لوله های CPVC

لوله سی پی وی سی یک سیستم لوله کشی فشار پلاستیک با درجه حرارت بالا است که در سال ۱۹۵۹ میلادی برای لوله کشی آب قابل شرب ارائه شده است. از سال ۱۹۸۵ میلادی نیز مورد استفاده گسترده ای در سیستم های آب پاش آتش قرار گرفته است. این ماده همچنین در بسیاری از برنامه های لوله کشی صنعتی و فرآیندی مورد استفاده قرار می گیرد. لوله CPVC در اندازه های اسمی از ۲.۱ تا ۲۴ در دسترس است. این لوله در کلیه لوله کشی مدل‌ها و کدهای مکانیکی در سراسر دنیا تأیید شده است.

پلی وینیل کلرید کلر دار (CPVC) نوعی PVC است که از طریق واکنش کلر زدایی رادیکال آزاد کلر ساخته شده است. این واکنش معمولا با استفاده از انرژی حرارتی یا اشعه ماوراء بنفش با استفاده از روشهای مختلف آغاز می شود. در این فرآیند، گاز کلر در کلر رادیکال آزاد تجزیه می شود که در مرحله بعد از تولید با PVC واکنش نشان می دهد، در واقع بخشی از هیدروژن موجود در PVC را با کلر جایگزین می کند.

بسته به روش تولید CPVC، مقدار کلر مختلفی به داخل پلیمر وارد می شود که یک روش اندازه گیری شده برای تنظیم دقیق خواص نهایی فراهم می کند. مقدار کلر ممکن است از یک تولید کننده تا تولید کننده دیگر متفاوت باشد. این مقدار می تواند به اندازه PVC 56.7٪ تا 74٪ جرم داشته باشد، اگرچه بیشتر رزین های تجاری دارای کلر از 63٪ به 69٪ هستند. مواد افزودنی متنوعی نیز به منظور جذب هرچه بیشتر مواد در پردازش به رزین وارد می شوند. این مواد افزودنی ممکن است از تثبیت کننده ها، اصلاح کننده های ضربه، رنگدانه ها و روان کننده ها تشکیل شود.

مشخصات لوله CPVC

• کارایی بالا در ذخیره انرژی و حفظ دمای آب و کمک به بازدهی سیستم گرمایشی سازه
• مقاومت بسیار بالا در برابر مواد شیمیایی، ساییدگی و خوردگی
• انعطاف پذیری و نصب آسانی
• ضد آتش
• مناسب برای انتقال آب آشامیدنی
• رسانای گرما
• سبک
• سازگار با محیط زیست چرا که تولید آن با مصرف انرژی پایینی انجام می‌شود
• عدم نشت مایع
• مقرون به صرفه، موثر و مقاوم با قابلیت استفاده بسیار طولانی مدت
• طول عمری بالغ بر 40 سال در تاسیسات آبگرم
• عدم امکان رشد و ازدیاد جلبک و میکروب در آنها
• در برابر حشره کش، قارچ کش و دارو های کشنده موریانه ضعیف هستند و این مواد باعث خرابی در آنها می شود.
• در برابر روغنهای خوراکی، گریس و تبرید واکنش نشان می دهند و دچار شکست می شوند.

برتری لوله CPVC نسبت به لوله PVC

1. مقاومت در برابر حرارت

لوله سی پی وی سی می تواند در برابر درجه حرارت بالاتر از PVC در برابر آب خورنده مقاومت کند. مقاومت عالی و ثابت این لوله در دماهای 40-50 درجه سانتیگراد یا بالاتر به محبوبیت آن به عنوان ماده ای برای سیستم های لوله کشی آب در ساخت و سازهای مسکونی و تجاری کمک می کند. حداکثر دمای عملیاتی CPVC به دمای 200 درجه فارنهایت (93 درجه سانتیگراد) می رسد.

2. ویژگی های مکانیکی

تفاوت اصلی مکانیکی بین CPVC و PVC در این است که CPVC بطور قابل توجهی انعطاف پذیرتر است و امکان انعطاف پذیری بیشتر و مقاومت در برابر خرد شدن را فراهم می آورد. علاوه بر این، استحکام مکانیکی CPVC باعث می شود جایگزینی مناسب برای بسیاری از انواع لوله های فلزی را در شرایطی که حساسیت فلز به خوردگی در استفاده از آن محدود می شود، بشود.

3. مقاوت در برابر آتش

CPVC در مقاومت در برابر آتش شبیه به PVC است. معمولا احتراق این نوع لوله ها بسیار دشوار است و در صورت عدم استفاده از شعله مستقیم, خاموش می شود. با توجه به محتوای کلر آن، سوزاندن CPVC ، چه در آتش سوزی و چه در فرآیند دفع صنعتی فرآیند بسیار پیچیده تری نسبت به PVC دارد.

آیا می توان از PVC و CPVC با هم استفاده کرد؟

تمام لوله ها و اتصالات می توانند در کنار یکدیگر قرار بگیرند و استفاده شوند ولی توصیه نمی شود مواد را با هم مخلوط کرده و مطابقت دهید. مخلوط کردن مواد می تواند دما و فشار خط لوله را به خطر بیاندازد. به همین دلیل ما همیشه توصیه می کنیم که سیستم لوله کشی تحت فشار با استفاده از مواد و برنامه های لوله کشی متناسب ساخته شود.

پلی وینیل کلرید کلر دار (CPVC) یک ترموپلاستیک است که توسط رزین پلی وینیل کلراید (PVC) تولید می شود. لوله CPVC بطور قابل توجهی انعطاف پذیرتر است و می تواند درجه حرارت بالاتری را نسبت به استاندارد PVC تحمل کند. موارد استفاده شامل لوله های تأمین آب گرم و سرد و انتقال مواد مایع صنعتی است. لوله CPVC ، به عنوان PVC ، برای حمل و نقل و استفاده از آب بی خطر تلقی می شود. منظور از آب بی خطر، آب آشامیدنی که برای نوشیدن، پخت و پز و حمام استفاده می شود.

منبع

انواع لوله و مشخصات آنها (2)

لوله وسیله ای است که از آن برای انتقال منظم جریان سیال استفاده می‌­شود. لوله کشی در صنایع فرآیندی و پالایشگاهی، مصارف شهری و انتقال آب و فاضلاب، نیروگاه ها، جایگاه های سوخت، سیستم ها و تأسیسات گرمایشی و سرمایشی، کلیۀ کارخانجات و آزمایشگاه ها و… کاربرد گسترده ای دارد. جنس مواد سازنده­ ی لوله ها معمولاً از فولاد، فولادهای آلیاژی، مس، آلومینیوم، برنج، مواد پلیمری، پلاستیک مانند PVC و … می‌­باشد.

جنس لوله ها

انتخاب جنس مناسب برای لوله از لحاظ مقاومت لوله و عمر کارکرد آن از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. در این انتخاب باید عوامل مختلفی نظیر شرایط محیطی کارکرد لوله، دما و فشار سیال عبوری و خورندگی سیال در نظر گرفته شود. در این زمینه استاندارهای مختلفی وجود دارد که استاندارد های API و ASTM مهمترین استانداردها در زمینۀ انتخاب جنس لوله هستند.

اغلب لوله های مورد استفاده در صنعت از جنس فولاد هستند. لوله های فولادی معمولاً به دو صورت درز دار و بدون درز ساخته می­‌شوند. لوله های درزدار به وسیلۀ اتصال پلیت های خم شده و لوله های بدون درز به صورت اکسترودینگ توسط قالب های مختلف تولید می­‌شوند.

لوله های پلاستیکی عمر زیادی داشته و در برابر خوردگی و مواد شیمیایی مقاوم هستند. همچنین به علت انعطاف پذیری که دارند، فرآیند لوله کشی را تسهیل می­‌کنند و در خیلی از موارد بدون نیاز به اتصالات می­‌توانند تغییر زاویه دهند. اصولاً برای انتقال مایعات خورنده مثل اسیدهای معدنی، گازهای خورنده و ترکیبات شیمیایی از لوله های پلاستیکی استفاده می­‌شود. هرچند که امروزه به علت ارزان بودن این لوله ها و سبک بودن و انعطاف پذیری بیشتر آن­ها، در لوله کشی های مربوط به آب و تأسیسات خانگی هم از لوله های پلاستیکی استفاده می­‌کنند.

انواع مواد سازندۀ لوله های پلاستیکی عبارتند از : پلی پروپیلن و پلی اتیلن (PE)، پلی بوتیلن (PB)، پلی وینیل کلرید (PVC)، اکریلو نیتریل بوتادین استیرن (ABS) و… . از این پلاستیک ها به سه روش در ساخت لوله ها استفاده می­‌شود: به صورت لوله های تمام پلاستیک، به شکل مواد پلاستیکی غنی شده ( تقویت شده با فیبر شیشه، غنی شده از کربن و…) و به صورت مواد پوشش دهنده یا آستر.

برای کاربردهای انتقال آب و فاضلاب معمولاً از لوله های چدنی مانند  Cast ironو Ductile iron استفاده می­شود. زمانی که جریان خاصیت خورندگی یا شیمیایی داشته باشد، لوله های چدنی مناسب نبوده و از فلزات دیگری مثل مس، نیکل، آلومینیوم، برنج، فولاد ضد زنگ و … برای ساخت لوله ها استفاده می­‌شود. این لوله ها معمولاً دارای قیمت بالاتری نسبت به لوله های چدنی می‌­باشند.

استفاده از مس و آلیاژهای آن در خطوط ابزار دقیق، کارخانجات و صنایع غذایی و تجهیزات انتقال حرارت بسیار مرسوم است؛ هرچند که استفاده از فولاد ضد زنگ (Stainless Steel) هم در این موارد روبه افزایش است.

برای برخی کاربردها مانند آزمایشگاه ها و یا یک سری مواد شیمیایی خاص از لوله های شیشه ای استفاده می‌­کنند. اگر این لوله های شیشه ای از جنس پیرکس (Pyrex) باشند، نسبت به تغییرات ناگهانی در درجه حرارت مقاوم تر هستند اما فشار کارکرد آن­ها کمتر است.

محدوده­ ی دما و فشار کاری لوله ها

لوله ها با توجه به جنسشان و نوع و غلظت سیال عبوری از آن­ها باید در محدودۀ دما و فشار مناسب با خود، کار کنند. لوله های کربن استیل در دماهای بالا مقاومت مناسبی ندارند و بهتر است از آن­ها برای دمای پایین استفاده شود. فولاد ضد زنگ (Stainless Steel) جنس مناسبی برای عملکرد لوله در دماهای بالا می‌­باشد. همچنین لوله های پلاستیکی اصولاً مقاومت دمایی بالایی ندارند و نمی­‌توان از آن­ها برای جریان های دما بالا مانند جریانات بخار داغ استفاده کرد.

استاندارد ANSI B31.3 محدودۀ فشار مناسب برای انواع لوله های فولادی را بیان کرده است. در صورتی که فشار جریان سیال بالا باشد، لولۀ مورد نظر باید بتواند تنش های حاصل از جریان را تحمل کرده و دچار ترک و شکست نشود. به طور کلی برای لوله های تحت فشار مانند لوله های انتقال گاز استفاده از جنس فولاد ضد زنگ بهتر است و از لوله های پلاستیکی و PVC نمی­توان برای فشارهای بالا بهره جست.

حفاظت در برابر خوردگی

ایجاد یک سری واکنش های شیمیایی و الکتروشیمیایی در سطح داخلی و خارجی لوله که موجب تخریب تدریجی ساختمان لوله می‌­شود را خوردگی می‌­گویند. به منظور محافظت از لوله در برابر خوردگی و جلوگیری از انجام این واکنش ها باید اقدامات خاصی روی آن­ها صورت گیرد. میزان خوردگی ایجاد شده در لوله با توجه به نوع سیال عبوری از آن، محیط قرارگیری لوله و دما و غلظت سیال عبوری متفاوت است.

پوشش های داخلی و خارجی لوله

پوشش هایی که در سطح داخلی لوله ها برای حفاظت در برابر خوردگی استفاده می­‌شوند عمدتاً از جنس پلاستیک ها و پلیمرها می­‌باشند. که به صورت یک لایه یا چند لایه داخل لوله ها قرار می­‌گیرند و در برابر مواد خورنده عبوری از لوله مقاومت خوبی را دارا هستند.

اما در اکثر موارد لازم است تا پوستۀ خارجی لوله هم به دلیل مجاورت با رطوبت، هوا، آب و مواد شیمیایی محافظت گردد. حفاظت لایۀ بیرونی لوله به خصوص برای لوله های مدفون در خاک و سیستم های لوله کشی زیر آبی در صنایع نفت و گاز از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

در خطوط انتقال نفت خام و فراورده های نفتی معمولاً یک لایه قیر و پشم شیشه دور لوله می‌­پیچند. همچنین در برخی موارد از پوشش های پلی اتیلن به همراه یک لایه نوار پرایمر اپوکسی در سطح خارجی لوله استفاده می­شود. این نوع پوشش برای لوله های مدفون در خاک بسیار رایج است.

همچنین رنگ آمیزی و استفاده از مواد ضد زنگ در بدنۀ لوله برای تمام لوله های فولادی در معرض هوا امری واجب است. طبق استاندارد AWWA آمریکا برای رنگ آمیزی سطوح خارجی لولۀ فولادی باید از یک پرایمر از نوع Organic Zinc Rich و دو لایه رنگ پوششی از نوع Chlorinated Rubber – alkyd  استفاده شود.

حفاظت کاتدی

حفاظت کاتدی (Cathodic protection) عبارت است از جلوگیری یا کاهش خوردگی فلز با اعمال یک جریان الکتریکی مستقیم خارجی، یا اتصال فلز لوله به یک فلز از بین رونده تر که نقش آند را بازی می­‌کند و تبدیل بدنۀ لوله به کاتد. قبل از اعمال حفاظت کاتدی، فلزی که خورده می‌­شود دارای مناطق کاتدی و آندی یعنی منفی و مثبت به طور همزمان است که با برقراری جریان، این فلز به طور کامل به قطب مثبت یا آند تبدیل می‌­شود.

حفاظت کاتدی به دو روش انجام می‌­شود که عبارتند از: حفاظت کاتدی با اعمال و تزریق جریان برق مستقیم و حفاظت کاتدی بدون استفاده از جریان برق و با استفاده از آندهای فنا شونده. جریان برق مورد استفاده در حفاظت کاتدی عموماً از نوع جریان مستقیم (DC)  می‌­باشد.

با برقراری جریان بین دو فلز، قطب آند شروع به تخریب کرده و جلوی واکنش های شیمیایی و خوردگی در قطب کاتد که بدنۀ لوله است را می­‌گیرد.

منبع