می تواند لوله های پی وی سی در فضای باز استفاده شود؟ پاسخ مستقیم
بله، لوله های پی وی سی را می توان برای کاربردهای بیرونی استفاده کرد - اما با شرایط مهم. لوله پی وی سی سفید استاندارد در برابر اشعه ماوراء بنفش (UV) آسیب پذیر است که باعث تخریب سطح، تغییر رنگ و از دست دادن قدرت ضربه در طول زمان می شود. برای استفاده در فضای باز در بالای زمین، PVC لوله خاکستری مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش یا فرمولاسیون تثبیت شده در برابر اشعه ماوراء بنفش مورد نیاز است. برای کاربردهای مدفون در فضای باز مانند زهکشی زیرزمینی، آبیاری و خطوط تامین آب، استاندارد لوله تامین آب پی وی سی به مدت 50 سال یا بیشتر بدون هیچ گونه نگرانی مربوط به اشعه ماوراء بنفش به طور قابل اعتماد عمل می کند.
تصمیم برای استفاده لوله پی وی سی در خارج از منزل به سه متغیر تقسیم می شود: آیا لوله در معرض نور خورشید قرار می گیرد، چه مایع یا باری را حمل می کند و محدوده دمایی محیط نصب. این راهنما هر سناریو را با داده های خاص و راهنمایی عملی پوشش می دهد تا بتوانید انتخاب مناسبی برای پروژه خود داشته باشید.
چگونه قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش تاثیر می گذارد لوله پی وی سی در فضای باز
پی وی سی استاندارد محافظت نشده حاوی تثبیت کننده UV نیست. هنگامی که در معرض نور خورشید طولانی مدت قرار می گیرد، اشعه ماوراء بنفش زنجیره های پلیمری موجود در دیواره لوله را از طریق فرآیندی به نام اکسیداسیون عکس می شکند. اثرات قابل اندازه گیری و پیشرونده است.
مراحل تخریب UV در PVC استاندارد
- 0-6 ماه: زرد شدن یا گچی شدن سطح شروع می شود. استحکام کششی و مقاومت ضربه در محدوده قابل قبول باقی می ماند.
- 6 تا 18 ماهگی: میکرو ترک سطحی ایجاد می شود. قدرت ضربه می تواند کاهش یابد 30-50٪ بسته به شدت UV و منطقه آب و هوایی.
- 18 تا 36 ماه: شکنندگی ساختاری قابل توجه می شود. لوله تحت بار مکانیکی متوسط یا شوک حرارتی مستعد ترک خوردن می شود.
- بیش از 36 ماه: لوله محافظت نشده ممکن است زودتر از موعد خراب شود، به ویژه در اتصالات و اتصالات که در آن غلظت تنش وجود دارد.
تحقیقات نشان داده است که مقاومت ضربه ای لوله پی وی سی سفید محافظت نشده در معرض شرایط بیرونی در مناطق با اشعه ماوراء بنفش بالا (مانند آب و هوای نیمه گرمسیری یا بیابانی) می تواند کمتر از حداقل نیاز نصب باشد. 12-18 ماه . در آب و هوای معتدل، ممکن است همان تخریب صورت گیرد 3-5 سال . این نشان می دهد که چرا محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش برای نصب در فضای باز در بالای زمین اختیاری نیست.
مقادیر شاخص برای PVC سفید محافظت نشده در آب و هوای نیمه گرمسیری با UV بالا. نرخ واقعی بر اساس شاخص UV و دما متفاوت است
کاربردهای رایج در فضای باز که در آن لوله پی وی سی عملکرد خوبی دارد
با وجود محدودیت های UV در بالای زمین، لوله پی وی سی زمانی که به درستی مشخص شود، یکی از پرکاربردترین مواد برای زیرساخت های فضای باز است. برنامه های زیر نشان دهنده استقرارهای ثابت و طولانی مدت است.
تامین و توزیع آب زیرزمینی
دفن شد لوله تامین آب پی وی سی استاندارد جهانی برای شبکه های آب آشامیدنی، خطوط خدمات مسکونی و شبکه های آبیاری کشاورزی است. هنگامی که در زیر خط یخبندان با مواد بستر مناسب نصب می شود، لوله فشار PVC دارای رتبه بندی کلاس 9 (900 کیلو پاسکال) یا کلاس 12 (1200 کیلو پاسکال) در هر ISO 4422 یا ASTM D1785 عمر مفیدی را ارائه می دهد. 50 سال یا بیشتر . لوله کاملاً در برابر اشعه ماوراء بنفش محافظت می شود و بی اثر بودن شیمیایی آن به این معنی است که به طور مؤثر در برابر اسیدهای خاک و آلاینده های آب زیرزمینی مقاومت می کند.
سیستم های زهکشی و آب باران در فضای باز
پی وی سی به طور گسترده در ترانشه های زهکشی در فضای باز، پلکان های کنار جاده ها و سیستم های جمع آوری آب طوفان استفاده می شود. لولههای نصبشده در کانالهای بتنی یا ترانشههای مدفون در معرض اشعه ماوراء بنفش قرار نمیگیرند و از سوراخ صاف PVC بهره میبرند که ضریب زبری منینگ را تقریباً ارائه میکند. 0.009 - در میان کمترین مواد لوله، مقاومت در برابر جریان و تجمع رسوب را به حداقل می رساند.
آبیاری فرازمینی در کشاورزی
سیستم های آبیاری فصلی روی زمین با استفاده از PVC در کشاورزی تجاری رایج است. در این کاربردها، لولهها معمولاً در ابتدای فصل رشد نصب میشوند و در طول زمستان برداشته یا پوشانده میشوند. محدود کردن قرار گرفتن مداوم در معرض اشعه ماوراء بنفش کمتر از 6 ماه در سال و استفاده از پوشش رنگ محافظ در برابر اشعه ماوراء بنفش به طور قابل توجهی طول عمر PVC استاندارد را در این نقش افزایش می دهد.
لوله برق (PVC خاکستری)
مجرای برق خاکستری صلب پی وی سی به طور خاص با تثبیت کننده های اشعه ماوراء بنفش فرموله شده است و برای دفن مستقیم در فضای باز و نصب روی سطح زمین رتبه بندی شده است. این محصول متفاوت از PVC استاندارد لوله کشی سفید است، اگرچه از پلیمر پایه یکسانی استفاده می کند. برای اجرای هر مجرای فضای باز روی زمین، فقط باید از خط لوله خاکستری 40 یا خط لوله 80 استفاده شود - نه لوله لوله کشی سفید.
لوله کشی استخر و آبگرم
استفاده از سیستم های گردش استخر لوله پی وی سی Fittings for Plumbing به طور گسترده در هر دو پیکربندی مدفون و تا حدی در معرض. PVC کلردار (CPVC) یا پی وی سی 40 سفید با محافظت از رنگ UV استاندارد است. اتصالات و لولههایی که در بالای عرشه استخر قرار میگیرند اغلب با فوم سلول بسته عایقبندی میشوند که به طور همزمان در برابر UV محافظت میکند و اتلاف حرارتی ناشی از خطوط آبگرم گرم را کاهش میدهد.
انتخاب نوع PVC مناسب برای شرایط فضای باز
همه محصولات PVC از نظر عملکرد در فضای باز معادل نیستند. درک انواع کلیدی به تعیین محصول مناسب برای هر برنامه کمک می کند.
| نوع پی وی سی | مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش | حداکثر دما (درجه سانتیگراد) | استفاده معمولی در فضای باز |
|---|---|---|---|
| پی وی سی استاندارد (سفید) | بیچاره | 60 درجه سانتی گراد | دفن شد water supply, drainage |
| PVC تثبیت شده در برابر اشعه ماوراء بنفش | خوب | 60 درجه سانتی گراد | آبیاری روی زمین، حصار کشی |
| لوله برق خاکستری PVC | عالی | 60 درجه سانتی گراد | مجرای اکسپوز، نصب روی سطح |
| CPVC (پی وی سی کلردار) | متوسط | 93 درجه سانتی گراد | خطوط آب گرم، لوله کشی استخر / آبگرم |
| جدول 80 PVC | بیچاره–Moderate | 60 درجه سانتی گراد | سیستم های فشار بالا در فضای باز، صنعتی |
برنامه 40 در مقابل برنامه 80 برای کاربردهای فشار در فضای باز
برای خطوط فشار خارج از سطح زمین مانند خطوط اصلی آبیاری یا لولهکشی فرآیند صنعتی، برنامه 80 PVC یک 25-40٪ ضخامت دیواره بیشتر از برنامه 40 با همان قطر اسمی. این جرم اضافی دیواره نفوذ UV را کاهش میدهد و درجهبندی فشار کاری بالاتری را ارائه میدهد - برنامه 80 را به انتخاب ترجیحی برای دویدن در فضای باز تبدیل میکند که نمیتوانند در برابر نور خورشید مدفون یا محافظت شوند. یک لوله پی وی سی 80 برنامه 1 اینچی دارای درجه بندی فشار کاری تقریباً است 850 psi (58 بار) در دمای 23 درجه سانتی گراد، در مقایسه با حدود 450 psi (31 بار) برای برنامه 40.
محدودیت های دمایی لوله پی وی سی در محیط های بیرونی
فراتر از اشعه ماوراء بنفش، دمای افراطی در فضای باز مجموعه دومی از چالش ها را برای تاسیسات PVC ایجاد می کند. درک هر دو حد حرارتی بالا و پایین برای استفاده ایمن و طولانی مدت در فضای باز ضروری است.
گرما: خطر نرم شدن لوله و از دست دادن فشار
پی وی سی استاندارد تقریباً شروع به نرم شدن می کند 60 درجه سانتی گراد (140 درجه فارنهایت) . در نور مستقیم خورشید، سطح بیرونی لوله پی وی سی سیاه یا تیره رنگ شده می تواند به دمای سطح برسد 70-80 درجه سانتیگراد در آب و هوای با دمای محیط بالا، حتی زمانی که سیال داخل آن خنک است. این نرم شدن حرارتی درجه فشار لوله را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد - یک درجه بندی فشار استاندارد معمولاً فقط تا حداکثر اعتبار دارد. 23 درجه سانتی گراد ، با کاهش فشار نامی تقریباً 50٪ در 60 درجه سانتیگراد. بنابراین، لوله هایی که در آب و هوای گرم در معرض بهره مستقیم خورشیدی قرار دارند، باید برای هر کاربرد تحت فشار، سایه، عایق بندی یا با CPVC جایگزین شوند.
سرما: خطر انجماد و شکنندگی ضربه
پی وی سی در زیر به میزان قابل توجهی شکننده تر می شود 0 درجه سانتی گراد (32 درجه فارنهایت) . مقاومت در برابر ضربه در دمای -10 درجه سانتیگراد می تواند به اندازه پایین باشد 30-40٪ از مقادیر دمای اتاق، به این معنی که لوله های نصب شده در مناطق با یخ زدگی سخت باید یا در زیر خط یخبندان دفن شوند یا در طول زمستان تخلیه شوند. هر پی وی سی روی زمینی که در آب و هوای یخبندان اجرا می شود باید شامل حلقه های انبساط یا درزهای انبساط باشد تا انقباض حرارتی تقریباً را تطبیق دهد. 0.05 میلی متر بر متر در درجه سانتی گراد کاهش دما
درجه بندی کاهش فشار به ازای ASTM D1785 برای PVC جدول 40. مقادیر برای سرویس آب در دمای اعلام شده است
عملکرد در فضای باز اتصالات لوله پی وی سی برای لوله کشی
اتصالات اغلب نسبت به خود لوله در برابر تخریب در فضای باز آسیب پذیرتر هستند، زیرا دارای مقاطع بزرگتر، نقاط تنش قالب گیری شده و اتصالات جوش داده شده با حلال هستند که می توانند توسط چرخه حرارتی در معرض خطر قرار گیرند. انتخاب و نصب لوله پی وی سی Fittings for Plumbing به درستی برای یکپارچگی طولانی مدت هر سیستم فضای باز بسیار مهم است.
یکپارچگی اتصال سیمان حلال در فضای باز
اتصال PVC جوش داده شده با حلال به درستی به استحکام باندی بیشتر از استحکام دیواره لوله دست می یابد - به این معنی که یک سیستم به درستی متصل شده در بدنه لوله قبل از اتصال تحت آزمایش فشار از بین می رود. با این حال، چرخه دمای بیرون، رابط مشترک را در طول زمان از طریق انبساط حرارتی دیفرانسیل تخریب میکند. ضریب انبساط حرارتی PVC تقریبا می باشد 54 × 10-6 m/m/°C ، که به معنای تجربه دویدن 10 متری است 5.4 میلی متر حرکت برای هر 10 درجه سانتیگراد تغییر دما بدون پیش بینی انبساط، این تنش در اتصالات ثابت جمع می شود و در نهایت می تواند سوکت های جوش داده شده با حلال را ترک کند.
اتصالات رزوه ای در مقابل حلال-جوش در خدمات در فضای باز
اتصالات پی وی سی رزوهدار غلظت تنش بیشتری را در ریشههای رزوه ایجاد میکنند و نسبت به اتصالات جوشی با حلال ساده در معرض ترکخوردگی ناشی از تخریب UV هستند. برای دویدن روی زمین در فضای باز، اتصالات حلال جوش هر جا که ممکن است ترجیح داده می شوند. در مواردی که اتصالات رزوه ای اجتناب ناپذیر است - مانند اتصالات متر یا اتصالات شیر - برای محافظت از رابط رزوه، آب بندی نوار PTFE و پوشش محافظ UV توصیه می شود.
| نوع اتصالات | آسیب پذیری UV | خطر چرخه حرارتی | برای استفاده در فضای باز توصیه می شود |
|---|---|---|---|
| سوکت حلال جوش | متوسط | کم | بله، با محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش |
| رشته ای BSP / NPT | بالا | بالا | فقط در صورت لزوم |
| اتصال حلقه لاستیکی (RRJ) | کم (buried) | خیلی کم | بله - برای شبکه های مدفون ترجیح داده می شود |
| کوپلینگ فشاری | متوسط | متوسط | بله، با باز کردن دوره ای مهره |
روش های عملی برای محافظت از لوله پی وی سی در برابر اشعه ماوراء بنفش در فضای باز
هنگامی که دفن لوله امکان پذیر نیست، چندین روش اثبات شده از سطح زمین محافظت می کنند لوله پی وی سی از تخریب اشعه ماوراء بنفش و افزایش عمر مفید آن در فضای باز به میزان قابل توجهی.
- رنگ محافظ UV: دو لایه رنگ لاتکس بر پایه آب (خاکستری روشن یا سفید برای به حداقل رساندن جذب گرما) مستقیماً روی سطح لوله اعمال کنید. این روش پرکاربردترین و مقرون به صرفه ترین روش است و قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش در سطح را بیش از حد کاهش می دهد. 90% . هر 3 تا 5 سال یکبار با آب و هوای رنگ، رنگ را دوباره بپوشانید.
- پوشش عایق لوله فوم: فوم پلی اتیلن سلول بسته دارای اهداف دوگانه است - محافظ UV و عایق حرارتی. این به ویژه برای سیستم های گرمایش آب خورشیدی و لوله کشی استخر که در آن حفظ گرما نیز هدف است موثر است.
- آستین لوله پی وی سی: مسیریابی لولههای فشار با قطر کمتر در داخل مجرای برق خاکستری تثبیت شده با اشعه ماوراء بنفش، حفاظت کامل در برابر اشعه ماوراء بنفش و حفاظت مکانیکی اضافی در برابر ضربه را فراهم میکند.
- سازه های سایه دار یا پل های لوله: در محیطهای کشاورزی و صنعتی، اجرای لوله در زیر سقف موجدار یا پل لوله، تابش مستقیم خورشید را به طور کامل حذف میکند و بادوامترین راهحل طولانیمدت برای اجراهای با قطر زیاد است.
- PVC تثبیت شده در برابر اشعه ماوراء بنفش را از ابتدا مشخص کنید: در جایی که خدمات در فضای باز در بالای زمین از قبل شناخته شده است، تامین منبع لوله با تثبیت کننده های UV از پیش ترکیب شده در رزین قابل اعتمادترین رویکرد است که نیاز به نگهداری مداوم پوشش های سطحی را از بین می برد.
استانداردهای نصب کلیدی برای سیستم های لوله پی وی سی در فضای باز
انطباق با استانداردهای نصب شناخته شده تضمین می کند که سیستم های لوله پی وی سی در فضای باز طبق برنامه عمل می کنند و الزامات قانونی را برآورده می کنند. جدول زیر پرکاربردترین استانداردها را بر اساس منطقه و نوع کاربرد خلاصه می کند.
| استاندارد | منطقه | برنامه |
|---|---|---|
| ASTM D1785 | آمریکای شمالی | جدول 40 / 80 لوله فشار PVC برای تامین آب |
| ASTM D2241 | آمریکای شمالی | لوله پی وی سی با درجه فشار (سری SDR) برای آبیاری |
| ISO 4422 / EN 1452 | بین المللی / اروپا | لوله و اتصالات PVC-U برای تامین آب تحت فشار |
| AS/NZS 1477 | استرالیا / نیوزلند | لوله و اتصالات PVC برای کاربردهای تحت فشار و بدون فشار |
| BS EN 13598 | اروپا | لوله های PVC-U برای زهکشی و فاضلاب زیرزمینی |
سوالات متداول در مورد لوله پی وی سی برای استفاده در فضای باز
هنگامی که به درستی نصب و در زیر خط یخبندان با بستر دانه ای مناسب دفن می شود، لوله تامین آب PVC معمولاً عمر مفید 50 سال یا بیشتر را ارائه می دهد. مطالعات مستقل و سوابق تاسیساتی به طور پیوسته نشان می دهد که شبکه های فشار پی وی سی مدفون در دهه های 1970 و 1980 هنوز در حال خدمت هستند و خرابی ناچیزی دارند. الزامات کلیدی پشتیبانی بستر مناسب، تراکم صحیح پسپر و اجتناب از بارهای نقطهای از سنگها یا تجهیزات سنگین در حین نصب است.
بله. استفاده از دو لایه رنگ لاتکس بر پایه آب یک روش پذیرفته شده برای محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش لوله پی وی سی روی زمین است. رنگ های روشن مانند سفید یا خاکستری روشن ترجیح داده می شوند زیرا تابش خورشید را منعکس می کنند و سطح لوله را خنک تر نگه می دارند. رنگهای تیره گرما را جذب میکنند و میتوانند دمای سطح لوله را تا حدی افزایش دهند که PVC را نرم کند یا درجه فشار آن را کاهش دهد. هر 3 تا 5 سال یکبار رنگ را تجدید کنید زیرا هوا باعث کاهش اثربخشی آن می شود.
استاندارد PVC is rated for continuous service up to approximately 60°C, making it unsuitable for hot water lines where fluid temperatures can approach or exceed this limit. CPVC (Chlorinated PVC) is rated to 93°C and is the correct choice for outdoor hot water supply lines, solar thermal systems, and pool heating circuits. CPVC requires its own dedicated solvent cement and fittings — standard PVC cement is not compatible with CPVC joints.
لوله پی وی سی که در شرایط انجماد در بالای سطح زمین باقی می ماند با دو خطر روبرو است: شکنندگی ضربه در دماهای پایین و آسیب احتمالی یخ زدگی در صورت باقی ماندن آب در داخل لوله. در آب و هوای سرد، لوله های پی وی سی روی زمین باید قبل از اولین انجماد به طور کامل تخلیه شوند، یا با تاخیر لوله سلول بسته با درجه حرارت زیر صفر عایق بندی شوند. لوله هایی که نمی توانند تخلیه شوند باید از مواد مقاوم در برابر یخ زدگی استفاده کنند یا کابل های ردیابی حرارتی الکتریکی را در زیر عایق قرار دهند.
اتصالات PVC مانند لوله دارای خواص مواد و محدودیت های UV هستند، اما سطح مقطع بزرگتر و هندسه قالبی آنها می تواند در برخی موارد آنها را در برابر ترک های سطحی مقاوم تر کند - و در موارد دیگر در اتصالات رزوه ای آسیب پذیرتر شود. برای خدمات دفن شده در فضای باز، اتصالات PVC استاندارد به طور نامحدود عملکرد خوبی دارند. برای خدمات در فضای باز در بالای زمین، اتصالات باید مانند لوله محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش را دریافت کنند، و اتصالات رزوهشده بهویژه باید سالانه برای نشانههای ترکخوردگی استرس در ریشههای نخ بررسی شوند.
هر دو بر پایه پلیمر PVC غیر پلاستیک ساخته شده اند، اما محصولات متفاوتی با فرمولاسیون و گواهینامه های متفاوت هستند. لوله برق خاکستری PVC حاوی تثبیت کننده های UV است و برای قرار گرفتن در معرض مداوم در فضای باز آزمایش و رتبه بندی شده است. لوله پی وی سی لوله کشی سفید در برابر اشعه ماوراء بنفش تثبیت نشده است و برای سرویس سیال تحت کدهای لوله کشی تایید شده است. این دو محصول نباید به جای یکدیگر مورد استفاده قرار گیرند - لوله خاکستری برای خدمات آب آشامیدنی رتبه بندی نشده است، و لوله لوله کشی سفید برای قرار گرفتن در معرض طولانی مدت UV در فضای باز رتبه بندی نمی شود.
