ЧаВо - Физические свойства

Какова средняя продолжительность жизни канализационных систем из жесткого (непластифицированного) ПВХ?

Долговечность канализационных систем из жесткого (непластифицированного) ПВХ связана, как для всех термопластов, с химической деградацией используемого полимера. Однако, в противоположность канализациям, произведенным из других термопластов, нПВХ не окисляется.

Стабилизаторы, используемые для канализационных систем из жесткого (непластифицированного) ПВХ, для предотвращения деградации полимера в процессе экструзии, и в течение возможного периода хранения труб до их укладки в землю. К тому же, будучи закопанными в землю, трубы нПВХ вовсе не подвержены деградации. По этой причине, долговечность жесткого ПВХ в подземных канализационных сетях, определяется как очень продолжительная (смотрите работу Ларса Эрика Янсона1).

Для систем разрешенных для питьевого водоснабжения (европейский стандарт EN 1452), ожидаемая продолжительность жизни систем под давлением из нПВХ была экстраполирована на данных тестов кольцевого напряжения продолжительностью до 20 000 часов. Это позволило рассчитать продолжительность жизни труб из нПВХ под давлением от 50 до 100 лет2.

Реальный опыт в Германии показал, что системы под давлением выполненные из жесткого ПВХ, которые были выкопаны после 60 лет использования, прекрасно сохранили работоспособность и очевидно могли бы прослужить еще 50 лет3.

Исследования в Нидерландах рассмотрели несколько возможных деградации нПВХ и осуществили тесты систем, возраст которых доходил до 45 лет. Эти исследования так же заключили, что срок эксплуатации систем для питьевого водоснабжения из нПВХ могла бы превысить 100 лет4.

Ссылки
  1. Janson, Lars Eric 1996 "Plastics Pipes - How long can they last? KP Council Nov. 1996
  2. EN-ISO 9080
  3. 60 Jahre Erfahrungen mit Rohrleitungen aus Weichmachfreiem PVC, 1995, KRV
  4. 'Long Term Performance of Existing PVC Water Distribution Systems' by A. Boersma and J Breen, 9th International PVC Conference, Brighton, 26-28th April 2005, pp 307-315

 

Как влияет UV-излучение на системы из нПВХ?

Прямая и продолжительная экспозиция солнечными лучами труб из нПВХ может повлечь за собой деградацию тонкой пленки материала поверхности трубы. Этот слой очень тонок (его толщина примерно 0.05 мм) постепенно проявится в форме потери цвета (побеление). Процесс деградации этого тонкого слоя остановится как только прекратиться воздействие солнечных лучей на поверхность трубы. Опыт показывает, что этот тонкий слой защищает внутренние слои материала от UV- излучения и препятствует воздействию солнечного света на саму трубу¹. Если нанести небольшую царапину на наружной поверхности трубы, можно увидеть, что под тонким слоем сохранился естественный цвет.

Проведенные углубленные исследования (периодом до 4 лет) по воздействию солнечного света на поверхность трубы доказывают, что кроме незначительного увеличения деформации при пределе текучести, модуля упругости и небольшой потери устойчивости к удару. На практике, основные свойства трубы практически не измены и системы подвергнутые этому процессу могут быть использованы для нормального монтаж.

Что такое «гибкая» труба и что под этим подразумевается?

Водопроводные системы из нПВХ относятся к категории «гибких». Эта гибкость привносит большое преимущество по отношению к «жестким» водопроводным системам из традиционных материалов, таких как бетон и керамика:

Для гибких труб: почва передает все оказанные на неё напряжения на трубу (включая вес самой почвы) и труба слегка деформируется, но не повреждается.

Для жестких труб: почва концентрирует все воздействия на поверхность трубы, при этом труба не деформируется, и недостаток выражается в разрушении трубы.

Большинство почв «хорошего качества» (например, зернистые почвы), перенося все воздействия, могут быть легко уплотнены и деформация трубы из нПВХ при этом менее 3%. Что не оказывает ни какого влияния, ни на работоспособность системы, ни на её герметичность. В мягких почвах ("пластичных почвах"), система из нПВХ деформируется чуть более (от 5 до 10%), но всегда подтверждают великолепную работоспособность.

Для всех материалов водопроводных систем, природа почвы требует очень внимательного подхода , расчетов квалифицированных инженеров, соблюдение определенных европейских или национальных норм, требующих статистический расчет водопроводных систем1.

Ссылки
  1. EN 1295 being developed tries to make a compromise between the two more widely used methods in Europe:
    • ATV 127 ( Germany )
    • Fascicule 70 ( France )

Как ведут себя трубопроводы из ПВХ при температурах ниже 0°C?

Низкие температуры не сказываются на ПВХ трубопроводах, до тех пора пока жидкость в них перемещается без препятствий.

Некоторые национальные организации ввели рекомендации по установке ПВХ трубопроводов1. В них рекомендуется использовать ПВХ трубопроводы при температурах выше 0°C.

Минимальная ударная прочность труб указана в стандартах для продукции (см. EN 1401, EN 1452, и т.д.). Например, канализационный трубопровод диаметром 110 мм при температуре 0°C должен выдерживать удар груза весом 1 кг, падающего с высоты 1,6 м. На практике - ударная прочность значительно превышает минимальные значения.

Прочность ПВХ трубы при низких температурах демонстрируется в видео ролике.
На видео - тест ударной прочности ПВХ трубы диаметром 110 мм с цельной стенкой. Груз массой 8 кг падает с высоты 2 метра при температуре 0°C.

Ударная прочность трубы из модифицированного молекулярно-ориентированного ПВХ еще выше указанной.




Ссылки
  1. Соединенное Королевство : Plastic Pipes Group "PVC Pipe Systems", Франция : STR-PVC : livret Syndotec, Италия : "le condotte in PVC", Испания : Asetub : Manual Tecnico conducciones de PVC, и т.д.
  2. PVC Pipe Association Technical Blog, March 13th 2013

Как ведут себя трубопроводы из ПВХ при постоянной нагрузке?

Все пластмассы, подвергаясь постоянной нагрузке, испытывают прогрессирующую во времени деформацию. Причиной этого феномена, является тот факт, что молекулярные цепи перемещаются относительно друг друга, то, что называется текучестью. Это явление в основном зависит от типа пластмассы, молекулярной структуры, температуры и времени (например, для напорных трубопроводов из нПВХ, это может занять несколько сотен лет чтобы вызвать разрушение трубы вследствие текучести).

Для ненапорных трубопроводов, стандарты описывают соотношение, сопоставляющее краткосрочную и долгосрочную текучести: соотношение текучести ("Creep ratio")1. Эта ве6личина используется также для проектирования трубопроводов из пластмасс.

Среди пластиковых трубопроводов, системы из нПВХ имеют самое низкое соотношение текучести.

К примеру, в проекте европейского стандарта для трубопроводов со структурированной стенкой2, требуемые соотношения для разных материалов, следующие:

нПВХ < 2.5 и ПП, ПЭ < 4.0

Ссылки
  1. ISO EN 9967
  2. prEN 13476

 

Проницаемость трубопроводов из нПВХ

Проницаемость- это свойство химического вещества проникать в систему труб через стенки и соединения трубопровода.

Данное явление было изучено разными организациями по подаче воды, и с трубопроводами из нПВХ не было обнаружено ни одной серьезной проблемы. К примеру, проницаемость, присущая жесткому ПВХ, приблизительно в 10 раз меньше, чем для полиолефинов.

Каждый тип трубопроводов восприимчив к образованию проницаемости. Для трубопроводов из нПВХ, герметичное соединение может являться слабым местом, но площадь поверхности резинового кольца по сравнению с общей очень мала.

Возможно, есть необходимость предъявлять особые требования к монтажу в загрязненных местах (автозаправочные станции и станции обслуживания)1.

Ссылки
  1. BPF Plastics Pipes Group 2002 "PVC Pipe systems for water supply" Version 01/02 (Revised)