥ 80 |
≥ 80 |
|
Ποσοστό Διαμήκους Συρρίκνωσης / % |
≤ 5 |
≤ 5 |
|
Δοκιμή Βύθισης σε Διχλωρομεθάνιο (15°C, 30 λεπτά) |
Αλλαγή της επιφάνειας όχι χειρότερη από 4N |
Αλλαγή της επιφάνειας όχι χειρότερη από 4N |
|
Υδροστατική Δοκιμή (χωρίς ρωγμές, χωρίς διαρροές) |
20°C, 38MPa εφελκυστική τάση, 1h· 60°C, 10MPa εφελκυστική τάση, 1000h |
20°C, 42MPa εφελκυστική τάση, 1h· 60°C, 12,5MPa εφελκυστική τάση, 1000h |
|
Δοκιμή Επιπέδωσης (συμπίεση στο 40% της υπόλοιπης εξωτερικής διαμέτρου του σωλήνα) |
Δεν υπάρχει τέτοια απαίτηση |
Χωρίς ρωγμές |
|
Υδροστατική Δοκιμή Ολόκληρου Σωλήνα |
Δεν υπάρχει τέτοια απαίτηση |
Κάθε σωλήνας δοκιμάζεται σε πίεση τουλάχιστον 5 δευτερολέπτων στο διπλάσιο της ονομαστικής πίεσης, χωρίς ρωγμές, χωρίς διαρροές |
Σύμφωνα με την καμπύλη προτύπου μακροχρόνιας υδροστατικής πίεσης για PVC-U 250 που δίνεται στο ISO 1452-1:2009 (όπως φαίνεται στο Σχήμα 1), προκύπτει ότι κατά τη διάρκεια του μακροχρόνιου υδροστατικού ελέγχου σωλήνων που πληρούν την απαίτηση βαθμολόγησης μίγματος MRS ≥ 25 MPa, η απαίτηση αντοχής σε βραχυπρόθεσμη πίεση μπορεί επίσης να προκύψει από την καμπύλη προτύπου. Η απαίτηση κυκλικής τάσης που αντιστοιχεί σε 20 °C και 1 h είναι 42 MPa, ενώ η απαίτηση κυκλικής τάσης που αντιστοιχεί σε 60 °C και 1000 h είναι 10 MPa. Από τον Πίνακα 7 προκύπτει ότι οι σωλήνες PVC-UH πληρούν τις απαιτήσεις αντοχής σε πίεση της καμπύλης προτύπου μακροχρόνιας υδροστατικής πίεσης PVC-U 250, ενώ οι σωλήνες PVC-U που καθορίζονται στα εθνικά πρότυπα είναι χαμηλότεροι από τις απαιτήσεις της καμπύλης προτύπου όσον αφορά τους δείκτες βραχυπρόθεσμης αντοχής σε πίεση (20 °C, 1 h, κυκλική τάση 38 MPa) και επίσης δεν πληρούν τη σχεδιαστική απαίτηση MRS ≥ 25 MPa για σωλήνες PVC-U που καθορίζεται στα εθνικά πρότυπα.
Ο πίνακας 8 δείχνει τις τυπικές απαιτήσεις απόδοσης για σωλήνες PVC-M για την παροχή νερού. Φαίνεται ότι τα προϊόντα PVC-M έχουν προβλέψεις για επιρροή βάρους, δοκιμή υδροστατικής πίεσης με εγκοπή και αντοχή C-ring. Για σωλήνες με dn ≥ 110 mm, καθορίζεται δοκιμή υψηλής ταχύτητας επιρροής στους 23 °C και 20 m, η οποία έχει υψηλές απαιτήσεις για την αντοχή και την τουφεξία του προϊόντος. Τα προϊόντα σωλήνων που παράγονται σύμφωνα με το εθνικό πρότυπο για PVC-M έχουν καλή τουφεξία και αντοχή σε επιρροή.
Πίνακας 8: Απαιτήσεις Απόδοσης για Σωλήνες Παροχής Νερού PVC-M (GB/T 32018.1-2015)
|
Αντικείμενο |
Απαίτηση Απόδοσης |
|
Πυκνότητα / kg·m⁻³ |
1350~1460 |
|
Θερμοκρασία Μαλάκωσης Vicat / °C |
≥ 80 |
|
Ποσοστό Διαμήκους Συρρίκνωσης / % |
≤ 5 |
|
Δοκιμή Βύθισης σε Διχλωρομεθάνιο (15°C, 30 λεπτά) |
Αλλαγή της επιφάνειας όχι χειρότερη από 4N |
|
Επιρροή Βάρους (0°C) (dn ≤ 90mm)/% |
TIR ≤ 5 |
|
Δοκιμή Υψηλής Ταχύτητας Επιρροής στα 20m (23°C) (dn ≥ 110mm) |
Χωρίς ψαθυρή αστοχία |
|
Υδροστατική Δοκιμή (χωρίς ρωγμές, χωρίς διαρροές) |
20°C, 38MPa τάση δακτυλίου, 1h· 20°C, 30MPa τάση δακτυλίου, 100h· 60°C, 12,5MPa τάση δακτυλίου, 1000h |
|
Δοκιμή Υδροστατικής Πίεσης Σωλήνα με Εγκοπή (Χωρίς θραύση, χωρίς διαρροή) |
20°C, 38MPa τάση δακτυλίου, 1h· 60°C, 12,5MPa τάση δακτυλίου, 1000h |
|
Αντοχή C-ring |
Χωρίς ψαθυρή αστοχία |
Εκτός από τις υψηλές απαιτήσεις για αντοχή σε κρούση και θραύση, τα προϊόντα σωλήνων PVC-M έχουν επίσης απαιτήσεις ως προς την αντοχή σε πίεση. Ως εκ τούτου, το κόστος σύνθεσης των προϊόντων σωλήνων PVC-M που παράγονται σύμφωνα με τα πρότυπα είναι υψηλότερο από αυτό των συμβατικών σωλήνων PVC-U ή PVC-UH, ενώ η παραγωγικότητα κατά την επεξεργασία είναι σχετικά χαμηλότερη. Λόγω της μείωσης του συνολικού συντελεστή λειτουργίας (σχεδίασης), η ονομαστική πίεσή τους είναι ένα βαθμό υψηλότερη από αυτή των συμβατικών σωλήνων PVC-U ή PVC-UH. Επομένως, το κόστος ανά μέτρο για σωλήνες με την ίδια τάξη πίεσης είναι βασικά το ίδιο, ή οι σωλήνες PVC-M είναι ελαφρώς ακριβότεροι. Για εφαρμογές θαμμένων μηχανικών δικτύων, η μακροπρόθεσμη αντοχή σε πίεση αποτελεί το κύριο κριτήριο του προϊόντος, ενώ η αντοχή σε κρούση και η θραύση χρειάζεται να πληροί μόνο τις απαιτήσεις της κανονικής χρήσης.
Ο πίνακας 9 δείχνει τις τυπικές απαιτήσεις απόδοσης για σωλήνες PVC-O για την παροχή νερού. Οι σωλήνες PVC-O είναι ένας ειδικός τύπος σωλήνα PVC με δομή μοριακής αλυσίδας, ο οποίος δημιουργείται με εγκάρσια και αξονική έλξη του εκβιβασμένου σωλήνα PVC-U μέσω εξοπλισμού δεύτερης διαμόρφωσης και μιας συγκεκριμένης διαδικασίας, ώστε τα μακριά μόρια αλυσίδας PVC στο σωλήνα να διατάσσονται κανονικά σε διαξονική κατεύθυνση. Η παραγωγή είναι δύσκολη, ενώ οι απαιτήσεις για τύπους, εξοπλισμό και διαδικασίες είναι πολύ υψηλές. Προς το παρόν, η μέγιστη διάμετρος που μπορεί να παραχθεί εγχώρια και διεθνώς είναι μόνο 630 mm, η απόδοση παραγωγής είναι χαμηλότερη από αυτή των άλλων τριών τύπων σωλήνων, ενώ και ο τύπος παραγωγής και το κόστος επεξεργασίας είναι υψηλά.
Πίνακας 9: Απαιτήσεις Απόδοσης για Σωλήνες PVC-O Για Παροχή Νερού (CJ/T 445-2014)
|
Αντικείμενο |
Απαίτηση Απόδοσης |
|
Επίδραση Βάρους Πτώσης (0°C)/% |
TIR ≤ 10 |
|
Αντοχή σε έπαφο/MPa |
≥ 48 |
|
Δυσκαμψία Δακτυλίου/kN·m⁻² |
≥ 4 |
|
Υδροστατική Δοκιμή (χωρίς ρωγμές, χωρίς διαρροές) |
20°C, 10h· 20°C, 1000h· 60°C, 1000h (Η δοκιμαστική κυκλική τάση υπολογίζεται με αναφορά στις απαιτήσεις του προτύπου) |
Σημείωση: Δεν πρέπει να χρησιμοποιείται δομή επίπεδου στομίου με κολλητό επικαλυπτόμενο τύπο για σωλήνες PVC-O.