لوله های فاضلاب  PVC بیش از 60 سال است که استفاده می شود ابتدا در قطرهای کوچکتر تولید می شد اما امروزه درقطرهایی تا 60 اینچ نیز استفاده می شود. لوله های فاضلابی FRP برای مدت زمان کوتاه تری در دسترس بوده اند و عمدتا در قطرهای 24 اینچ و بزرگتر استفاده می شوند.

سفتی لوله (PS): نیازی به تعیین سفتی بالاتر برای لوله  PVC  نیست

سوتفاهم رایجی که وجود دارد این است که لوله  PVC باید دارای سفتی حلقه ای بالاتری باشد تا با لوله FRP  برابری کند.  برای تعیین  PS لوله های  PVC و FRP  روش آزمون یکسانی وجود دارد: ASTM D2412  روش آزمون تعیین مشخصات بارگذاری خارجی لوله های پلاستیکی با استفاده از صفحات موازی

در استاندارد ویژگی های هر دو محصول، رایج ترین سفتی حلقه ای  46 psi  است و محصولی با انعطاف پذیری کمتر، psi  72 تا 75  سفتی دارد و در استاندارد  F 679  برای لوله های  PVC حتی مقادیر سفت تر  PS  شامل psi  115 ارائه شده است. از آنجایی که مقادیر PS  معادل هستند، محاسبات تغییر شکل باید درصد تغییر شکل یکسان فارغ از اینکه کدام جنس لوله استفاده می شود را ارائه دهد.

در طراحی لوله های انعطاف پذیر، کیفیت لوله گذاری یا نحوه خواباندن لوله معمولا تاثیر بیشتری در کاهش تغییر شکل نسبت به سفتی لوله دارد. با این حال فایبرگلاس به دلیل انعطاف پذیری کمتر و خوردگی ناشی از کرنش به کیفیت لوله گذاری حساس تر است.

تغییر شکل لوله-  FRP  در سطوح تغییر شکل پایین تر در معرض آسیب قرار می گیرد

هر دو لوله  PVC و FRP   انعطاف پذیر در نظر گرفته می شوند و از روش آنالیز یکسانی برای این دو استفاده می شود( معادله اصلاح شده آیوا) این بدان معناست که تغییر شکل لوله برای هر دو محصول در بار گذاری یکسان و سفتی یکسان، برابر خواهد بود. با این حال FRP  محدودیت های بسیار سخت تری برای میزان تغییر شکل مجاز دارد:

• برای  FRP  میزان تغییر شکل مجاز تا 4% ( در کوتاه مدت ) و 5% ( در بلند مدت)است
•  برای  PVC میزان تغییر شکل مجاز تا 7.5% ( در کوتاه مدت و بلند مدت) در نظر گرفته شده است.

به دلیل مقاومت بیشتر در برابر تغییر شکل برای لوله های  PVC، می توان این لوله ها را در عمق های بیشتری دفن کرد. به بیانی دیگر تغییر شکل یکسانی برای هر دو لوله رخ می دهد اما FRP  در سطوح تغییر شکل و انحراف پایین تری در معرض آسیب قرار می گیرد. در استاندارد  ASTM D 3262 ، برای لوله های FRP  مستلزم این است که خوردگی ناشی از کرنش در نظر گرفته شود و زمانی که لوله برای عمر 50 سال طراحی می شود، می تواند حداکثر تغییر شکل برای لوله های  FRP  را به 4% محدود کند.

همچنین لوله های  FRP  اغلب دارای پوشش داخلی وینیل استر هستند که حداکثر تغییر شکل طولانی مدت را به 4% و تغییر شکل کوتاه مدت را به 3% محدود می کند.

استحکام ضربه- تاثیرات ساختاری می تواند منجر به شکست  FRP  نصب شده شود.

در استاندارد ASTM F679  لوله های فاضلاب  PVC ثقلی باید از نظر مقاومت در برابر ضربه مطابق با روش آزمون در استاندارد  ASTM D 2444  با عنوان تعیین استحکام ضربه برای لوله و اتصالات ترموپلاستیک با استفاده از روش سقوط وزنه تست شوند. FRP دارای چنین الزاماتی برای تست ضربه نیست زیرا آستر قطر داخلی لوله FRP ممکن است در اثر نیروی ناشی از ضربه ترک بخورد. ترک خوردگی پوشش داخلی لوله FRP  می تواند باعث خرابی زود رس لوله در اثر خوردگی ناشی از کرنش شود.

مقاومت در برابر سایش  

FRP به طور متوسط سایش بیشتری را براساس آزمایشات سایش مواد مختلف لوله که توسط موسسه سازه های هیدرومکانیک و هیدرولیک دانشگاه فنی دارمشتات آلمان (TUD ) انجام شد ، نشان می دهد. لوله های  PVC حدود 3 تا 4 برابر لوله های FRP  در برابر سایش مقاوم هستند. آزمون TUD  امروزه به یک روش آزمون استاندارد برای آزمون سایش برای لوله ها تبدیل شده است.

عمر طراحی- FRP  در معرض خوردگی ناشی از کرنش قرار می گیرد

لوله فاضلاب  PVC در خدمت رسانی از بین نمی رود. عمر طراحی آن بیش از 100 سال است و در واقع یک مطالعه استرالیایی نشان داد که عمر مورد انتظار لوله های  فاضلاب پی وی سی نصب شده تا 288 سال است. در مقابل FRP  در معرض خوردگی کرنشی است. در صورت بروز ترک در لایه های داخلی و خارجی، لایه های داخلی FRP  در معرض خوردگی قرار می گیرند. اگر لوله ها دچار تغییر شکل بیش از حد شود، این ترک ها ممکن است ایجاد شوند. با توجه به انتشارات صنعتی و ASTM D3262 عمر طراحی  FRP  در حداکثر سطوح تغییر شکل آن فقط 50 سال است. یکی از دلایل عمر طولانی لوله PVC این است که ماده لوله همگن است یعنی از فرمولاسیون یکسان در سرتاسر دیواره لوله استفاده می شود. در مقابل FRP  یک ماده کامپوزیتی است که از چندین لایه فیلر، رزین و الیاف تشکیل شده است که توانایی مقاومت آنها در برابر خوردگی متفاوت است.

مزیت لوله های فاضلابی  PVC:

همانطور که در بالا نشان داده شد، هنگام مقایسه لوله های فاضلاب فایبرگلاس و PVC، لوله های PVC برنده است زیرا:

• محصولاتی با سفتی بیشتر(115psi) ارائه می دهند
• چهار برابر مقاومت در برابر سایش بیشتری دارند
• عمر طراحی طولانی تری دارند
• مقاومت در برابر ضربه به طور قابل توجهی بیشتر است
• و نسبت به تغییر شکل حساسیت کمتری دارند.

برای کاربردهای لوله فاضلاب با قطر بزرگ، pvc محصول انتخابی است

شرکت هایی که به دنبال لوله کشی با قطر بزرگ برای شبکه های فاضلابی هستند باید مزیت های اثبات شده در صنعت لوله pvc را در نظر بگیرند. همانطور که شهرداری ها و مهندسان تلاش می کنند هزینه ها را کاهش دهند و عملکرد سامانه را بهبود بخشند، باید به تفاوت های اساسی بین مواد لوله فاضلاب  PVC و FRP  توجه داشته باشند. جدول زیر برخی از تفاوت های کلیدی بین این دو نوع لوله را خلاصه کرده است.

منبع:

ASTM D2412; ASTM D2444; ASTM D3262; ASTM F679; Handbook of PVC Pipe, Uni-Bell PVC Pipe Association; “Wear Data of Different Pipe Materials of Sewer Pipelines,” University of Darmstadt; Whittle and Tennakoon, “Predicting the Residual Life of PVC Sewer Pipes; “ The Complete Hobas Guide,” Hobas Pipe USA