معرفی محصول

رازهایی که مقبولیت سیستم های لوله کشی فلزی را تحت الشعاع قرار داد

CPVC

CPVC چیست : برای چندین دهه ، سیستم های لوله کشی فلزی با توجه به ویژگی مواد به کار رفته در فولاد کربن ، استیل ضد زنگ و سایر آلیاژهای آن از لحاظ مقاومت ، دوام در برابر گرما وتحمل فشار زیاد درمحیط ، مورد استقبال مصرف کنندگان قرار می گرفتند  و این راز دوام چندین ساله آنها بود .

دلیل دیگر که مقبولیت سیستم های فلزی را نشان می دهد

درک کاملی است که مهندسان از قابلیت های مواد آن به دست آورده اند

از جمله اینکه چه موقع ویژگی های مورد نظر به کار می آیند و وسعت کارآیی آن در سیستم ها چگونه است .

هنگام صحبت از سیستم های لوله کشی صنعتی ، هر تصمیمی که برای سیستم انتقال صورت می گیرد

بدون هیچ گونه تردید و با دلیل مناسب باید انجام شود

زیراهرگونه خطایی می تواند برای شرکت و مجموعه مورد استفاده ، هزینه های بالایی داشته باشد و مهندس و اجرا کننده پروژه  شهرت و سابقه خود را از دست دهد .

هزینه استفاده از فلز و راه کار جایگزین

با برآورد هزینه و زمان برای اجرای سیستم لوله کشی فلزی ، با ارقامی مواجه می شوید

که شاید در برنامه و پروژه های شما تاثیر نامناسبی بگذارد.

با وجود تمامی ویژگی ها ، در بسیاری از کاربردهای صنعتی از جمله :

  • فراوری شیمیایی
  • پردازش قلیایی کلر
  • فراوری مواد معدنی
  • تولید برق

در حال تحقق استفاده از سیستم های لوله کشی ساخته شده از پلی وینیل کلرید کلر (CPVC) می باشند

تا بتوان از معیار های منفی جلوگیری نمود .

به طور کلی ، کارخانه های صنعتی به دلیل انتقال مواد به وسیله لوله کشی ، اتصالات و شیرآلات ، هزینه های نصب را کاهش می دهند ودر نتیجه این کار و استفاده مناسب ، خرابی کمتری را در تجهیزات به وجود می آورند و باعث بهبود و کارایی فرآیند می شوند.

چگونه می توان از پلاستیک فراتر رفت

فن آوری CPVC به طور خاص برای برآورده کردن خواسته های محیط های سخت صنعتی تولید شده است.

در سال ۱۹۵۸ ، Lubrizol  اولین کسی بود که CPVC را به یک ماده مفید برای لوله ها و اتصالات تبدیل کرد.

CPVC یک ترموپلاستیک است که ضمن مقاومت در برابر خوردگی بالا ، می تواند در طولانی مدت در معرض گرما و فشار زیاد مقاومت کند.

در این مقاله سعی بر مقایسه CPVC با فلز و جایی که خواص آنها از هم متمایز شده اند پرداخته شده است

تا بتوانیم اطلاعات گردآوری شده را به صورت مختصردر اختیار شما کاربران عزیز قرار دهیم .

اگر CPVC را برای سیستم صنعتی خود انتخاب می کنید

یا حتی در مورد اتصالات فلزی به سؤال برخورد کرده اید

امیدواریم که این مقاله بتواند پاسخی مناسب به چند سؤال مهم و ارائه شده دهد.

کلرید پلی وینیل کلردار چیست


پلی وینیل کلرید کلردار (CPVC) به دلیل داشتن:

  • قیمت نسبتاً کم
  • دمای انتقال بالا
  • درجه حرارت اعوجاج گرمای زیاد
  • بی تحرکی شیمیایی و خاصیت مکانیکی
  • دی الکتریک
  • شعله و دود برجسته یک ترموپلاستیک مهندسی مهم است.

از نظر مفهومی ،CPVC  یک هموپلیمر PVC است که در معرض یک واکنش کلرینگ قرار گرفته است.

به طور معمول ، کلر و PVC  مطابق با مکانیسم اصلی رادیکال آزاد واکنش نشان می دهند

که می تواند با روشهای مختلف با استفاده از انرژی حرارتی و  یا UV ایجاد شود.

میزان کلر PVC پایه می تواند از ۵۶.۷ % به ۷۴ % افزایش یابد

اگرچه به طور معمول بیشتر رزین های CPVC تجاری دارای ۶۳ تا ۶۹ % کلر هستند.

با افزایش مقدار کلر در CPVC ، دمای انتقال شیشه (Tg) منطقه آزمایشی که در آن انتقال پلیمر از مواد سخت و شیشه ای به یک ماده نرم و لاستیکی منتقل می شود ، به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.

اتمهای کلر اضافی از ستون اصلی کربن پلیمر در برابر حمله شیمیایی محافظت می کنند

و به آن گرمای بیشتری می دهند. مقاومت در برابر حرارت افزایش یافته باعث می شود

CPVC در دماهای بالاتر دارای فشار باشد.

این ترکیب همچنین ذاتاً از نظر اسیدها ، پایه ها ، نمکها و هیدروکربن های آلیفاتیک بی اثر است

که همگی تمایل به خوردگی فلزات دارند.

مولکول CPVC در مقایسه با مولکول  PVC

 

نمودار CPVC( سمت چپ) در سطح مولکولی در مقایسه با ( PVC سمت راست) اتم قرمز عناصر کلر را نشان می دهد.

سپس رزین CPVC با مواد افزودنی ترکیب می شود.

کمیت و ترکیب این مواد افزودنی بسیاری از خواص ذاتی رزین CPVC را اصلاح می کند ، ضمن اینکه پردازش آن نیز کاهش می یابد.

مقاومت در برابر دما و فشار

توانایی مواد در تحمل گرما و فشار زیاد برای مدت زمان طولانی ، برای عملکرد یک سیستم صنعتی ضروری است.

هرگونه ضعف در این موضوع سبب می شود

بخش بهره برداری کارخانه به طور مرتب در حال انجام تعمیرات ، خاموش کردن سیستم برای نگهداری بدون برنامه ریزی و به طور بالقوه جایگزینی سیستم لوله کشی پیش از موعد شوند .

فلز توانایی خود را در رفع نیازهای گرما و فشار ثابت کرده است ، اما CPVC چطور؟

تنظیم استاندارد

هر ماده ای که در لوله کشی کاربرد دارد باید از نظر تجربی میزان فشار داخلی را که تحمل می کند به تائید برساند .

در مورد ترموپلاستیک ، هر دو روش ASTM  و ISO برای لوله کشی ترموپلاستیک با استفاده از درجه حرارت و فشارکاربرد دارد

(اما  ASTM D2837 ” روش تست استاندارد برای بدست آوردن پایه طراحی هیدرواستاتیک برای لوله های گرمانرم یا پایه طراحی فشار برای محصولات لوله ترموپلاستیک” متداول در ایالات متحده است. )

مطابق با  ASTM D2837 ، فشار تحمل ماده لوله کشی با قرار دادن تعدادی از نمونه ها به طیف وسیعی از فشارها تعیین می شود

که باعث می شود لوله در بعضی مواقع از چند ساعت تا بیش از ۱۰،۰۰۰ ساعت دچار شکست و پارگی شود.

داده ها با استفاده از آنالیز رگرسیون خطی تجزیه و تحلیل می شوند

و قدرت مورد نیاز برای یک بازه زمانی ۱۰۰۰۰۰ ساعت)قدرت طولانی مدت هیدرواستاتیک یا (LTHS با برون یابی تعیین می شود.

با استفاده از LTHS ، یک پایه طراحی هیدرواستاتیک (HDB) برای مواد با استفاده از جدول ASTM زیر تعریف می شود.

یک فاکتور طراحی (که اغلب به آن “فاکتور ایمنی” گفته می شود) برای تعیین حداکثر تنش مجاز بر روی یک ماده ، یا فشار طراحی هیدرواستاتیک (HDS) برای مصارف آب استفاده می شود.

این فاکتور طراحی بر اساس دو گروه شرطی تعیین شده است:

تولید و آزمایش متغیرها ، به طور خاص :

تغییرات طبیعی در مواد ، ساخت ، ابعاد ، تکنیک های مفید استفاده و فرآیندهای ارزیابی.

متغیرهای کاربردی و استفاده ، به طور خاص:

نصب ، محیط ، دما ، خطرات درگیر و درجه اعتبار اطمینان انتخاب شده است.

طبق ASTM ، این فاکتور طراحی تعریف می کند که چه چیزی “قادر به تحمل مداوم و با اطمینان زیاد است که خرابی لوله رخ ندهد.”

CPVC  فشاری است که در این روش با آب در دمای اتاق (۷۳ درجه فارنهایت) و ۱۸۰ درجه فارنهایت تنظیم می شود.

جدول زیر برای سایر دماها در محدوده کارکرد مواد ارائه شده است.

در زیر حداکثر دما و فشار کاری CPVC مطابق با ASTM D2837 تعیین شده است.

منطقه قرمز محدوده ای است که بیشتر مهندسین توانایی CPVC را درک می کنند.

رنگ خاکستری روشن محدوده عملیاتی کامل CPVC است.

مزایای CPVC بر فلز

خوردگی

مهمترین مزیت یک سیستم لوله کشی CPVC نسبت به جایگزین های فلزی ، مقاومت در برابر خوردگی آن است.

سیستم های لوله کشی فلزی برای اجرای برنامه های تصفیه آب با pH خنثی بسیار مناسب هستند.

اما ، به محض اینکه pH یک مایعات خارج از خنثی گسترش یابد یا نمک وارد آن شود (مثلاً آب شور یا دریایی) ، فلزات شروع به خوردگی می کنند و می توانند نسبتاً سریع تخریب شوند.

به همین دلیل ، یون های درون مایعات اسیدی (pH <7) و قلیایی (pH> 7) و همچنین محلول های نمکی قادر به واکنش با بسیاری از فلزات هستند و باعث ایجاد خوردگی می شوند.

این حمله هنگام حضور اکسیژن محلول تسریع می شود.

در مقابل ، لوله ها و اتصالات ساخته شده با مواد CPVC به طور کلی و ذاتی برای اکثر اسیدها ، پایه ها و نمک ها بی ضرر هستند

به این معنی که یون های تهاجمی که به فلزات حمله می کنند هنگامی که از CPVC عبور می کنند

باعث می شوند که لوله ها دچار آسیب نشوند.

خوردگی فلزی

فلزات ممکن است بر اثر خوردگی ، که در آن باعث بروز چاله های ریز در طول لوله می شود

از ضخامت دیواره لوله کاسته شود و قابلیت تحمل فشار آن را کاهش یابد.

یکی دیگر از دلایل نگرانی ، خوردگی شکاف است.

اینجاست که یونهای موجود در مایع در شکافهای اطراف جوش ، فلنج و انواع دیگر اتصالات لوله متمرکز می شوند.

این یون می تواند مواد را به سرعت تخریب کند و باعث نشتی در جوش و اتصالات شود.

پیامدهای خوردگی

اثرات و شدت خوردگی در یک سیستم لوله کشی بسته به کاربرد متفاوت خواهد بود

اما به طور کلی خوردگی می تواند به موارد زیر منجر شود:

  • به دلیل دیوارهای لوله نازک ، درجه فشار کاهش می یابدسرعت جریان کاهش پیدا می کند
  • خلوص مایعات می تواند آلوده شود زیرا قطعات فرسوده کنده می شوند.
  • این نگرانی قابل توجهی برای برنامه های کاربردی با استانداردهای بالای خلوص است
  • هزینه های نصب افزایش می یابد ، زیرا کارگران بسیار ماهر برای جوشکاری سیستم مورد نیاز هستند

سایر ملاحظات

خوردگی خارجی:

مسئله مهم رشد گیاه و جلبک در مناطق شرجی و رطوبت دار ، نمک موجود در فضای خارج می تواند قسمت بیرونی یک لوله فلزی را دچار خوردگی کند.

در برخی مناطق  برای محافظت از سطح آن ، سالانه به رنگ ضد زنگ لوله های خارجی متوسل می شوند.

محافظت از لایه های اکسیداتیو:

بعضی از فلزات به طور طبیعی لایه اکسیداتیو بر روی سطح خود ایجاد می کنند

یا می توان از افزودنی ها به صورت دستی برای ایجاد این لایه استفاده کرد.

این اکسیداسیون با ایجاد لایه محافظ در اطراف آن که غیرقابل نفوذ است ، به تقویت لوله کمک می کند.

این لایه می تواند به محافظت از لوله در برابر سطح pH کمی خارج از خنثی ، دامنه عملکرد آن کمک کند.

با این حال ، حتی لایه های اکسیداسیون نمی توانند در برابر اسیدها و پایه های تهاجمی تر مقاومت کنند.

مقیاس گذاری

مقیاس بندی یکی دیگر از تهدیدهای مهم برای لوله کشی صنعتی است

زیرا می تواند نرخ جریان را به میزان قابل توجهی به خطر اندازد.

در سطوح مختلف pH و دامنه دما ، یونهای فلزی خاصی محلول در آب هستند

که به آنها اجازه می دهد تا از طریق یک سیستم لوله کشی فلزی مشکل کم داشته باشند.

اما اگر مایع فلزی در خارج از محدوده حلالیت آن حل شود

یون ها می توانند از محلول خارج شده و به دیواره های یک لوله فلزی متصل شوند.

این یون ها با گذشت زمان ساخته می شوند تا به نظر برسند مقیاس هایی در اطراف لوله قرار دارند.

فرایندهایی که منیزیم ، کلسیم ، آهن ، آلومینیوم و سیلیس را درگیر می کنند ، بیشتر در معرض خطر پوسته پوسته شدن قرار دارند.

به عنوان مثال ، کلسیم از حلالیت بسیار کمی برخوردار است و تمایل زیادی برای رها کردن محلول ایجاد می کند.

مقیاس پذیری در جایی رخ می دهد که جریان داشته باشد.

این لکه ها را می توان در نزدیکی نواقص موجود در لوله ، مانند اطراف درزها و فلنج ها یافت. با چرخش مایع در اطراف این لبه ها ، غلظت یون ها ایجاد می شود و احتمال مقیاس پذیری را افزایش می دهد.

با CPVC ، نگرانی کمی از مقیاس بندی وجود دارد.

این ماده در قیاس با فلزات نسبت به پوسته پوسته شدن به طور قابل توجهی پایین تر است.

آیا می دانید؟

لوله ها و اتصالات دارای رتبه بندی فاکتور Hazen-William C هستند ، که اندازه ای از اصطکاک جریان است

– هرچه امتیاز بالاتر باشد اصطکاک پایین تر است.

امتیاز لوله CPVC 150 است و می تواند این رتبه را در طول کاربرد حفظ کند.

برعکس ، لوله های جدید چدن فقط دارای رتبه ۱۲۰ است

که در صورت فرسوده یا گودبرداری می تواند به ۶۰-۸۰ سقوط کند.

پیامدهای مقیاس گذاری

با بزرگ شدن مقیاس ، قطر لوله قابل انقباض است و سیستم شما چندین عارضه جانبی مضر را تجربه خواهد کرد:

راندمان پمپاژ کاهش می یابد
فشار در داخل سیستم افزایش می یابد
مقیاس ها می توانند فیلترها را پوسته پوسته و مسدود کنند یا خود مایعات را آلوده کنند
همانند خوردگی ، برای ایجاد جوش های درز صاف برای جلوگیری از مشکل سازی در مقیاس ، به کارگران بسیار ماهر نیز احتیاج دارن.

هزینه نصب شده

کار ، ساخت و سایر هزینه های نصب می تواند بیش از نیمی از کل هزینه نصب شده سیستم لوله کشی را تشکیل دهد.

هنگام بررسی یک سیستم CPVC  متوجه می شویم دارای چندین مزیت نسبت به گزینه های دیگر فلزی است.

در زیر نگاهی به این مسئله می اندازیم که چرا یک سیستم CPVC یکی از کمترین هزینه نصب برای هر نوع لوله کشی را ارائه می دهد.

جوش مشترک

درزهای لوله کشی فلزی با استفاده از گرمای شدید و اغلب یک پرکننده فلزی با یکدیگر جوش داده می شوند.

این روند دو مسئله را با خود به همراه دارد:

برای کمک به محدود کردن احتمال خوردگی یا پوسته پوسته شدن ، تکنیک ها و تجهیزات مخصوص جوشکاری وکارگران بسیار ماهر مورد نیاز درنتیجه اجرای این جوش ها هزینه بالایی دارند.
غالباً مجوزهای کار گرم باید در مناطق دارای امتیاز کسب شود ، که می تواند یک دردسر و هزینه برای کار باشد.

از طرف دیگر ، یک سیستم CPVC با استفاده از یک فرآیند سیمان حلال دو مرحله ای مستقیم و یکپارچه ، در کنار هم قرار می گیرد. سیمان حلال چسب نیست در عوض ، پیوند شیمیایی ایجاد می کند که هر دو قطعه را به هم متصل می کند.

پس از نتیجه نهایی ، مفصل در واقع به قوی ترین قسمت سیستم لوله کشی تبدیل می شود

زیرا ضخامت دیواره دو برابر یک قطعه لوله است.

اجرای  سیمان حلال به تمرین خاصی احتیاج دارد که آموزش آن در کمتر از ۱۵ دقیقه در محل انجام می شود

و به تجهیزات تخصصی نیازی ندارد.

در صورت نیاز به جوشکاری برای اتصال به لوله کشی CPVC ، از جوشکارهای هوای گرم استفاده می شود و نیاز به شعله را برطرف می کند.

کار و تجهیزات مورد نیاز



وزن سیستم لوله کشی فلزی نیاز به کارگران بیشتری دارد تا بتوانند کارلوله کشی را انجام دهند.

علاوه بر این ، برای حمل و نقل و بلند کردن لوله ها به محل ، ماشین آلات سنگین نیز باید وجود داشته باشد.

علاوه بر این ، با افزایش تقاضاهای سطح کارگر ، هزینه های کار افزایش می یابد.

ساخت

به دلیل وزن ، نیاز به تکنیک های مخصوص جوشکاری و الزامات الکتریکی / شعله ، بسیاری از سیستم های لوله کشی فلزی در خارج از منزل پیش ساخته و کامیون شده به محل کار ارسال می شود.

CPVC  می تواند از پیش ساخته باشد ، اما به لطف فرآیند جوشکاری سیمان حلال دو مرحله ای و این واقعیت که می توان مواد را به راحتی برش داد ، ساخت در محل روند نصب را پیچیده نمی کند.

در حقیقت ، مواد CPVC انعطاف پذیری را به نصاب نصب می دهد تا در صورت لزوم بدون هیچ گونه تنظیم مجدد آن را اصلاح کنند.

نگهداری

در طول عمر سیستم لوله کشی ، خواه شما یک سیستم لوله کشی فلزی یا CPVC را انتخاب کنید ، به طور منظم نگهداری لازم است.

تعمیر و نگهداری مشترک ممکن است شامل ادغام یک قطعه جدید از تجهیزات ، تغییرات در چیدمان یا جایگزینی بخش هایی باشد که به طور تصادفی آسیب دیده اند.

با این حال ، یک سیستم CPVC هنگام کار تعمیر و نگهداری ، دردسر های کمتری نسبت به لوله کشی فلزی دارد.

ایمنی

مزیت های ایمنی CPVC  نسبت به گزینه های دیگر فلزی بیشتر است .

هدایت حرارتی

CPVC  از مقدار هدایت حرارتی بسیار کمی برخوردار است.

ضریب انتقال حرارت CPVC باعث صرفه جویی در هزینه های انرژی می شود.

این امر نه تنها نیاز به عایق کاری را کاهش می دهد ، بلکه از قرار گرفتن کارگران در معرض خطرات ناشی از سوختگی جلوگیری می کند.

ایمنی در مقابل آتش

CPVC  هنگام آتش سوزی ، به خاطر مواد به کار رفته احتراق پذیر نیست این به لطف شاخص اکسیژن محدود (LOI) آن ۶۰ است .

LOI درصد اکسیژن مورد نیاز در جو برای ادامه احتراق است.

از آنجا که جو زمین تنها ۲۱ درصد اکسیژن دارد ، لوله یا اتصالات CPVC نمی سوزند مگر اینکه شعله به طور مداوم روی آن بمالد ، و به محض حذف منبع احتراق متوقف می شود.

بدون شعله یا منبع احتراق

سیستم های CPVC برای نصب به هیچ شعله باز یا منبع احتراق احتیاج ندارند.

در عوض ، این سیستم به سرعت، راحتی و با خیال راحت از طریق سیمان حلال ، نخ یا جوشکاری به هم وصل می شود.

توصیه می شود از سیمان حلال در محلی با تهویه مناسب استفاده شود.

شایعات و باورهای غلط درباره CPVC

برخی تصورات غلط در مورد CPVC و به طور کلی ترموپلاستیک وجود دارد.

ما می خواهیم برخی از این باورهای غلط را از بین ببریم.

CPVC  نمی تواند در برابر درجه حرارت و فشار بالا مقاومت کند

همانطور که قبلاً به تفصیل ذکر شده است ، لوله و اتصالات CPVC  ، نیروی لازم برای پاسخگویی به نیازهای فشاردر برنامه های کاربردی ، حتی در دماهای بالا را فراهم می کند.

این موضوع خود را در صدها پروژه بزرگ و همچنین با رعایت استانداردهای  ASTM قابل اعتماد نشان داده است.

CPVC  نمی تواند در معرض طولانی مدت نور خورشید ، باد ، باران و رطوبت باشد

در حالی که همه ترکیبات CPVC حاوی مواد افزودنی برای غلبه بر هوازدگی نیستند ، اما با غلظت قابل توجهی از کربن سیاه و دی اکسید تیتانیوم مخلوط می شود

که به عنوان عوامل مسدود کننده اشعه ماوراء بنفش عالی شناخته می شوند.

این مواد افزودنی به محافظت از ستون کربن پلیمر در برابر اثرات اشعه ماوراء بنفش کمک می کند.

CPVC  را نمی توان برای تمام قطعات سیستم لوله کشی استفاده کرد

CPVC  با استفاده از تکنیک های تزریق مستقیم و قالب سازی قالب فشرده سازی تولید می شود.

بسیاری از تولید کنندگان توانایی ایجاد هرگونه لوله ، اتصالات یا دریچه های لازم برای یک سیستم صنعتی را دارند.

همه CPVC ها برابر نیست

توجه به این نکته مهم است که همه CPVC یکسان نیستند.

ترکیبات CPVC با رزین های پایه ساخته شده است که وزن مولکولی متفاوتی دارند و میزان کلر آن نیز متفاوت است

همچنین مواد افزودنی مرکب متفاوتی وجود دارد که می تواند بر سازگاری و عملکرد طولانی مدت آنها تأثیر بگذارد.

برای اطمینان از عملکرد بلند مدت سیستم ، توصیه می شود

با تهیه کننده لوله کشی خود تماس بگیرید تا مشخص کنید آزمایش های ویژه تولید کننده لوله در محصول نهایی خود چه کاری انجام داده است.

این آزمایشات شامل موارد زیر است:

  • حداقل نیاز به فشار پشت سر هم
  • تحمل های بعدی
  • نیازهای استرس باقیمانده
  • الزامات برخورد قطره
  • تست خاصیت فیوژن

انواع خطوط لوله که هر مهندس نفت و گاز باید آنها را بشناسد

مقاله قبلی

خط تولید اتصالات گازی

مقاله بعدی

شما همچنین ممکن است دوست داشته باشید

نظرات

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *