PVC-U, PVC-UH, PVC-M va PVC-O NO.1 Mahsulot standartlariga kirish standartlari, dizayni va ishlashini solishtirish

PVC-U, PVC-UH, PVC-M va PVC-O standartlari, dizayni va ishlashini solishtirish

NO.1 Mahsulot standartlariga kirish

PVC-U, PVC-UH, PVC-M va PVC-O suv ta'minoti quvurlari barchasi qattiq polivinilxloridli devorgil quvurlardir. Ular asosan suv harorati 45 °C dan oshmaydigan bosim ostida suv o'tkazuvchi tizimlarning so'nggi va taroq simon quvurlarida, shuningdek, binolar ichida yoki quvur yo'lagida foydalaniladi. To'rt xil quvurning joriy standartlari va texnik talablari 1-jadvalda keltirilgan.

NO.2 Aralashmalar uchun texnik talablari

Aralashma PVC asosiy rezini va turli zarur qo'shimchalar bir xil aralashmasini anglatadi, bu esa PVC naychalarni eksklyuziya qilish uchun bevosita foydalaniladigan asosiy xom ashyodir. Bosim ostidagi naychalar uchun PVC aralashmalar tarkibini loyihalash va ishlash ko'rsatkichlari juda muhim bo'lib, mahsulotning ishlashi va uzoq muddat foydalanish muddatiga to'g'ridan-to'g'ri ta'sir qiladi. PVC rezini va turli qo'shimchalar mahsulot ishlashiga ta'siri uchun "PVC formulasi loyihasi va mahsulotni qayta ishlash"ga murojaat qiling. Ushbu bob asosan aralashmalar tarkibining ishlash ko'rsatkichlari, baholash talablari va formula loyihalash talablarini tanishtiradi.

2.1 Aralashmalar uchun ishlash talablari

Xitoydagi PVC suv ta'minoti quvurlari orasida PVC-UH quvurlari AWWA C900 amerikalik PVC suv ta'minoti quvur standartiga havola qilgan holda aralashmalar uchun fizik va mexanik ishlash talablari belgilaydi, 2-jadvalda ko'rsatilgandek. Hozirgi vaqtda boshqa turlaridagi PVC suv ta'minoti quvurlari uchun aralashmalar ishlash ko'rsatkichlari bo'yicha hech qanday belgilanmagan. Bu talablar quvur ashyolari va formulalarni tanlash hamda sifat nazoratini yanada yaxshiroq nazorat qilish imkonini beradi.

2-jadval. PVC-UH suv ta'minoti quvurlari uchun belgilangan PVC aralashmalar uchun fizik va mexanik ishlash talablari

aralashmalar aralashmasi uchun baholash talablari

PVC bosim quvurlari 50 yillik xizmat muddati uchun mo'ljallangan. Quvurlarning aralashma aralashmalari ISO 9080 yoki GB/T 18252 bo'yicha, ya'ni quvur shaklidagi aralashmalar aralashmasining uzoq muddatli gidravlik kuchlanish sinovlari orqali sertifikatlanishi kerak, bu esa 20 °C va 50 yilga mos keladigan tasnif kuchi, ya'ni Minimal Talab Qilinadigan Kuch (MRS) bilan belgilanadi. PVC-U, PVC-UH, PVC-M va PVC-O suv ta'minoti quvurlarining aralashma aralashmalari uchun baholash talablari 3-jadvalda keltirilgan.

3-jadval. PVC suv ta'minoti quvurlari aralashmalar aralashmasi uchun baholash talablari

ISO 1452-1:2009 da materiallar klassifikatsiyasiga qarang. Materiallarning minimal talab qilinadigan gidravlik kuchiga ko'ra naychalar uchun PVC materiallari MRS 25 MPa sifatida belgilangan, ya'ni material darajasi PVC-U 250. PVC-U naychalar uchun milliy standart GB/T 10002.1-2006 naychalar aralashmasi uchun bosim darajasini belgilamaydi. PVC-UH suv ta'minoti quvurlari aralashmalar uchun MRS ≥ 25 MPa baholash talabini belgilaydi. PVC-M naychalari uchun MRS ≥ 24,5 MPa.

ISO standartlarida belgilangan PVC-O naychalar uchun MRS 5 xilga bo'linadi: 31,5, 35,5, 40, 45 va 50 MPa, ular mos ravishda 315, 355, 400, 450 va 500 asosiy material darajasi kodlariga to'g'ri keladi. Ulardan 400 va 450 darajalari odatda katta miqdorda ishlab chiqariladi, boshqalari esa kamdan-kam hollarda ishlatiladi.

2.3 Aralashma aralashmalari uchun asosiy materiallarni tanlash talablari

PVC suv quvurlarining formulasi asosan PVC rezini, barqarorlashtiruvchilar, ichki va tashqi mo'ylovchi moddalar, to'ldirgichlar, rangli moddalar, ta'sir modifikatorlari, qayta ishlash vositalari kabi xom ashyolardan ma'lum nisbatda tashkil topgan. Xom ashyoning turli xil komponentlarini tanlash hamda ularning nisbati quvurlarning ishlash xususiyatlari va foydalanishiga muhim ta'sir qiladi.

PVC trubalarni ishlab chiqarishda PVC rezinning suyuqlanish xususiyatlariga qattiq talablar qo'yiladi. Amaliy ishlab chiqarishda odatda SG-5 turdagi sirpilyatsion PVC rezini tanlashadi. PVC olish usullari etilen usuli va karbid usuliga bo'linadi. Etilen usulida neftdan etilen ajratib olinadi, xlor gazini etilen bilan almashtirish reaktsiyasi orqali vinil xlorid monomerini olinadi, so'ngra bu polimerlanish hisobiga polivinil xlorid rezinasini hosil qiladi. Ko'rsatkich korxonalar orasida Oxy Vinyl LP (AQSH), Sinopec Qilu Petrokimyo Kompaniyasi, Tianjindagi LG Dagu Kimyo MChJ kabi korxonalar kiradi. Karbid usuli odatda Xitoyda keng qo'llaniladi. U suv bilan ta'sirlashganda karbid (karbid)dan atsetilen hosil qilish, so'ngra atsetilen bilan xlorid kislotani birlashtirib vinil xlorid monomerini olish va nihoyat polimerlanish reaktsiyasi orqali polivinil xlorid rezinasini olishni o'z ichiga oladi.

PVC sanoatdagi eng issiqqa nozik polimerlardan biri bo'lib, issiq ta'sirida buzilishga moyildir. Issiqlik barqarorlashtiruvchilar PVC quvurlarni ishlashda ajralmas qo'shimchalardir. Hozirda PVC quvurlar ishlab chiqarish jarayonida keng qo'llaniladigan issiqlik barqarorlashtiruvchilar - bu natriy-sink barqarorlashtiruvchilar va organik qo'rg'oshin barqarorlashtiruvchilardir. Natriy-sink barqarorlashtiruvchilardan asosan Yevropada, organik qo'rg'oshin barqarorlashtiruvchilardan Qo'shma Shtatlarda keng foydalaniladi, Xitoyda esa ikkalasi ham qo'llaniladi. Natriy-sink barqarorlashtiruvchilar odatda murakkab tarkibli barqarorlashtiruvchilardir va ularning qo'shilishi miqdori nisbatan yuqori; organik qo'rg'oshin barqarorlashtiruvchilarning qo'shilishi miqdori umuman past bo'ladi va o'rta hamda katta diametrli quvurlar ishlab chiqarishda yaxshi barqarorlashtiruvchi ta'sirga ega. Agar quvurlar uchun ob-havo ta'siriga chidamlilik talab qilinsa, shuningdek, antioksidantlar va yorug'lik barqarorlashtiruvchilarning ma'lum miqdori qo'shilishi mumkin.

PVC quvurlarni ishlab chiqarishda ichki va tashqi murqoblar ham ajralmas qism hisoblanadi. Asosiy foydalaniladigan murqoblar — stearin kislota, parafin, polietilen voski va barqarorlashtiruvchi ta'sirga ega bo'lgan shtearatli kaliydir. Murqoblash tizimining miqdori uskuna talablari va mahsulot formulasini loyihalash asosida belgilanadi. Muhimi aralashmaning yaxshi plastifikatsiya effekti bo'lishini ta'minlash, shu bilan birga quvurlarning issiqlikdan deformatsiyalanish harorati va mexanik xususiyatlari sezilarli darajada pasaymasligini ta'minlashdir.

Mahsulot dizayniga qarab, PVC quvurlarga karbonatli tosh tarkibidagi to'ldiruvchilarni ham qo'shish mumkin. Karbonatli tosh asosan quvurlarning qattikligini oshirish, qisqarish darajasini kamaytirish va xarajatlarni pasaytirish uchun ishlatiladi. Karbonatli tosh aralashmasi quvur mahsulotlarining mustahkamligini kamaytiradi va silliqligini oshiradi. Shu sababli, PVC quvurlar ishlab chiqarishda karbonatli tosh to'ldirgichlari miqdori to'g'ri nazorat qilinishi kerak. Karbonatli tosh odatda og'ir karbonatli tosh va yengil karbonatli toshga bo'linadi. Og'ir karbonatli tosh formulasi aralashmasi yaxshi suyuqlikka ega bo'lib, markazlashtirilgan oziqlantirish va uzatish tizimlariga, ayniqsa pnevmatik uzatish tizimlariga mos keladi; yengil karbonatli tosh formulasi aralashmasi nisbatan yomon suyuqlikka ega bo'lib, zichligi past, lekin kichik miqdorda qo'shiladigan suv ta'minoti quvurlari formulasiga deyarli ta'sir qilmaydi.

PVC trubalarning rangi odatda kulrang yoki ko'k bo'ladi. Odatda ishlatiladigan rangli moddalar asosan titan dioksid, uglerod qora va ftalotsianin ko'kni o'z ichiga oladi. Odatda rangli moddalarning qo'shilishi miqdori kam bo'ladi va ular yaxshi rang berish kuchi hamda ob-havo chidamliligi bo'lishi kerak.

Urishga chidamli moddalar va ishlab chiqarishda yordam beruvchi vositalar PVC trubalarning ishlab chiqarish jarayonida urishga chidamliligi hamda ishlab chiqarish xususiyatlarini yaxshilashga yordam beradi.

2.4. Aralashma aralashmalarining formulasi loyihalash bo'yicha talablar

2.1 Murakkam aralashmalar uchun ishlash talablari va 2.2 Murakkam aralashmalar uchun darajalash talablari bo'limlaridan ko'rinib turibdiki, to'rt turdagi quvurlar uchun murakkam aralashmalar talablari har xil. Shu sababli, to'rt turdagi quvur mahsulotlari uchun formula dizayni hamda xarajatlarda ayrim farqlar mavjud. Aniq formula dizayn talablari uchun 4-jadvalga murojaat qiling. Turli mahsulot dizaynlari tufayli mahsulotlarning ishlash ko'rsatkichlarida ham farq bor, bu esa ushbu maqolaning 5-bo'limida batafsil bayon etilgan.

4-jadval: To'rt turdagi PVC suv quvurlari uchun formula dizayn talablari

NO.3 Ruxsat etilgan ichki bosim va tashqi bosimga chidamlilik

3.1 Quvurlarning ruxsat etilgan ichki bosimi

Bosim quvurlarining loyihalash kuchlanishi:

σₛ = MRS / C (1)

Qayerda: σₛ — Bosimli quvurlarning loyihaviy kuchlanishi, MPa; MRS — Quvurlarning minimal talab qilinadigan mustahkamligi, MPa; C — Umumiy ekspluatatsiya (loyihaviy) koeffitsienti

PVC quvurlar 50 yillik kutilayotgan xizmat muddati uchun mo'ljallangan. 20 °C haroratdagi suvni tashishda turli mahalliy PVC suv ta'minoti quvurlari uchun loyihaviy kuchlanishning maksimal ruxsat etilgan qiymatlari 5-jadvalda ko'rsatilgan. Nominal bosim (loyihaviy bosim) va 50 yil davomida uzoq muddat ishlash uchun ishchi bosim mos ravishda (2)-formula va (3)-formula bo'yicha hisoblanadi.

5-jadval Turli Mahalliy PVC Bosimli Quvurlar Uchun Loyihaviy Kuchlanishning Maksimal Ruxsat Etilgan Qiymatlari

Eslatma: PVC-O quvurlarning ko'plab ashyoviy darajalari mavjud bo'lib, ularni PVC-O mahsulot standartlariga tayangan holda loyihalash mumkin; umuman olganda, 400 va 450 darajalar uchun umumiy foydalanish koeffitsienti C 1,6 ga teng.

Quvurlarning nominal bosimi (loyihaviy bosim):

P = σₛ × eₙ / dₙ (2)

Bu yerda: P — quvurlarning nominal bosimi (loyihaviy bosim), MPa; σₛ — bosim ostidagi quvurlarning loyihaviy kuchlanishi, MPa; dₙ — nominal tashqi diametr, mm; eₙ — nominal devor qalinligi, mm

CJJ 101-2016 "Yer ostiga so'rilgan plastik suv ta'minoti quvurlari muhandisligi bo'yicha texnik kod" 4.1.7-bandiga muvofiq, quvurning loyihaviy bosimi standart qiymati ishchi bosimining standart qiymatining 1,5 marta miqdoriga teng, ya'ni:

P = 1,5 × Pwk (3)

Bu yerda: Pwk — quvurlarning ishchi bosimi, MPa

Shunday qilib, PVC-UH quvurlarning umumiy foydalanish (loyihaviy) koeffitsienti PVC-M va PVC-O quvurlnikidan yuqori, ya'ni uzoq muddat foydalanish davomida yuqori xavfsizlikka kafolat beradi.

3.2 Quvurlarning tashqi bosimga chidamliligi

GB/T 19278-2018 ning 2.4.2 bandida halqa qattikligi ta'rifiga ko'ra, halqa qattikligi quvur devori qalinligi bilan kubik bog'liq. Halqa qattikligi (S) uchun soddalashtirilgan hisoblash formulasi quyidagicha:

S = 0,0186 × E × (eₙ / dₙ)³ (4)

Bu yerda: S — Halqa qattikligi, kN/m²; E — Quvur devori materialining elastik moduli, PVC quvurlar uchun me'yorida 3000 MPa ga teng; dₙ — Nominal tashqi diametr, mm; eₙ — Nominal devor qalinligi, mm

Bir xil tashqi diametrli quvurlar uchun devor qalinligi qancha katta bo'lsa, halqa qattikligi shuncha yuqori bo'ladi va tashqi bosimga qarshilik deformatsiyasi shuncha kuchliroq bo'ladi. To'rt turdagi quvurlarning halqa qattikligini solishtirish 6-jadvalda ko'rsatilgan (nominal bosimi 1,0 MPa bo'lgan quvurlarni misol qilib olamiz). Jadval 6dan ko'rinib turibdiki, dizayn parametrlari jihatidan PVC-M va PVC-O quvurlari ishlash bosim talablarini qondirish uchun nozikroq devor qalinligini tanlashlari mumkin, lekin juda nozik devor qalinligi tashqi bosimga qarshilik deformatsiyasining pastligiga ham olib keladi.

6-jadval. To'rt turdagi quvurlarning halqa qattikligini solishtirish

Bir xil halqa qattikligi bo'yicha solishtirganda, PVC-M va PVC-O quvurlarida nominal bosim darajalari yuqori. Material formulasi va qayta ishlash xarajatlari yuqori bo'lganligi sababli, ularning quvur narxlari ham PVC-U va PVC-UH quvurlariga qaraganda yuqoriroq.

4-RAQAMLI ISHLASH KO'RSATKICHLARI TALABLARI

pVC-U va PVC-UH SUV TA'MINOTI QO'RVINLARI

PVC-U quvurlarining milliy standartlarda ko'rsatilgan ishlash ko'rsatkichlari hamda ISO 1452-2 standartlarida belgilanganlari orasida ayrim farqlar mavjud. Bosimga chidamlilik talablari pasaytirilgan, shoxlanishga chidamlilik talablari esa yaxshilangan, ya'ni tushayotgan og'irlik ta'sirini sinov (TIR) talabi ≤ 5% bo'lib, bu ISO standartlarida ko'rsatilgan TIR ≤ 10% ga nisbatan quvurning moskelishiga qo'yiladigan talablarni yanada oshiradi. PVC-UH quvurlari PVC-U suv quvurlari uchun ISO standarti hamda Amerika PVC suv quvurlari standartiga tayanib ishlab chiqilgan. Quvurlarning fizik-mexanik xossalari unumdorlik sinovi hamda butun quvurning gidravlik ishlash xususiyatlarini o'z ichiga oladi, har bir quvur uchun mahsulot sifatini nazorat qilishni amalga oshiradi. Shuningdek, ta'sirga chidamlilik talablari ISO standartlaridagidan yuqori bo'lib, tushayotgan og'irlik ta'sirini sinov talabi ISO standartlariga nisbatan TIR ≤ 5% gacha oshirilgan. O'zbekistondagi PVC-U suv quvurlari hamda PVC-UH suv quvurlari orasidagi ishlash ko'rsatkichlari solishtirmasi 7-jadvalda keltirilgan.

7-jadval PVC-U va PVC-UH suv quvurlari orasidagi ishlash ko'rsatkichlarining taqqoslanmasi

ISO 1452-1:2009 da keltirilgan PVC-U 250 uchun uzoq muddatli gidravlik standart egri chiziqqa (1-rasmga qarang) ko'ra, MRS ≥ 25 MPa bo'lgan aralashma darajasiga javob beruvchi quvurlarning uzoq muddatli gidravlik sinovida standart egri chiziqdan qisqa muddatli bosimga chidamlilik talabi ham ko'rinib turishini ko'rish mumkin. 20 °C va 1 soatga mos keladigan halqa kuchlanishi talabi 42 MPa, 60 °C va 1000 soatga mos keladigan halqa kuchlanishi talabi esa 10 MPa. Jadval 7dan shuni ko'rish mumkinki, PVC-UH quvurlar PVC-U 250 uzoq muddatli gidravlik standart egri chizig'ining bosimga chidamlilik talablariga javob beradi, xalqaro standartlarda belgilangan PVC-U quvurlar esa qisqa muddatli bosimga chidamlilik ko'rsatkichlari (20 °C, 1 soat, 38 MPa halqa kuchlanishi) jihatidan standart egri chiziq talablaridan pastroq, shuningdek, xalqaro standartlarda belgilangan PVC-U quvurlar uchun MRS ≥ 25 MPa dizayn talabini ham bajarolmaydi.

4.2 PVC-M suv ta'minoti quvurlari

Jadval 8 PVC-M suv ta'minoti quvurlari uchun standart ishlash talablarini ko'rsatadi. PVC-M mahsulotlarining tushish og'irligi ta'siriga chidamliligi, kesilgan quvurning gidrostatik sinovi va C-halqaning chidamliligi bo'yicha talablari mavjudligi ko'rinadi. dn ≥ 110 mm diametrli quvurlar uchun 23 °C temperaturada va 20 m balandlikda tezlikdagi ta'sir sinovi belgilangan bo'lib, bu mahsulotning ta'sirga chidamliligi va chidamliligi bo'yicha yuqori talablarga ega. PVC-M uchun milliy standartga muvofiq ishlab chiqarilgan quvur mahsulotlari yaxshi chidamlilikka va ta'sirga chidamlilikka ega.

Jadval 8 PVC-M suv ta'minoti quvurlari uchun ishlash talablari (GB/T 32018.1-2015)

Ta'sirga chidamlilik va namlik uchun yuqori talablarning bundan tashqari, PVC-M quvur mahsulotlari bosimga chidash talablariga ham ega. Shu sababli, standartlarga muvofiq ishlab chiqarilgan PVC-M quvur mahsulotlarining formulasiy xarajatlari oddiy PVC-U yoki PVC-UH quvurlariga qaraganda yuqori bo'ladi va qayta ishlash chiqimi nisbatan past; ularning umumiy foydalanish (lovida) koeffitsientining kamayishi tufayli nominal bosimi oddiy PVC-U yoki PVC-UH quvurlariga qaraganda bitta darajaga yuqori. Shu sababli, bir xil bosim darajasidagi quvurlarning metr narxi deyarli bir xil yoki PVC-M quvurlar biroz yuqori. Yer osti inshootlaridagi quvurlar uchun uzoq muddatli bosimga chidash - mahsulotning asosiy ko'rsatkichi, ta'sirga chidamlilik va namlik esa oddiy foydalanish talablarini qondirish yetarli.

4.3 PVC-O suv ta'minoti quvurlari

9-jadvalda PVC-O suv ta'minoti quvurlari uchun standart ishlash talablari keltirilgan. PVC-O quvurlari — ekstrudlangan PVC-U quvurini ikkinchi bosqichdagi shakllantirish uskunasidan va ma'lum bir texnologiyadan foydalangan holda o'q bo'ylab va radius bo'ylab cho'zish orqali quvurdagi PVC uzun zanjirli molekulalarni ikki o'qli yo'nalishda muntazam tartibda joylashtirish natijasida hosil bo'lgan maxsus molekulyar tuzilishga ega bo'lgan PVC quvurdir. Uni ishlab chiqarish qiyin, formulaga, uskunaga va texnologiyaga qo'yiladigan talablar juda yuqori. Hozirgi vaqtda xalqaro miqyosda ishlab chiqarilayotgan maksimal diametr faqat 630 mm ni tashkil etadi, ishlab chiqarish samaradorligi boshqa uch turdagi quvurlarga nisbatan pastroq, ishlab chiqarish formulyasi ham, qayta ishlash xarajatlari ham yuqori.

9-jadval. PVC-O suv ta'minoti quvurlari uchun ishlash talablari (CJ/T 445-2014)

Eslatma: PVC-O quvurlari uchun yopishqoq bilan biriktirilgan tekis tushlik tuzilishi ishlatilmaydi.