سرویس ترجمه انجمن لوله و اتصالات پی وی سی: پلی­وینیل کلراید (PVC) نیز مانند بسیاری دیگر از مواد تحت­تاثیر عوامل جوی قرار می­گیرد. این امر نه تنها در پلاستیک­ها، بلکه در سایر مواد نیز مانند چوب و فلزات دیده می­شود. بنابراین، برای پیشگیری از این اثرات، باید تدابیری اندیشید.

معمولا برای محافظت از محصولات چوبی و فلزی در برابر عوامل جوی، از پوشش­های رنگی و یا روغنی استفاده می­گردد. اما برای محافظت­ از محصولات ساخته شده از PVC در برابر عوامل جوی باید از موادی در ترکیب آنها استفاده گردد. بدین منظور، برای محافظت از لوله­های PVC می­توان حداقل از 5/1 قسمت  از رنگدانه سفید تیتان دی­اکسید (TiO₂) در 100 قسمت رزین PVC استفاده کرد.

نکته. برای بیان میزان مواد افزودنی مورد استفاده در لاستیک­ها و پلاستیک­ها از واژه قسمت در 100 پلیمر استفاده می­گردد که به آن phr گفته می­شود.

هوازدگی در PVC

وقتی PVC محافظت­نشده در برابر نور خورشید قرار می­گیرد، اشعه ماوراءبنفش موجب یک سری واکنش­های پیچیده شده که در نهایت سبب تخریب ساختار پلیمری می­گردد، می­شود. تخریب همواره با تشکیل ترکیبات رنگی همراه است. در حقیقت، تغییر رنگ PVC محافظت­نشده به عنوان معیاری برای اندازه­گیری کَمّی اشعه UV استفاده می­گردد.

رایجترین ماده­ محافظت­کننده از لوله­های PVC در برابر نور خورشید، تیتان دی­اکسید می­باشد. این ماده بیشتر تابشهای اشعه مرئی وUV را جذب می­کند و در نتیجه از مولکولهای PVC محافظت می­کند. در استرالیا، برای محافظت از لوله و اتصالات PVC از تیتان دی­اکسید (TiO₂) روتایل به عنوان پوشش­دهنده استفاده می­گردد.

مطالعات ارائه شده

مطالعات بسیاری در رابطه با محافظت از PVC در برابر عوامل جوی صورت گرفته است. دو نمونه از مهمترین مطالعات صورت گرفته توسط موسسهUni-BELL در امریکا و موسسهCSIRO در استرالیا می­­باشد. هر دوی این مطالعات روی نمونه­ها در شرایط جوی محیط آزاد انجام شده است. برای مثال، مطالعات موسسه CSIRO بر روی نمونه های قرار گرفته در Broken Hill Whilstبوده و تحقیقات موسسه آمریکایی برروی نمونه­هایی صورت گرفت که در 12 جایگاه مختلف قرار گرفتند.

در تحقیقی که توسط موسسهCSIRO انجام شد، لوله­ها و اتصالات دقیقا مطابق با استاندارد مورد استفاده در استرالیا/نیوزلند تهیه گردید، در این استانداردها میزان مشخصی از TiO­₂ مورد مصرف قرار می­گیرد.

چنانچه مطالعات نشان می­دهند، میزان 5/1 قسمت TiO­­₂برای تهیه لوله­های محافظت شده PVCکافی است.افزودن میزان بیشتر TiO₂هیچ نتیجه خاصی را برای لوله و اتصالات PVC به همراه ندارد، گرچه در محصولات تزیینی برای زیبایی از میزان بیشتری تیتان دی­اکسید استفاده می­شود.

تحقیقات موسسه Uni-Bell نشان داد که قرارگیری لوله­های PVC در شرایط مختلف آب­وهوایی تغییری در خواص توده، استحکام کششی و مدول به وجود نمی­آورد. در تحقیقات مشابهی که در موسسه CSIRO صورت گرفت نیز مشاهده شد، صرفنظر از میزان TiO₂ مورد استفاده،تغییری در تنش تسلیم ایجاد نمی­گردد. چنانچه مشاهده می­شود، محصولاتی که در آب­وهوای Broken Hill قرارگرفتند حتی پس از دو سال بدون داشتن پیگمنت، تغییری در استحکام کششی­شان به وجود نیامد.

در تحقیقاتی که توسط موسسه CSIROانجام شد، براقیت سطح لوله­ها با تغییر مواجه شدند. یک کاهش تصاعدی در سطح براق لوله­هادر فاصله زمانی 12 ماه پس از قرارگیری در معرض عوامل جوی مشاهده شد، پس از این زمان تغییر بیشتری مشاهده نگردید.

در تحقیقاتی که توسط موسسه CSIRO بر روی محصولات پایدارسازی نشده صورت گرفت نشان از کاهش مقاومت به ضربه پس از 3 ماه از تولید داشت. لوله­ها نیز پس از 2 سال این میزان کاهش مقاومت به ضربه را نشان دادند. اما زمانی که لوله­ها مدت زمان کمتری را در معرض عوامل جوی قرار بگیرند کاهشی در مقاومت به ضربه را از خود نشان نمی­دهند.

استاندارد استرالیا برای لوله­های PVC

تا دهه 1980، در استانداردهای استرالیایی میزانی برای TiO­­₂موردنیاز، مشخص نشده بود. زمانی که استاندارد مشترک بین دو کشور استرالیا و نیوزلند تدوین گردید، میزانی کمتر از phr5/1 را برایTio₂در نظر گرفتند، این میزان بر پایه نتایج مختلف بدست آمده از آزمایشات فوق،خصوصاً مطالعات ارائه شده از موسسهCSIRO ارائه گردید. استانداردها با توجه به میزان TiO₂موردنیاز ارائه گردیدند:

a. در چاپ استانداردAS1260 در سال1974، برای تولید لوله های UPVC و اتصالات فاضلابی الزامی برای استفاده از TiO₂نبود، مگر در مواردی که رنگ تولیدات کِرم بود. به منظور رنگ­دهی، معمولا ازTiO₂استفاده می­شده است. به علاوه، برخی از تولیدکنندگان برای اتصالات فاضلابی ظرفیتی را برای TiO₂ در نظر گرفته بودند. در چاپ 1984 استانداردAS1260مقدار حداقل phr1 را برای تیتانیوم دی­اکسیدروتایل در نظر گرفت. لازم به ذکر است که لوله­ها و اتصالات فاضلابی صرفاً برای کاربرد در زیرِ زمین ساخته شده بودند. در 1996، دو کشور استرالیا و نیوزلند استاندارد لوله­های فاضلابی و سیتم تهویه (waste and ventilating pipe) را با یکدیگر ادغام کرده و تحت عنوان استاندارد  AS/NZS1260ارائه دادند در این استاندارد جدید میزان phr5/1 تیتان دی اکسید به عنوان مرجع استاندارد در نظر گرفته شد. این میزان بعدها برای همه لوله­های PVC در نظر گرفته شد.

b. در استاندارد AS1415 چاپ 1974، برای لوله ها و اتصالات مدفون در خاک، فاضلاب و دریچه، میزانی از TiO₂ موردنیاز بود که رنگ موردنظر را ایجاد می­کرد. با توجه به این امر میزان TiO₂ موردنیاز از phr2به phr5/1 تقلیل یافت. این مسئله در استاندارد ترکیبی AS NZS DWVچاپ1996 ذکر گردید.

c. تا سال 2002، در استاندارد مربوط به سروصدا در لوله و اتصالات یعنی استاندارد AS1254میزان معینی برای TiO₂موردنیاز ذکر نشده بود اما با انتشار استاندارد AS/NZS1254-2002 میزان موردنیاز نیز گنجانده شد.

d. برای کاربردهای تحت فشار، با انتشار استاندارد مشترک استرالیا و نیوزلند AS/NZS1477برایTiO₂مقداری کمتر از phr5/1 در نظر گرفته شد.پس از آن، صنایع ملزم به افزودن میزان کافی از پیگمنت برای رسیدن به رنگ موردنظر خود بودند. PVC-M و PVC-O لوله­های تحت فشار، پس از آن PVC-U، معمولاً نیاز به حداقل phr5/1 تیتان دی­اکسید هستند.

e. در استاندارد AS/NZS2032 که مربوط به سیستم نصب لوله­های PVC است بیان می­کند که، اگر مدت زمان انبارش لوله­ها بیش از 12 ماه باشد، لوله­ها و اتصالات باید پوشش داده شوند و در محلی قرار گیرند که امکان تهویه و خروج گرمای به دام افتاده فراه مباشد. در این روش می­توان لوله­ها و اتصالات را به مدت نامحدود انبارش کرد. این نظریه بسیار محافظه­کارانه و توجیه­ناپذیر در تحقیقات انجام شده توسط موسسه CSIRO و موسسات دیگر ارائه گردیده است.

توصیه­های اضافی مبنی بر انبارش لوله و اتصالات PVC و همچنین انتخاب افزودنی مناسب برای پوشش_­دهی محصولات حین انبارش در استاندارد AS/NZS2032 ارائه شده است.

سرویس­دهی لوله­ های PVC

لوله­ها و اتصالات قدیمی­تر SWV و حالا لوله­ها و اتصالات DWV اغلب در مکانهایی نصب می­شوند که به طور مداوم در معرض نور آفتاب قرار دارند اما این قرارگیری در نور آفتاب موجب عوارض جانبی در مدت زمان سرویس­دهی آنها نخواهد داشت.

اغلب لوله_­­­ها و اتصالات PVC تحت فشار در زیرِ زمین نصب می­شوند، اما عموما، استفاده از آنها بدین گونه نیست، چنانچه در برخی کاربردهای صنعتی و آبیاری گیاهان از آنها در سطح استفاده می­گردد. چنانچه توصیه شده است، در صنعت پلاستیک برای حفاظت از لوله­های PVC تحت­فشار از یک رنگ پایه آب که هیچ مغایرتی با ترکیب ایجاد نمی­کند، استفاده می­گردد. در مورد طول عمر لوله­های تحت­فشار هنگامی که از رنگ استفاده شده است، نمی­توان مدت معینی را پیش­بینی کرد.

نتایج

a. این تحقیق تایید می­کند که تیتان دی­اکسید یک ماده محافظ عالی برای لوله­های PVC در برابر اشعه UV می­باشد.

b. مقدار بهینه پیگمنت phr5/1 در 100 قسمت رزین PVC است.

c. غلظت 5/1 درصدی تیتان دی­اکسید برای محافظت از لوله­ها و اتصالات تحت انبارش برای مدت زمان حداقل 2 سال کفایت می­کند. در واقع انتظار می­رود که این میزان برای محافظت از لوله­ها در برابر نورخورشید در طول عمر سرویس­دهی لوله نیز مثمرثمر باشد.

نکته. برای طول عمر بیشتر و جلوگیری از تخریب حرارتی لوله­ها و اتصالاتی که در معرض آبهای با دمای بالا قرار میگیرند باید از مقدار کافی تثبیت­کننده­های حرارتی استفاده گردد.

d. در استاندارد AS/NZS2032 هیچ توجیه منطقی برای زمان انبارش 12 ماهه لوله­ها و اتصالات ارائه نشده است، در حال حاضر میزان phr5/1 تیتان دی­اکسید حداقل غلظت مورداستفاده در تولید لوله­های PVC می­باشد.

نکته. 1. لوله­هایی غیرسفیدی که مدت زمان طولانی در معرض نور خورشید قرار می­گیرند، حالتهایی از محوشدن رنگ و یا گچی شدن سطح لوله را نشان می­دهند، در حالی که این تغییرات تنها یک اثر سطحی است و تاثیری روی استحکام حلقه و سختی لوله­های PVC نخواهد داشت.

2. تولیدات با قطرهای بزرگ و سوکتهای موازی، اتصالات PVC وارداتی که هم کاربرد تحت فشار دارند و هم فاضلابی، ممکن است شامل کمتر از phr5/1 TiO₂ باشند. این محصولات باید با روشهایی علامت گذاری شوند من­جمله، «محافظت موردنیاز برای استفاده خارجی در برابر نور مستقیم خورشید».

توصیه ­ها

در استاندارد AS/NZS2032 برای کاربرد لوله و اتصالات PVC توصیه­هایی ارائه شده است، از جمله:

a. لوله ­ها و اتصالات PVC ساخته شده طبق استانداردهای AS/NZS و شامل کمتر از phr5/1 تیتان دی­اکسید می­توانند به مدت حداقل 2 سال در معرض هوای آزاد انبارش شوند.

b. لوله ­ها و اتصالات تحت­فشار ساخته شده طبق استانداردهای AS/NZS و شامل حداقل phr5/1 تیتان­ دی­اکسید نیازی به رنگ ندارند مگر در مواردی که بحث زیبایی تولید مدنظر باشد.