Las tuberías de UPVC utilizan resina de cloruro de polivinilo como soporte. Al debilitar la atracción entre las cadenas moleculares de la resina, presentan excelentes características, como una detección precisa de la temperatura, una fusión sincronizada y una rápida absorción de los ingredientes y aditivos. Además, utilizan un estabilizador térmico compuesto de calcio y zinc de renombre mundial, que captura, inhibe, absorbe y neutraliza la liberación de cloruro de hidrógeno durante el proceso de fusión de la resina a alta temperatura. Además, reaccionan con la estructura de la poliolefina para realizar una reacción de adición de doble enlace que reemplaza los átomos de cloro activos e inestables en la molécula. Esto controla de forma eficaz y científica la degradación catalítica y la descomposición oxidativa de la resina en estado fundido.
Nombre chino:Tubería de UPVCdefinición:Tubos de plásticoMaterial:Resina de cloruro de polivinilo (PVC)Características de producción:Sin plastificantesventaja:No es fácil tener una reacción electroquímica con ácido, álcali y sal
Áreas de aplicación:Trabajos de tuberías de suministro de agua, etc.
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1Características de rendimiento2Comparación similar
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3Problemas4Áreas de aplicación
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5Perspectivas
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La tubería de UPVC es una tubería de plástico hecha de resina de cloruro de polivinilo (PVC) y no contiene plastificante. Con el desarrollo de la tecnología de la industria química, ahora se pueden producir tuberías de grado no tóxico, por lo que tiene el rendimiento del cloruro de polivinilo general y tiene algunas propiedades excelentes. Específicamente, tiene las ventajas de buena resistencia a la corrosión y flexibilidad, por lo que es particularmente adecuada para tuberías de suministro de agua. Debido a que no es conductora, no es fácil que reaccione electroquímicamente con ácidos, álcalis y sales, por lo que es difícil que los ácidos, álcalis y sales la corroan, por lo que no necesita revestimiento ni recubrimiento anticorrosivo externo. La buena flexibilidad supera las deficiencias de la fragilidad de las tuberías de plástico en el pasado, y puede ceder sin romperse bajo carga.
Tubería de UPVC
Hemos realizado un experimento así: pusimos una tubería de UPVC DN50mm en el suelo, y un coche Crown 3.0 pasó por encima. La tubería solo se aplanó pero no se rompió. Luego dejamos que un coche Dongfeng cargado con mercancías pasara por encima de la tubería. La tubería solo se deformó pero no se rompió. Además, las tuberías de UPVC tienen un módulo elástico menor, lo que puede reducir la amplitud del choque de presión y así reducir el impacto del golpe de ariete. La pared interior de la tubería de UPVC es lisa y tiene poca resistencia (el coeficiente de resistencia de la tubería de UPVC es 0.009, mientras que el coeficiente de resistencia de la tubería galvanizada ordinaria y la tubería de fundición es 0.012-0.013), por lo que es obvio que las condiciones hidráulicas son buenas. Cuando se utiliza una tubería del mismo diámetro para transportar el mismo líquido, la resistencia de la tubería de UPVC es aproximadamente un 30% menor que la de la tubería galvanizada y la tubería de fundición; cuando la pérdida de carga es la misma, la capacidad de suministro de agua de la tubería de UPVC es más de un 20% mayor que la de la tubería de fundición. Debido a que la pared interior de la tubería de UPVC es lisa, el líquido no se incrustará al fluir por dentro, por lo que su capacidad de suministro no disminuirá con el aumento del tiempo de funcionamiento. Esta es también la deficiencia insuperable de las tuberías galvanizadas y las tuberías de fundición. Con la continua profundización de la reforma y la apertura, los niveles de vida de las personas mejoran constantemente, y los requisitos para la calidad del agua del grifo son cada vez más altos. Además de garantizar que el agua que sale de la planta cumple con los estándares para agua potable, la industria del suministro de agua también debe asegurar que el agua transportada a través de la red de tuberías sea de calidad. La gente reacciona fuertemente a los fenómenos de "agua amarilla" y "agua negra" en el agua del grifo, y la razón principal del deterioro de la calidad del agua en la red de tuberías es la corrosión de la tubería de suministro de agua, especialmente la tubería galvanizada por inmersión en caliente. El revestimiento en la pared interior de la tubería es inestable. La tubería comenzará a oxidarse después de aproximadamente un año de uso, lo que resulta en olor y color a hierro en el agua. La tubería galvanizada enterrada está más seriamente corroída. Las tuberías de UPVC son resistentes a la corrosión. No se incrustan, pueden inhibir el crecimiento bacteriano y son propicias para proteger la calidad del agua de la contaminación secundaria de las tuberías. Por lo tanto, las tuberías de UPVC tienen una amplia gama de perspectivas de aplicación, especialmente para una gran cantidad de tuberías enterradas frente a los contadores de agua de los usuarios.
Además, las tuberías de UPVC también son ligeras y fáciles de transportar. La gravedad específica de las tuberías de UPVC es de aproximadamente 1.4 (la gravedad específica de las tuberías de hierro fundido es de aproximadamente 7.4), que es una quinta parte del peso de las tuberías de hierro fundido. El uso de tuberías de UPVC puede ahorrar 1/10-1/5 del costo de transporte en comparación con las tuberías de hierro fundido, y su manipulación, carga y descarga para la construcción son muy convenientes. El entorno de construcción de las tuberías de suministro de agua suele ser difícil y el sitio de construcción está embarrado. Si se pudiera reducir la intensidad laboral de los trabajadores y acortar el período de construcción, sería lo más ideal. El uso de tuberías de UPVC puede lograr este ideal. Las tuberías de UPVC son ligeras y pueden moverse manualmente durante el proceso de instalación, y generalmente no se requiere maquinaria. Por ejemplo, una tubería de UPVC DN200 de 6 m de largo pesa aproximadamente 55 kg, mientras que una tubería de hierro fundido del mismo diámetro y longitud pesa 304 kg. Durante la instalación, la tubería de UPVC puede ser transportada por una persona, mientras que la tubería de hierro fundido requiere tres personas o maquinaria para bajar la tubería, lo que reduce en gran medida la intensidad laboral de los trabajadores y ahorra horas de trabajo y costos de construcción.
Los métodos de conexión de tuberías de UPVC incluyen la conexión de espiga y campana, la conexión adhesiva y la conexión bridada. Estos métodos de conexión no requieren excavar un pozo de trabajo separado y se pueden instalar directamente en la zanja de la tubería. No es necesario usar aceite o cemento expansivo para hacer las juntas. Puede usar un polipasto manual o la mano para colocar un anillo de goma en el extremo de espiga de la tubería e insertarlo directamente en la campana. La profundidad de inserción se puede determinar por la marca en el extremo de la tubería. [1]
Las tuberías de UPVC y las tuberías de PE son ambas tuberías de plástico termoplástico. Tienen algunas características comunes, pero también tienen diferencias en características técnicas como elasticidad, resistencia al calor y antienvejecimiento. Las características técnicas de las tuberías de UPVC y las tuberías de PE se comparan y analizan de la siguiente manera:
1. Comparación de rendimiento entre tuberías de UPVC y PE
Tubería de UPVC
Tipos de tuberías Ventajas Desventajas El UPVC tiene fuerte resistencia a la corrosión, es fácil de conectar, es barato y tiene una textura dura. No es adecuado para el transporte de agua caliente, y requiere alta tecnología de unión y tarda mucho tiempo en curar. El HDPE es ligero, tiene buena resistencia a la fatiga, tiene buena resistencia a la temperatura, tiene buena tenacidad y es flexible. La soldadura requiere electricidad; las conexiones mecánicas son caras.
Como se puede ver en la tabla anterior, las tuberías de PE son más caras debido al alto precio de las juntas que las conectan, lo que restringe e impide su aplicación generalizada.
2. Coeficiente de expansión lineal de tuberías de UPVC y PE
Coeficiente de expansión lineal de tubería a (/0C) UPVC (cloruro de polivinilo rígido) 6×10－5 HDPE (cloruro de polivinilo de alta densidad) 18×10－5 MDPE (cloruro de polivinilo de baja densidad) 16×10－5
De esto podemos ver que las tuberías de PE tienen un coeficiente de expansión lineal mayor que las tuberías de UPVC, por lo que esto debe tomarse en serio en el diseño.
3. Comparación de la resistencia al envejecimiento de tuberías de UPVC
La evaluación integral de tuberías de PVC y PE en países desarrollados es la siguiente:
Clasificación de contenido PVC HDPE MDPE Resistencia al envejecimiento 20 13
De la tabla anterior, podemos ver que: en términos de resistencia al envejecimiento y resistencia a largo plazo, las tuberías de PVC son mejores que las tuberías de PE; en términos de forma de daño, el PE es mejor que el PVC. En cuanto a la enrollabilidad y la soldadura, estos aspectos solo están relacionados con el proceso de instalación y el transporte, y no deben usarse como los principales indicadores para evaluar los dos materiales.
4. Forma de instalación y conexión de tubería de UPVC y tubería de PE
Como se mencionó anteriormente, los métodos de conexión de tuberías de UPVC incluyen la conexión de anillo de goma de espiga y campana, la conexión adhesiva y la conexión bridada. Para tuberías de diámetros mayores, la conexión de anillo de goma de espiga y campana es más adecuada. Si se utiliza la conexión adhesiva, es difícil garantizar la limpieza absoluta de la junta de la tubería antes del pegado. Un grano de arena o una pequeña burbuja serán un peligro oculto de fuga en la interfaz. Además, el pegado también se ve afectado por la temperatura y el aire, por lo que es difícil construir al aire libre.
Las formas de conexión de las tuberías de PE incluyen la conexión por electrofusión y la conexión a tope por termofusión. En particular, la conexión por electrofusión utiliza un manguito para cubrir la interfaz de dos tuberías, y el manguito y las dos tuberías se funden entre sí calentando con el alambre de calentamiento eléctrico dentro del manguito. Es fácil de lograr y asegura que la interfaz quede ajustada y a prueba de fugas, pero esta junta tipo manguito es costosa.
Aunque las ventajas de las tuberías de drenaje de cloruro de polivinilo rígido son muy significativas, todavía existen algunos problemas objetivos en el diseño y la construcción:
1. Influencia de la temperatura
Tubería de UPVC
Las tuberías de UPVC tienen poca resistencia al calor y su resistencia a la tracción disminuye en un ambiente superior a 60°C (aplicable a aguas residuales domésticas con una temperatura de descarga continua que no exceda los 40°C y una temperatura de descarga instantánea que no exceda los 80°C). Por lo tanto, deben diseñarse para estar lejos de fuentes de calor, como a 400 mm o más de la estufa y a 200 mm o más de la tubería de agua caliente. Al mismo tiempo, la tubería de agua caliente debe estar aislada y no debe pasar a través del conducto de humos ni del cortafuegos.
La resistencia al impacto de las tuberías de drenaje de plástico PVC rígido se reduce en entornos de baja temperatura. Por lo tanto, en la planta de transferencia de equipos con aire acondicionado, se pueden considerar tuberías de hierro fundido para reemplazar las tuberías de drenaje de PVC rígido para garantizar la seguridad del drenaje.
Debido a la gran influencia de la temperatura y al gran coeficiente de expansión, se requieren juntas de expansión en cada capa de tuberías verticales y tuberías horizontales largas. Por lo tanto, se debe considerar el efecto de muesca de las tuberías de UPVC al disponer otras tuberías profesionales. Al colocarlas en paralelo con otras tuberías, las tuberías de plástico deben estar cerca del lado. Al colocarlas transversalmente, las tuberías de plástico deben estar en la parte inferior y escalonadas, y se debe considerar la protección con revestimiento metálico. Además, las tuberías verticales que pasan a través del techo del piso deben usarse como puntos de soporte fijos y se deben instalar vainas flexibles.
2. Influencia de la rigidez
El UPVC es un producto plástico, su rigidez es mucho menor que la de las tuberías de fundición, y su coeficiente de expansión es grande, por lo que el soporte debe seleccionarse razonablemente. La separación máxima entre soportes de la tubería es la siguiente:
Distancia máxima de soporte de tubería (m) Diámetro de tubería (mm) 40 50 75 90 110 125 160
Elevador 1500 1500 2000 2000 2000 2000 200
Rama de tubo cruzado suspendido 8000 1000 1500 1800 2000 2200 2500
Tubería principal 1100 1250 1600
Debe haber un soporte fijo firme para cada capa de elevador. El soporte fijo puede controlar la dirección de expansión de la tubería, compartir el peso del elevador y evitar que el cabezal de la tubería que conecta el elevador a la tubería horizontal saliente esté sometido a una presión excesiva y provoque la rotura y fuga de la tubería. Al mismo tiempo, se deben establecer medidas de fijación como pilares o colgantes en la parte inferior del elevador.
Las tuberías de UPVC son particularmente vulnerables a daños durante la construcción al aire libre. Cuando las redes de tuberías integradas de UPVC y al aire libre se intersectan, las herramientas manuales y mecánicas son suficientes para causarles diferentes grados de daño, e incluso aplastarlas y romperlas, provocando que las tuberías se bloqueen. Al rellenar las tuberías, las tuberías de UPVC a menudo se dañan porque las tuberías están parcialmente suspendidas o presionadas por objetos grandes y duros. Por lo tanto, las tuberías de UPVC enterradas requieren que después de que la base esté compactada, haya 100 mm de arena de relleno debajo de la tubería y 300 mm por encima de la tubería, y la profundidad total de enterramiento no sea inferior a 900 mm.
3. Problemas de protección contra incendios en edificios
Tubería de UPVC
Existe una tendencia general en la investigación de China sobre tecnología ignífuga para plástico PVC, que es perseguir unilateralmente la mejora del índice de oxígeno e ignorar la investigación sobre el rendimiento del humo. Las estadísticas muestran que el 79% de los incendios son causados por el humo. Algunas tuberías de UPVC tienen un índice de oxígeno superior al 50%, pero producen mucho humo al quemarse, y la temperatura Vicat está solo entre 70℃ y 90℃. Por lo tanto, aunque las tuberías de UPVC son difíciles de quemar, se deforman muy fácilmente y tienen un fuerte olor a humo. En un incendio, por un lado, se produce humo letal, y por otro lado, cuando la temperatura supera los 90℃, la tubería se ablanda y deforma, y el fuego se propaga en la parte de cruce de la tubería. La velocidad del viento de la tubería de drenaje o la tubería de ventilación que pasa por el techo es mayor, y el fuego se propaga más rápido. Por lo tanto, si las tuberías de UPVC pueden usarse en edificios de gran altura ha sido un tema controvertido, y el centro del debate son sus características ignífugas.
Las tuberías de UPVC se han utilizado ampliamente en edificios de gran altura, pero los problemas de protección contra incendios mencionados anteriormente no han recibido suficiente atención, y no se han planteado opiniones sobre la instalación de tuberías de UPVC en la aceptación especial de protección contra incendios. Dado que el actual <Código de Diseño de Protección contra Incendios para Edificios de Gran Altura> GB50045-95, "Tuberías de Cloruro de Polivinilo Rígido para Drenaje de Edificios" GB/T5836.1-92 y "Código Técnico de Ingeniería de Tuberías de Cloruro de Polivinilo Rígido para Drenaje de Edificios" CJJ-96 y otras especificaciones no han estipulado claramente cómo usar las tuberías de UPVC, este asunto es "reglas a seguir". Si bien se pide la introducción de documentos y regulaciones nacionales relevantes, se presentan algunas opiniones para referencia de los colegas:
(1) Los montantes de agua de lluvia, aguas residuales y ventilación deben instalarse a lo largo de las paredes exteriores de los edificios tanto como sea posible.
(2) Cuando las bajantes de agua de lluvia, aguas residuales y ventilación están dentro de los edificios, deben instalarse en pozos de tubería o protegerse con materiales no combustibles como ladrillos y bloques de hormigón.
(3) Para las tuberías de derivación que descargan en montantes de drenaje, se deben usar tuberías de drenaje metálicas, o se deben tomar estrictas medidas de prevención de incendios para las tuberías de derivación, como revestimiento de acero, revestimiento inorgánico resistente al fuego, etc.
(4) Los accesorios de drenaje deben ser de metal tanto como sea posible.
Además, las tuberías de drenaje de UPVC también tienen problemas como disipación de energía en tuberías verticales, reducción de ruido y prevención de condensación durante el uso, todo lo cual ha limitado la promoción y el uso de las tuberías de drenaje de UPVC existentes hasta cierto punto.