لوله های صنعتی PVC-U لوله های ترموپلاستیک سفت و سختی هستند که از پلی وینیل کلرید غیرپلاستیک شده تولید می شوند، نوعی PVC که حاوی هیچ افزودنی پلاستیک کننده ای نیست. عدم وجود نرم کننده ها چیزی است که PVC-U را از مواد PVC انعطاف پذیر متمایز می کند و به آن پایداری ابعادی، مقاومت شیمیایی و استحکام مکانیکی مورد نیاز برای کاربردهای لوله کشی صنعتی را می دهد. ترکیب PVC-U از ترکیب رزین پی وی سی با تثبیت کننده های حرارتی، اصلاح کننده های ضربه، کمک های پردازش، رنگدانه ها و پرکننده ها در فرمول های دقیق کنترل شده ای که خواص نهایی لوله را تعیین می کند، تولید می شود. سپس این ترکیب از طریق اکسترودرهای دو پیچی پردازش میشود که ذوب میشوند، همگن میشوند و مواد را از طریق یک قالب لوله میفرستند تا یک لوله پیوسته تشکیل شود، که سپس اندازهگیری میشود، در یک حمام کالیبراسیون سرد میشود، به طول برش داده میشود و قبل از ارسال بازرسی میشود.
پارامترهای فرآیند اکستروژن - دمای مذاب، سرعت پیچ، هندسه قالب و سرعت خنکسازی - به دقت کنترل میشوند تا از ضخامت دیواره، گرد بودن و کیفیت سطح داخلی در طول هر لوله اطمینان حاصل شود. خطوط اکستروژن لولههای PVC-U صنعتی مدرن، اندازهگیری ضخامت دیواره درون خطی را با استفاده از سنجهای اولتراسونیک، سیستمهای کنترل قطر خودکار، و نرمافزار کنترل آماری فرآیند ترکیب میکنند که به طور مداوم پارامترهای ابعادی را بررسی میکنند و به اپراتورها نسبت به انحرافات قبل از اینکه منجر به محصولی خارج از مشخصات شوند، هشدار میدهند. نتیجه لوله ای با ابعاد کاملاً کنترل شده، سوراخ داخلی صاف است که مقاومت جریان را به حداقل می رساند و خواص مقاومت مکانیکی و شیمیایی ثابتی دارد که به مهندسان اجازه می دهد تا سیستم های لوله کشی را با اطمینان از عملکرد طولانی مدت مواد طراحی کنند.
عملکرد لولههای PVC-U صنعتی در حال خدمت توسط مجموعهای از خواص فیزیکی و مکانیکی که ذاتی مواد PVC غیرپلاستیک و فرآیند تولید لوله است، کنترل میشود. قبل از اینکه PVC-U به عنوان ماده انتخابی لوله انتخاب شود، باید این خصوصیات را در برابر نیازهای کاربرد مورد نظر درک و ارزیابی کرد.
یکی از قانعکنندهترین دلایل برای مشخص کردن PVC-U در کاربردهای لولهکشی صنعتی، مقاومت گسترده آن در برابر طیف وسیعی از مواد شیمیایی خورنده است. PVC-U در برابر اکثر اسیدهای معدنی از جمله اسید کلریدریک، اسید سولفوریک، اسید فسفریک و اسید نیتریک در غلظت های متوسط و همچنین در برابر قلیایی ها، نمک ها، عوامل اکسید کننده و بسیاری از ترکیبات آلی مقاوم است. این مقاومت آن را برای انتقال مواد شیمیایی فرآیند، پسابهای اسیدی، محلولهای نمکی و جریانهای فاضلاب صنعتی که به سرعت فولاد کربنی یا حتی سیستمهای لولهکشی فولاد ضد زنگ را خورده میکنند، مناسب میکند.
با این حال، PVC-U به طور جهانی مقاوم در برابر مواد شیمیایی نیست، و محدودیت های آن باید قبل از تعیین مشخصات به دقت بررسی شوند. توسط اسید سولفوریک غلیظ بالاتر از غلظت تقریباً 70٪، توسط هیدروکربن های معطر مانند بنزن، تولوئن و زایلن، توسط حلال های کلردار شامل متیلن کلراید و تری کلرواتیلن، و توسط کتون هایی مانند استون و MEK مورد حمله قرار می گیرد. استرها، اترها و برخی از حلال های آلی قطبی نیز می توانند باعث تورم یا نرم شدن PVC-U شوند. برای هر کاربرد شامل مواد شیمیایی خارج از مشخصات مقاومت استاندارد، مقاومت شیمیایی خاص گرید PVC-U در نظر گرفته شده باید در مقابل جدول جامع مقاومت شیمیایی ارائه شده توسط سازنده لوله، با در نظر گرفتن غلظت، دما، و زمان تماس ماده شیمیایی در خدمت تأیید شود.
لولههای PVC-U صنعتی بر اساس درجه فشارشان طبقهبندی میشوند که حداکثر فشار کاری مجاز آب را در دمای 20 درجه سانتیگراد مشخص میکند که لوله میتواند به طور مداوم بدون خرابی حفظ کند. درجه بندی فشار بر اساس قطر بیرونی لوله، ضخامت دیواره و استحکام هیدرواستاتیک طولانی مدت ماده PVC-U تعیین می شود. رابطه بین این پارامترها با نسبت ابعاد استاندارد (SDR) بیان می شود که نسبت قطر خارجی لوله به ضخامت دیواره آن است. مقادیر SDR پایین تر، دیواره های ضخیم تر و فشار بالاتر برای قطر لوله معین را نشان می دهد.
جدول زیر متداولترین کلاسهای SDR مورد استفاده در سیستمهای لوله PVC-U صنعتی و رتبهبندی فشار اسمی مربوطه آنها در 20 درجه سانتیگراد را خلاصه میکند:
| کلاس SDR | فشار اسمی (PN) در 20 درجه سانتیگراد: | برنامه معمولی |
| SDR 51 | PN 4 (4 بار) | زهکشی گرانشی کم فشار |
| SDR 34 | PN 6 (6 بار) | تامین آب، شبکه های آبیاری |
| SDR 21 | PN 10 (10 bar) | لوله کشی فرآیندهای صنعتی |
| SDR 17 | PN 12.5 (12.5 بار) | دوز شیمیایی، فرآیند با فشار بالاتر |
| SDR 13.6 | PN 16 (16 بار) | سیستم های صنعتی فشار بالا |
توجه به این نکته ضروری است که با افزایش دمای سیال بالای 20 درجه سانتیگراد، درجه فشار لوله PVC-U به طور قابل توجهی کاهش می یابد. در دمای 40 درجه سانتیگراد، فشار مجاز معمولاً به حدود 75 درصد از درجه 20 درجه سانتیگراد کاهش می یابد و در 60 درجه سانتیگراد به حدود 50 درصد کاهش می یابد. این عوامل کاهشدهنده باید هنگام طراحی سیستمهایی که سیالات فرآیند داغ را حمل میکنند یا در محیطهایی با دمای بالا کار میکنند اعمال شوند تا اطمینان حاصل شود که ضخامت دیواره لوله انتخابی حاشیه ایمنی کافی را در دمای سرویس واقعی فراهم میکند.
لولههای PVC-U صنعتی با طیف وسیعی از استانداردهای ملی و بینالمللی محصول تولید و عرضه میشوند که بر ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، تحملهای ابعادی، تست فشار و الزامات علامتگذاری حاکم است. انطباق با استاندارد قابل اجرا برای حصول اطمینان از اینکه لوله همانطور که طراحی شده و با الزامات مشخصات پروژه، بیمه نامه ها و چارچوب های نظارتی مطابقت دارد، ضروری است. رایج ترین استانداردهای ارجاع شده شامل موارد زیر است:
ترکیبی از مقاومت شیمیایی، قابلیت فشار، عملکرد هیدرولیکی، وزن کم و هزینه رقابتی، لوله PVC-U صنعتی را برای طیف گسترده ای از فرآیندها و کاربردهای زیرساختی در صنایع مختلف مناسب می کند.
کارخانه های شیمیایی از لوله های PVC-U به طور گسترده برای انتقال اسیدهای رقیق، قلیاها، محلول های نمک و جریان های فرآیند آبی بین راکتورها، مخازن ذخیره سازی، اسکرابرها و واحدهای تصفیه استفاده می کنند. مقاومت این ماده در برابر خوردگی توسط این رسانه ها، نیاز به لوله کشی فولادی گران قیمت یا فولاد ضد زنگ را در بسیاری از شرایط خدماتی از بین می برد و سوراخ صاف آن خطر آلودگی محصول از محصولات خوردگی لوله را به حداقل می رساند. PVC-U به ویژه در کارخانههای کلر قلیایی، تأسیسات تولید کود، کارگاههای آبکاری، و سیستمهای ذخیره و توزیع اسید که در آن ماهیت تهاجمی مواد شیمیایی فرآیند به سرعت جایگزینهای فلزی را از بین میبرد، رایج است.
PVC-U یکی از مواد لوله غالب برای شبکه های توزیع آب آشامیدنی، سیستم های تامین آب صنعتی و لوله کشی فرآیند تصفیه آب در سراسر جهان است. بی اثر بودن آن در برابر آب، عاری از خوردگی و مشکلات سل که بر شبکه های آب فلزی کهنه می شود و مطابقت با استانداردهای تأیید تماس با آب آشامیدنی مانند NSF/ANSI 61، آن را به یک انتخاب طولانی مدت قابل اعتماد برای زیرساخت های آب تبدیل کرده است. در تصفیهخانههای آب، PVC-U برای خطوط دوز شیمیایی حامل مواد منعقدکننده، ضدعفونیکنندهها و مواد شیمیایی تنظیمکننده pH، و همچنین برای لولههای شستشوی معکوس فیلتر، خطوط انتقال لجن، و هدرهای توزیع آب تصفیهشده استفاده میشود.
سیستمهای تصفیه پساب صنعتی طیف گستردهای از جریانهای فاضلاب خورنده را تولید میکنند که باید قبل از تخلیه جمعآوری، انتقال و تصفیه شوند. لولهکشی PVC-U پساب اسیدی حاصل از عملیات تکمیل فلز، جریانهای ضایعات سوزاننده از عملیات پردازش و تمیز کردن مواد غذایی، پساب شور حاصل از نمکزدایی و بازسازی تبادل یونی، و فاضلاب صنعتی عمومی حاوی نمکهای محلول، فلزات سنگین و ترکیبات آلی را کنترل میکند. مقاومت این ماده در برابر رسوب بیولوژیکی همچنین آن را برای خدمات طولانی مدت در محیط های فاضلاب که رشد ارگانیک در سطوح داخلی لوله مقاومت جریان را افزایش می دهد و نیاز به تمیز کردن دوره ای دارد، مناسب می کند.
انتخاب روش اتصال برای سیستم های لوله PVC-U صنعتی پیامدهای قابل توجهی برای یکپارچگی سیستم، سرعت نصب، دسترسی تعمیر و نگهداری و عملکرد طولانی مدت دارد. گزینه های اصلی اتصال موجود عبارتند از اتصال سیمانی حلال، اتصال الاستومری (فشار مناسب)، اتصالات رزوه ای و اتصالات فلنجی.
اتصال سیمانی حلال - که در آن یک چسب مبتنی بر حلال، سطوح لوله و اتصالات را با هم حل می کند و یک اتصال همگن را ایجاد می کند - رایج ترین روش برای سیستم های لوله های صنعتی PVC-U با قطر کمتر تا قطر تقریباً 160 میلی متر است. این اتصال زمانی که به درستی ساخته شود به درجه فشار کامل لوله دست می یابد و برای اکثر شرایط خدمات شیمیایی صنعتی مناسب است، اگرچه مقاومت شیمیایی خود سیمان حلال باید برای کاربردهای شیمیایی تهاجمی تأیید شود. اتصال سیل الاستومری با استفاده از یک حلقه لاستیکی که در سوکت اتصالات یا اسپیگوت لوله قرار دارد، اتصالی انعطاف پذیر و نشتی را فراهم می کند که انحراف زاویه ای جزئی و حرکت حرارتی را در خود جای می دهد - مزیتی در مسیرهای مدفون طولانی خط لوله و در سیستم هایی که تغییرات دمایی قابل توجهی دارند. اتصالات فلنجی در اتصالات تجهیزات، ایستگاههای شیر، و هر جا که سیستم نیاز به جداسازی دورهای برای تعمیر و نگهداری یا بازرسی دارد، استفاده میشود، با استفاده از فلنجهای خرد PVC-U که توسط حلقههای پشتی فولادی پشتیبانی میشوند تا توزیع بار پیچ را فراهم کنند که فلنجهای PVC-U به تنهایی نمیتوانند با اطمینان در فشار کامل سیستم حفظ کنند.