مقدمه

لوله های سخت پی وی سی با اختلاف وسیعی در صدر مصرف لوله های پلاستیکی و پلیمری قرار دارد و سیزده میلیون تن مصرف سالیانه مواد اولیه پلیمری در لوله های آبرسانی و فاضلاب پلاستیکی ، حدود ۶۹ درصد آن یعنی به نه میلیون تن در صنعت تولید لوله های سخت پی وی سی به کار می رود. با توجه به بهینه سازی روشهای اتصال این لوله ها و همچنین اصلاح خواص لوله، پیش بینی می گردد این میزان در آینده افزایش نیز خواهد داشت.

پیشرفتهای تکنولوژیکی در زمینه تولید این لوله ها (مانند تولید لوله های سه جداره …) نیز پی وی سی را هر روزه به عنوان انتخابی اقتصادی تر معرفی می کند. طول عمر بالا، توانایی براورده ساختن استاندارد کیفیت آب، قابلیت نگهداری آسان، کارایی در برابر آتش و قیمت پایین در مقایسه با سایر موارد،این لوله ها را مناسب برای استفاده در کاربری های مختلف می سازد. این لوله ها نیاز به رنگ کردن ندارد، نمی پوسند، در برابر خوردگی، رشد باکتریها و نشتی مقاوم هستند و به آسانی به هم متصل می گردند. لوله های پی وی سی دارای مقاومت شیمیایی بالا، نسبت استحکام به وزن بالا، استحکام کششی بلند مدت، هدایت حرارتی و الکتریکی پایین هستند. این لوله ها در برابر نفوذ ریشه درختان و هجوم جوندگان زیر زمینی مقاوم بوده و هزینه نگهداری پائینی دارند و همچنین قابلیت اتصال به سایر لوله های پلیمری را دارا هستند.

تاکنون افزایش تقاضای جهانی لوله های پلاستیکی ۴/۵ ٪ در سال پیشرفتهای تکنولوژیکی در زمینه تولید این لوله ها (مانند تولید بوده است که در این میان بیشترین مصرف مربوط به چین، هند، لوله های سه جداره ……) نیز پی وی سی را هر روزه به عنوان آسیا، اروپای غربی، آمریکای لاتین، آفریقا و خاورمیانه است. انتخابی اقتصادی تر معرفی می کند. طول عمر بالا، توانایی نحوه توزیع آنها بترتیب پی وی سی ۶۶ درصد، پلی اتیلن ۲۳ براورده ساختن استاندارد کیفیت آب، قابلیت نگهداری آسان، درصد و سایر پلاستیک ها ۱۱ درصد می باشد. کارایی در برابر آتش و قیمت پایین در مقایسه با سایر موارد،

برتری های لوله های پی وی سی

 مدول الاستیسیته بالا

مدول الاستیسیته لوله های پی وی سی سخت نسبت به لوله های پلی اتیلن بالاتر است لذا در شرایطی که لرزش خاک محتمل باشد و یا فشار بار زنده و مرده نوسان زیاد داشته باشد در لوله های پلی اتیلن پدیده دو پهنی بسیار بیشتر از لوله های پی وی سی سخت است. همچنین در لوله های پی وی سی سخت بدلیل افزایش مدول الاستیسیته شاهد کاهش ضخامت هستیم و همین باعث افزایش دبی آب می گردد. مدول الاستیسیته بالا باعث می گردد در بستر سازی لوله ها در کانالها و ترانشه ها در جاهایی که خاک خیلی نرم وجود دارد با استفاده از بالشتکهای شنی عملیات بستر سازی صورت گیرد در حالیکه برای لوله های پلی اتیلن بایستی حتما از سنگ دانه بندی شده استفاده گردد تا لوله ها دچار دو پهنی و شکستگی نشود.

مقایسه ضخامت لوله های پی وی سی نسبت به لوله های پلی اتیلن در فشارهای یکسان

در جدول زیر مقایسه ای بین ضخامت لوله های پی وی سی و پلی اتلین در سایزها و فشارهای کاری مختلف صورت گرفته است. همانطور که اعداد جدول نشان می دهد، با افزایش فشار کاری و همچنین سایز لوله، ضخامت لوله های پی وی سی سخت کمتر می باشد که میزان دبی را در لوله ها افزایش می دهد.

سفتی حلقوی بالا

لوله های پی وی سی سخت نسبت به بسیاری از پلیمرها حساسیت کمتری در برابر سرعت تغییر شکل از خود نشان می دهد و بنابراین عکس العمل بهتری در برابر تغییر شکل در بارگذاری عملی از خود نشان میدهد. به همین دلیل سفتی حلقوی لوله های پی وی سی سخت در مقایسه با دیگر لوله های پلاستیکی نظیر پلی اتیلن حساسیت کمتری در برابر دما دارد.

شکل نشان می دهد که در دمای ۴۳ درجه استحکام کششی پلی اتیلن تقریبا ۷۰٪ استحکام آن در دمای ۲۳ درجه می باشد. این استحکام در دمای ۶۰ درجه به ۵۰٪ می رسد. | سفتی حلقوی بالا باعث به حداقل رسیدن پدیده دو پهنی در لوله ها می شود. دو پهنگی لوله زمانی رخ می دهد که لوله در معرض بارهای زنده و مرده استاتیکی و دینامیکی قرار بگیرد.

مقاوم در برابر آتش

لوله پی وی سی از پلیمری ذاتا بازدارنده و ضد آتش ساخته شده است که به سختی مشتعل و به محض دور شدن منبع گرما سوختن آن متوقف می شود، در مقایسه با سایر پلاستیک ها، پی وی سی از نظر قابلیت احتراق، اشتعال، گسترش شعله و انتشار حرارت کمتر، عملکرد بهتری دارد.

شاخص حدی اکسیژن برابر است با حداقل اکسیژن مورد نیاز که یک ماده برای سوختن نیاز دارد. مقدار LOI برای لوله های پی وی سی، ۴۵٪ است. این در حالی است که سایر لوله ها با داشتن نصف این مقدار اکسیژن شروع به سوختن می کنند.

مقاوم در برابر خوردگی

لوله های مورد استفاده در شبکه های توزیع آب در سراسر دنیا در گذر زمان دچار خوردگی و شکستگی می شوند و به همین دلیل نشت از شبکه های توزیع آب، یکی از اصلی ترین منابع اتلاف آب است. به همین دلیل تحقیقات گسترده ای بر روی میزان نشت از سیستم توزیع آب انجام شده است.

لوله های پی وی سی در برابر خوردگی های سطح خارجی در زیر خاک به اندازه خوردگی سطح داخلی مقاوم است و با اسیدها، | بازها، نمک ها، باکتری ها و بیشتر مواد شیمیایی موجود در خاک و با مایع گذرنده در داخل لوله واکنش نشان نمی دهد. بدین سبب نیازی به پوششهای خاص ضد خوردگی نیست.

ضریب اصطکاک ناچیز

دیواره داخلی صاف لوله ی پی وی سی باعث کاهش اصطکاک با سیال و ناچیز شدن مقاومت در برابر جریان ( و در نتیجه انتقال بهتر سیال ) می شود. بنابراین نیاز به تمیز کاری و نگهداری لوله ها و هزینه های عملیاتی کاهش می یابد.

قیمت مناسب

مواد اولیه لوله های پی وی سی ارزانتر از پلی اتیلن است. پی وی سی سبک تر است و به ازای مقاومت مساوی به حجم مواد اولیه کمتری نیاز دارد. یک لوله پی وی سی در حدود

۰ / ۷ – ۱ / ۶ برابر لوله پلی اتیلن هم قطر خود وزن دارد. مراحل ساخت لوله های پی وی سی به ازای واحد طول لوله به انرژی کمتری نیاز دارد. قیمت تمام شده لوله های پی وی سی تقریبا

۵۰ – ۶۰ درصد لوله های مشابه از نوع پلی اتیلن است.

محاسن اتصال اورینگی در لوله های pvc

در اثر نیروی کششی و برشی می بایستی اجازه لغزش تا حد امکان به اتصال داده شود. تحت اثر نیروی فشاری باید از موادی در اتصال استفاده شود که مقاومت کافی در برابر نیروهای فشاری را داشته باشد و بتواند نیروها را جذب کند. تحت اثر نیروی خمشی باید اتصال دارای مصالح یا ساختاری باشد که انعطاف پذیری کافی را داشته باشد. اتصالات انعطاف پذیر عملکرد مناسبی در برابر حوادث طبیعی از جمله زلزله دارند و آسیب پذیری شبکه لوله را کاهش می دهد. واشر لاستیکی می تواند در مقابل نیروی فشاری جذب ضربه کرده و از شکستگی اتصال جلوگیری کند.

کاربرد لوله های پی وی سی سخت در مقابل زلزله

در صورت طراحی و نصب درست، لوله های پی وی سی قابلیت تحمل فشار خارجی بالایی دارند. همچنین این لوله ها قابلیت تاب یا خم برداشتن بدون شکستن را دارند و این امر آنها را بیش از پیش برای موارد جابجایی زمین به سبب خاک های سست و یا زلزله مناسب می گرداند. طبق بررسی های صورت گرفته برای مقاومت به زلزله لوله ها با توجه به حجم لوله های اجرا شده، مشاهده می شود که درصد بالایی از این لوله ها مربوط به جنس پی وی سی می باشد.

لوله های با انعطاف بیشتر و همچنین محل های اتصال انعطاف پذیر، در مقابل زلزله رفتار بهتری دارند به شرطی که مکانیزمی برای جلوگیری از بیرون آمدن لوله از آنها در نظر گرفته شود.

طبق مطالعاتی که در مرکز تحقیقات آب ژاپن صورت گرفته ، لوله و اتصالات پی وی سی سخت به وفور در تاسیسات آبرسانی ژاپن مورد استفاده قرار گرفته است و عملکرد مناسب اتصال اورینگی مربوط به این لوله ها کمترین میزان جداشدگی و نشت را داشته است.

مطالعه ۱۰ زلزله در نیوزلند از سال ۱۹۸۷ تا ۲۰۱۴ بر مبنای مشاهدات و تجربیات مستقیم نشانگر موارد زیر است:| در مقایسه با زلزله های عمیق، زلزله های کم عمق به لوله ها آسیب بیشتری رسانده است. لوله های پی وی سی و پلی اتیلن در مقایسه با سایر لوله ها کمترین آسیب را دیده اند.

نتیجه گیری :

لوله و اتصالات پی وی سی سخت به دلیل داشتن خواص ویژه نظیر مدول الاستیسیته بالا، کمتر بودن ضخامت و ضریب زبری، | قابلیت خود خاموش شوندگی و جایگاه ویژه ای در سیستمهای آیاری، انتقال آب و فاضلاب دارند، تنوع در فرآیند و مواد افزودنی، موجب توسعه کاربرد لوله های پی وی سی و تولید لوله هایی با کارایی بالا و قیمت مناسب شده است. وجود تکنولوژی پوش فیت در این لوله و اتصالات دارای انعطاف پذیری بالا بوده و می تواند نقش خوبی را در پدافند غیر عامل ایفا نماید. همچنین در دسترس بودن مواد اولیه کافی برای تولید این لوله ها در داخل برای ایجاد شبکه های زیرساختی و عدم نیاز به خارج از کشور نیز می تواند در تصمیمات دستگاه های کارفرما موثر باشد.