U-PVC چیست؟

پلی وینیل کلراید (PVC ) ماده ای گرمانرم است که عموماً برای تولید یک محصول، با افزودنی هایی نظیر پایدار کننده ها، روان کننده ها، پر کننده ها، رنگدانه ها، نرم کننده ها و کمک فرایندها مخلوط می شود. ترکیب های مختلف این مواد خواص متفاوتی متناظر با کاربردهای مختلف محصول نهایی ایجاد می کند؛ هرچند بخش اصلی هر ترکیب، رزین PVC است.

یکی از این ترکیبها که به دلیل خواص مکانیکی ویژه اش به طور گسترده ای در ساخت لوله، اتصالات و انواع پروفیل به کار می رود، پلی وینیل کلراید سخت (Rigid PVC ) یا پلی وینیل کلراید نرم نشده (Unplasticized PVC ) است که به اختصار PVC-U نامیده می شود. این ترکیب که فاقد نرم کننده است و حاوی حداقل افزودنی هاست، بیشترین استحکام کوتاه مدت و بلندمدت را در میان ترکیبات مختلف PVC دار است.

ویژگی های منحصر به فرد PVC-U نظیر مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت شیمیایی، و بیولوژیکی بالا، خواص هیدرولیکی بی نظیر و نیز توانایی بالای آن در تحمل فشارهای داخلی و خارجی باعث شده است تا این ماده کاربردهای گسترده ای داشته باشد که همگی در ارتباط مستقیم با همین ویزگی ها هستند. PVC-U به طور گسترده ای برای ساخت لوله و اتصالات مورد نیاز برای شبکه های انتقال آب آشامیدنی، آبیاری و فاضلاب به کار می رود. پس از قرنها استفاده از مواد سنتی نظیر سفال، سرب، آهن ، در مدت کوتاه 50 سال، PVC جایگزین این مواد سنتی شده و امروزه به پرکاربردترین ماده برای انتقال سیالات در جهان تبدیل شده است.

برخی از خواص مهم پلی وینیل کلراید ( PVC )

 فرآیند تولید :

لوله های U -PVC به روش اکستروژن ( Extrusion )  و با استفاده از اکسترودرهای دو مارپیچ تولید میگردند که با تغییر ابعاد دای ( Die ) میتوان لوله هایی با قطر و ضخامت متفاوت تولید نمود . سایر اجزای خط تولید لوله PVC شامل واحد تثبیت ، خنک کن ، واحد کشش ، واحد برش و واحد کوپله میباشد .   اتصالات U-PVC  به روش قالبگیری تزریقی ( Moulding Injection ) و با استفاده از دستگاههای تزریقی تولید میشوند .

خواص و مزایای لوله های U-PVC:

1.        مقاومت در برابر خوردگی:

لوله های U -PVC نارسانای جریان الکتریکی هستند و در برابر واکنش های الکتروشیمیایی ناشی از اسیدها، بازها و نمکها که منجر به خوردگی در فلزات می شوند مقاوم هستند. این ویژگی در سطح داخلی و خارجی لوله های U -PVC  وجود دارد. در نتیجه استفاده از لوله U -PVC  در کاربردهایی که در آن خاک مهاجم وجود دارد، بسیار به صرفه است.

2.       مقاومت شیمیایی بالا:

U -PVC در برابر بسیاری از الکل ها، روغنها و مواد نفتی غیرآروماتیک مقاوم است. این ماده همچنین در برابر اکثر خورنده ها نظیر اسیدهای غیرآلی، بازها و نمکها مقاوم است. برای کارهای معمول آبرسانی، لوله های U -PVC کاملاً در برابر مواد شیمیایی موجود در خاک و آب مقاوم هستند. مسئله مقاومت شیمیایی تنها هنگامی مطرح می شود که محیط های غیرعادی وجود داشته باشد و یا از لوله برای انتقال مواد شیمیایی استفاده شود.

3.      مدول الاستیسیته بالا وانعطاف پذیری

مقاومت لوله های U -PVC در برابر شکست یکی از مزایای عملکردی مهم آنها محسوب می شود. لوله های U -PVC تحت بار قادرند بدون شکستگی تغییر شکل بدهند. مدول الاستیسیته U -PVC یکی از مزایای مهم آن برای کاربردهای فنی محسوب می شود، به خصوص در شرایطی که حرکت یا لرزش خاک محتمل باشد (زمین لرزه و …) بالا بودن این کمیت باعث می شود تا پدیده دو پهنی در این لوله ها به حداقل برسد. همچنین باتوجه به اینکه ضخامت لوله های فلاضلابی براساس مقدار مدول الاستیسیته رزین مصرفی در ساخت لوله تعیین می گردد، بالا بودن مدول U -PVC باعث کاهش ضخامت لوله و افزایش سطح مقطع عبور جریان می شود.

4.      استحکام کششی بلندمدت

لوله های U -PVC به گونه ای فرمول بندی می شوند تا استحکام کششی بلندمدت بالایی داشته باشند. حداقل استحکام مورد نیاز (MRS) (که در طراحی لوله های تحت فشار به کار می رود)، برای لوله های U -PVC در حدود دو برابر بیشتر از مقادیر متناظر دیگر لوله های پلاستیکی نظیر پلی اتیلن است. به همین دلیل هم ضخامت لوله های U -PVC نسبت به سایر لوله های پلاستیکی کمتر بوده و در نهایت وزن کمتری نیز دارد که این مسئله مزیت مهمی محسوب می شود.

5.      نسبت استحکام به وزن بالا، وزن سبک

استحکام بالای U -PVC باعث حداقل شدن ضخامت و سبکی این لوله ها می گردد. لوله های U -PVC مزیت سبکی چشمگیری دارند که جنبه ایمنی مهمی محسوب می شود. امکان حمل و نقل آسان، آسیب های کاری را حداقل نموده و نصب و حمل و نقل ارزانتر را تسهیل می کند. یک فرد میتواند به راحتی دو لوله ی 6متری با اندازه 110 را حمل کند، ولی تنها قادر است کمتر از 5/1 متر لوله 110 آهنی را با همان نیرو حمل کند.

6.      مقاومت در برابر سایش/ خراش

لوله های U -PVC مقاومت بسیار بالایی در برابر سایش و خراش از خود نشان می دهند. ثابت شده است که لوله های U -PVC دوام بسیار بالاتری نسبت به لوله های فلزی، سیمانی و سفالی در برابر انتقال مواد دوغابی دارند.

7.      استحکام ضربه:

تحت شرایط نرمال، لوله های U -PVC مقاومت نسبتاً بالایی در برابر آسیبهای ناشی از ضربه در مقایسه با لوله های سفالی، سیمانی و بیشتر مواد رایج در ساخت لوله دارند. باوجود کاهش مقاومت ضربه لوله های U -PVC در دماهای بسیار پایین، استحکام ضربه آن همچنان بالاتر از حد نیاز است. همچنین به دلیل وابستگی خواص محصول نهایی به فرمولاسیون تولید می توان در صورت نیاز، با تغییر فرمولاسیون و استفاده از اصلاح کننده های ضربه، به مقاومت های بسیار بالا در برابر ضربه دست یافت.

8.      مقدار زبری پایین:

زبری لوله عامل بسیار مهم و مؤثری در ایجاد افت فشار و کاهش دبی می باشد. لوله های U -PVC به دلیل داشتن  سطوح داخلی بسیار صیقلی (ضریب زبری و اصطکاک پایین)، مقاومت بسیار پایینی در برابر جریان سیال از خود نشان می دهند. علاوه بر این، در بسیاری از لوله ها باکتریها در قسمتهای زبر و دارای پستی و بلندی لوله تجمع می کنند (تشکیل biofilm ) و به مرور راه جریان آب را می بندند، که این امر باعث افت فشار جریان شده و بر سلامت آب آشامیدنی نیز تأثیر منفی می گذارند. زبری هیدرولیکی پایین لوله های U -PVC ، با ممانعت از تشکیل بیوفیلم، علاوه بر کاهش افت فشار، مانع ته نشینی لجن در شبکه های فاضلابی شده و در شبکه های توزیع آب آشامیدنی نیز باعث کاهش احتمال آلودگی می شود. بنابراین هزینه های نگهداری این لوله ها پایین بوده و طراحی اولیه خط لوله نیز بهینه تر صورت می گیرد.

9.       کیفیت آب:

استفاده از فرمولاسیون مناسب جهت تولید لوله های U -PVC موجب می شود تا مطابق استانداردهای 62-61NSF بتوان از این لوله ها جهت انتقال آب آشامیدنی استفاده نمود و اطمینان حاصل کرد که مقادیر سرب، قلع و سایر عناصر سمی نظیر جیوه، کرم، کادمیم و باریم زیر حدود مجاز استاندارد می باشند.

10.     مقاومت در برابر شعله:

لوله­ی U -PVC به سختی آتش می گیرد و در غیاب منبع خارجی شعله به سوختن ادامه نمی­دهد. دمای شعله ور شدن خود به خودی آن 454 درجه سانتیگراد است که بسیار بالاتر از اکثر مواد ساختمانی است. در اثر سوختن PVC گاز HCl آزاد می شود که این گاز از دسترسی اکسیژن به منطقه مشتعل شده جلوگیری می کند. به همین دلیل است که PVC را ماده ای خود خاموش شونده می نامند.

کنترل کیفیت و آزمایشگاه

آزمایشگاههای کنترل کیفی ؛ آزمونهای خود را در دو بخش آزمونهای افزودنی های پلیمری و محصولات، مطابق با استاندارد ملی ایران و جدیدترین استانداردهای جهانی و نیز استاندارد جهانی (ISO/IEC 17025 2005 ) انجام می دهد. آزمون های استاندارد کنترل کیفیت لوله های U -PVC که در آزمایشگاه صورت می گیرند، عبارتند از:

       آزمون کنترل ابعادی (تعیین ضخامت دیواره و اندازه گیری قطر خارجی) ISIRI 9117, 9118, 9119, 2412-DIN EN 1452-2, 1401, 1329   .

       آزمون بررسی وضعیت ظاهری لوله (سطوح داخلی و خارجی، رنگ، نشانه گذاری)  ISIRI 9117, 9118, 9119

       آزمون تعیین درصد تغییرات طولی (برگشت طولی) در برابر حرارت   ISIRI 7671, 9117, 9118, 9119

       آزمون تعیین مقاومت لوله در برابر فشار داخلی DIN EN 1452-2-EN 921- ISIRI 7175-4- ISIRI 9117

       آزمون تعیین مقاومت لوله در برابر ضربه (گردش ساعت- پاندولی) EN 744- ISIRI 9117, 9118, 9119- DIN 8061

       آزمون پایداری لوله در دی کلرو متان  EN 580

       آزمون تعیین دمای نرمی ویکات  ISIRI 2414

روش اتصال لوله ها با چسب

1.     چسبی مناسب را برای لوله و اتصالات انتخاب کنید. از استعمال چسبی که گلوله گلوله، سفت و منجمد شده خودداری کنید. چسب PVC نباید در دمای پایین تر از  4 و بالای 37 نگهداری شود.

2.       لوله را عمود بر محور ببرید. پلیسه های درون و بیرون لوله را با استفاده از چاقو یا سوهان تمیز کنید.

3.     انتهای لوله (نری) و داخل اتصال را با پارچه پاکیزه، تمیز کنید به طوری که عاری از هرگونه آلودگی، پریس (روغن) و رطوبت باشند. رطوبت ممکن است سرعت چسبیدن را کاهش دهد. همچنین کثیفی و روغن از ایجاد چسبندگی جلوگیری می کند.

4.       از مناسب بودن سایز لوله با اتصال اطمینان حاصل کنید. اطمینان حاصل کنید که لوله و اتصالات دو پهن نشده باشند.

5.       برای ایجاد اتصال در لوله ها و اتصالات U -PVC از یک لایه آستر (Primer ) برای از بین بردن صیقل انتهای لوله و سطح داخلی اتصالات استفاده کنید.

6.     سطح خارجی لوله و سطح داخلی اتصال را با یک لایه نازک از چسب پوشش دهید. از مصرف بیش از حد چسب داخل مادگی اتصالات به طوری که چسب از داخل مادگی اتصالات به بدنه اتصال راه پیدا کند اجتناب کنید.

7.       قبل ازخشک شدن چسب لوله را با حرکت چرخشی ربع دایره تا انتهای مادگی اتصال وارد نمائید.

8.       برای جلوگیری از برگشت لوله از داخل مادگی اتصال 15-30 ثانیه لازم است.

9.       بعد از نصب، چسب اضافی که از محل اتصال خارج شده است را با پارچه تمیز، پاک کنید.

10.     زمان کافی برای ایجاد پیوند محکم بین لوله و اتصال 15-10 دقیقه است.

11.    برای سریع تر کردن زمان انجام این پروسه از مواد مصنوعی استفاده نکنید چون این عمل ممکن است باعث ایجاد خلل و فرج (منفذ) و تاول در لایه چسب شود.

موارد مصرف لوله های U-PVC

1- سیستم فاضلاب شهری، خانگی و صنعتی
2- لوله کشی آب آشامیدنی
3- عبور کابل های مخابراتی و برق
4- انتقال آب به زمین های کشاورزی و سیستم زهکشی
5- انتقال مواد شیمیایی
6- جداره چاه

مزایای لوله های سخت PVC

1- عمر طولانی: با عمری بیش از 100 سال لوله های پی وی سی مقاوم تر نسبت به دیگر لوله های پلاستیکی و غیر پلاستیکی می باشد.
2- عدم خوردگی: مقاوم در برابر مواد خورنده، حلال ها؛ مواد شیمیایی، پوسیدگی و زنگ زدگی
3- سبک: وزن کم و قابلیت حمل آسان
4- نصب آسان: نصب ساده و سریع با استفاده از چسب و یا اتصالات اورینگی (O-RING)
5- هزینه ی پایین: 15 تا 40 درصد صرفه جویی اقتصادی نسبت به لوله های دیگر شامل قیمت لوله، هزینه های حفاری، حمل و نقل، بستر سازی و نصب
6- بهداشت: بدون آلایندگی محیط زیست، پایدار در مقابل رشد باکتری، بدون تاًثیر بر مزه، بو و PH آب
7- سطح صیقلی: روان بودن حرکت سیالات در لوله
8- ایمنی: ضد آتش با خاصیت خاموش شوندگی (پلیمر ضد آتش) عایق الکتریسیته و برق، مقاوم در برابر ضربات ناشی از زلزله، مقاوم در برابر فشارهای خارجی
9- استاندارد: دارای نشانهای استاندارد ملی ایران است به شماره های 9119 و 9118 و 9117 و 1-12142
(برگرفته شده از استانداردهای EN اروپا)
10- طیف تولید: قابلیت تولید از سایز 12 الی 1000 میلیمتر در فشارهای کاری 6 تا 25 اتمسفر در ایران
11- موقعیت جهانی: 69 درصد از کل لوله های پلیمری استفاده شده در سال 2010 میلادی پی وی سی بوده است.