Association of PVC Pipe and Fitting Producers

به گزارش واحد کارشناسی انجمن لوله و اتصالات پی وی سی، رده بندی فشار قابل تحمل برای لوله های پی وی سی معمولا بر اساس کارکرد در دمای 20 درجه سانتی گراد است. در دماهای بالاتر از 20 درجه سانتی گراد، فشار مجاز کاری با ضریبی از استحکام مواد کاهش می یابد. 

استفاده از لوله های پی وی سی برای کاربردهای پیوسته از دمای 20 تا حداکثر 60 درجه سانتی گراد توصیه می شود. اگرچه لوله های پی وی سی در دمای پایین تر و یا انتقال سیالات با دمای پایین و حتی گاهی تا دمای کمتر از صفر درجه سانتی گراد نیز استفاده می شوند. برای اینگونه کاربردها فاکتورهای اضافی در طراحی لوله در نظر گرفته می شوند.

رده بندی فشار
در دمای زیر20 درجه سانتی گراد به دلیل افزایش استحکام مواد، مقاومت در برابر فشار داخلی لوله های پی وی سی افزایش می یابد. اگرچه معمولاً این افزایش استحکام در طراحی و رده بندی فشار منظور نمی شود. لذا همان رده بندی اسمی فشار برای لوله های پی وی سی در 20 درجه سانتی گراد (PN) برای دماهای پایین تر نیز استفاده می شود.

مقاومت شیمیایی
بیشتر جداول مقاومت شیمیایی موجود بر اساس غوطه ور سازی نمونه ها در محلول شیمیایی در20 درجه سانتی گراد و بررسی مقاومت نمونه در آن محلول تهیه می شوند. در دماهای پایین، داده های زیادی موجود نیست؛ اگرچه معمولاً با کاهش دما، تخریب لوله های پی وی سی در مواد شیمیایی نیز کمتر می شود.

 بنابراین منطقی به نظر می رسد که همان داده های موجود در 20 درجه سانتی گراد برای دماهای پایین تر نیز مورد استفاده قرار گیرند. البته باید در نظر گرفته شود که آزمون های غوطه ور سازی معمولا بدون اعمال هرگونه فشار و نیروی مکانیکی انجام می شوند و در صورتی که لوله تحت فشار و یا نیرو باشد، بهتر است آزمون های تکمیلی انجام گیرند.

مقاومت ضربه :
مقاومت ضربه پی وی سی در دماهای پایین کاهش می یابد. در شرایط وجود نیروی ضربه ای، پی وی سی در دمای اتاق رفتار داکتایل داشته و با کاهش دما رفتار آن به رفتار شکننده  تغییر می یابد. دمای انتقال رفتار از داکتایل به شکننده به فرمولاسیون بستگی دارد. در برخی فرمول¬ها، مقاومت ضربه در20- درجه تقریباً نصف مقاومت آن در 20 سانتی گراد است.

اضافه کردن مواد اصلاح کننده ضربه پذیری و یا طراحی فرمولاسیون PVC-M سبب کاهش دمای انتقال رفتار PVC از داکتایل به شکننده شده و بهبود مقاومت لوله¬ها در برابر ضربه را موجب می شود. در لوله های PVC-O نیز با تغییر شکل فرایند تولید، مقاومت ضربه افزایش می یابد. در هر صورت برای محافظت از لوله در برابر ضربه های احتمالی در هنگام نصب و جایگذاری آنها در دماهای پایین، باید تمهیدات لازم در نظر گرفته شود.

انقباض و انبساط لوله ها
هرچند ضریب انقباض و انبساط لوله های پی وی سی از سایر لوله های پلاستیکی کمتر است، با اینحال در شرایطی که دمای محیط در هنگام کاربری لوله¬ها با دمای محیط در هنگام نصب آنها متفاوت است، باید ملاحظات مربوط به انقباض و انبساط لوله ها در نظر گرفته شود.

ضریب انبساط حرارتی پی وی سی   بر درجه سانتی گراد است؛ یعنی به عنوان مثال اگر لوله در دمای 20 درجه سانتی گراد نصب شده و سپس در حین کاربرد تا 10- درجه سانتی گراد خنک شود، میزان انقباض در هر متر لوله برابر 1/6 میلی متر خواهد بود.
در هنگام نصب دقت شود که انقباض و انبساط احتمالی لوله ها  نباید سبب ایجاد خمش زیاد در محل اتصال چسبی و یا زانویی و یا سه راهی ها شود.

تغییرات دما
نصب و کاربری لوله ها باید به گونه ای باشد که از تغییرات دمایی لوله به طور ناگهانی جلوگیری شود. میزان تنش وارد شده به لوله ها در اثر تغییرات دمایی از طریق فرمول زیر محاسبه می شود:

S= Ee = 0.5 × ∆TE       
که در آن :
S: تنش (MPa)
E: مدول (MPa)
E: کرنش
α : ضریب انبساط و انقباض حرارتی (c/°)
T∆: تغییرات دمایی در طول دیواره

بنابراین به عنوان مثال در دمای کاربری 10- سانتی گراد، اگر دما به یکباره به 20 درجه سانتی گراد تغییر یابد، تنش وارد شده به لوله مقدار زیر خواهد بود:  

علاوه بر آن هنگامی که سطح داخلی لوله سردتر از سطح بیرونی باشد، سطح داخلی دچار تنش کششی می شود که این به سایر تنش های اعمالی به سیستم اضافه خواهد شد که در طراحی باید درنظر گرفته شود. 

 امکان ایجاد تنش در اتصالات نیز وجود دارد، به ویژه برای اتصالاتی که دارای شکل هندسی پیچیده هستند، از جمله زانویی و سه راهی. 

قابل ذکر است که تمامی تنش¬ های ذکر شده به ضریب انبساط و انقباض حرارتی لوله بستگی داشته و در لوله¬ های  پی وی سی، به دلیل اینکه این ضریب پایین¬تر از سایر لوله ها است، شاهد تنش کمتری نسبت به سایر لوله های پلیمری هستیم.¬