بیش از 70 درصد از تاسیسات جدید لوله کشی مسکونی در ایالات متحده اکنون از لوله های پلاستیکی استفاده می کنند. با این حال، در این دسته بندی گسترده، تفاوت بین مواد می تواند به معنای تفاوت بین عمر مفید 50 ساله بدون مشکل و خرابی پرهزینه در عرض 5 باشد. همه پلاستیک ها یکسان ساخته نمی شوند. محدودیتهای دما، درجهبندی فشار، سازگاری شیمیایی و روشهای اتصال از یک نوع به نوع دیگر به شدت متفاوت است.
پیمانکاران و عمده فروشان با انتخاب پیچیده تری نسبت به انتخاب پی وی سی یا PEX روبرو هستند. اکنون بازار شامل انواع PPR، PE-RT و انواع ویژه Cپی وی سی و ABS است که هر کدام برای پنجره های عملیاتی خاصی طراحی شده اند. درک این تفاوت ها در سطح مشخصات، از تماس ها، نقض کدها و ادعاهای گارانتی جلوگیری می کند. این مقاله یک مقایسه مستقیم و مبتنی بر داده از شش نوع رایج ترین لوله های پلاستیکی، واقعیت های نصب آنها و یک چارچوب تصمیم گیری را ارائه می دهد که فراتر از توصیه های عمومی است.
لوله های پلاستیکی مس، فولاد گالوانیزه و چدن را در اکثر کاربردهای مسکونی و تجاری سبک جابجا کرده اند. این تغییر یک روند نیست، بلکه یک پیروزی علم مواد است. پلاستیک ها در برابر خوردگی و رسوب، دو عاملی که سیستم های فلزی را در طول زمان تخریب می کنند، مقاومت می کنند. همچنین وزن آنها 60 تا 80 درصد کمتر از لوله های فلزی مشابه است که هزینه حمل و نقل را کاهش می دهد و حمل و نقل در محل را بسیار ساده تر می کند.
سه ویژگی باعث افزایش نرخ پذیرش می شوند. اولاً، سطح داخلی صاف پلاستیک از دست دادن اصطکاک را کاهش می دهد و به قطرهای کوچکتر اجازه می دهد تا حجم جریان یکسانی را حمل کنند. دوم، انعطاف پذیری پلاستیک و انواع روش های اتصال، بسیاری از مراحل رزوه کاری و لحیم کاری سخت را حذف می کند. ثالثاً، هزینه مواد خام و ساخت هر پای خطی معمولاً 30 تا 50 درصد کمتر از مس است. این مزایا در سیستمهای آب سرد، آب گرم، DWV (زهکشی، تخلیه زباله) و گرمایش تابشی وجود دارد.
نکته منفی این است که هر پلاستیک دارای یک پاکت عملکرد باریک است. از حداکثر درجه حرارت تجاوز کنید و لوله می تواند نرم شود، تغییر شکل داده یا ترکیده شود. از سیمان حلال اشتباه استفاده کنید و اتصال از کار می افتد. یک ماده بدون تثبیت کننده UV را برای دویدن در فضای باز انتخاب کنید، در عرض دو سال شکننده می شود. بنابراین نکته کلیدی این نیست که از پلاستیک استفاده کنیم یا خیر، بلکه مهم این است که کدام پلاستیک برای کدام شرایط خدماتی.
جدول زیر مستقیماً به مشخصات اصلی مورد نیاز مهندسان، لوله کش ها و مدیران تدارکات مربوط می شود. رنگ ها معمولی هستند اما می توانند بسته به سازنده متفاوت باشند. درجه بندی فشار 73 درجه فارنهایت (23 درجه سانتیگراد) محیط را فرض می کند. کاهش در دماهای بالا اعمال می شود.
| مواد | رنگ مشترک | حداکثر دما (پیوسته) | حداکثر فشار در 73 درجه فارنهایت | کاربرد اولیه | روش اتصال |
|---|---|---|---|---|---|
| PVC | سفید / خاکستری تیره | 140 درجه فارنهایت (60 درجه سانتیگراد) | حداکثر 450 psi | آب سرد، DWV، آبیاری | سیمان حلال، رزوه ای |
| CPVC | برنزه روشن / کرم | 200 درجه فارنهایت (93 درجه سانتیگراد) | 100 psi در 180 درجه فارنهایت | آب آشامیدنی سرد و گرم صنعتی | سیمان حلال، رزوه ای |
| PEX | قرمز، آبی، سفید، خاکستری | 200 درجه فارنهایت (93 درجه سانتیگراد) | 80-100 psi در 180 درجه فارنهایت | آب آشامیدنی گرمایش تابشی | چین، گیره، انبساط، فشار مناسب |
| ABS | مشکی | 160 درجه فارنهایت (71 درجه سانتیگراد) | حداکثر 230 psi | فقط DWV (غیر قابل شرب) | سیمان حلال |
| PPR | سبز، سفید، خاکستری | 180 درجه فارنهایت (82 درجه سانتیگراد) | 150-320 psi (وابسته به SDR) | آب آشامیدنی سرد و گرم، هوای فشرده | همجوشی حرارتی (سوکت یا لب به لب) |
| PE-RT | نارنجی، قرمز، بنفش | 180 درجه فارنهایت (82 درجه سانتیگراد) | 80-100 psi در 180 درجه فارنهایت | گرمایش از کف تابشی، ذوب برف | فشرده سازی، چین خوردگی، فیوژن سوکت |
درجه بندی فشار برای PVC و ABS به شدت به برنامه لوله بستگی دارد (SCH 40 در مقابل SCH 80)، در حالی که رتبه بندی های PPR از سری های SDR (نسبت ابعاد استاندارد) مانند SDR 11 یا SDR 7.4 پیروی می کند. همیشه قبل از مشخص کردن، با نمودار کاهش فشار و دما سازنده مشورت کنید. لوله ای که 300 psi را در دمای اتاق نگه می دارد، ممکن است در هنگام گردش مداوم آب 140 درجه فارنهایت به 60 psi محدود شود.
پی وی سی (پلی وینیل کلراید) شناخته شده ترین لوله پلاستیکی در سطح جهان باقی مانده است. هزینه مواد کم و نصب ساده با جوش حلال آن را به گزینه پیش فرض برای خطوط اصلی خدمات آب، آبیاری چمن و سیستم های DWV تبدیل می کند. CPVC (پلی وینیل کلرید کلردار) همان پلیمر پایه را می گیرد و کلر را اضافه می کند و دمای انتقال شیشه ای را افزایش می دهد و امکان استفاده مداوم را در دمای 180-200 درجه فارنهایت فراهم می کند. تفاوت هزینه قابل توجه است: لوله CPVC معمولاً 50 تا 70 درصد بیشتر از PVC با همان قطر در هر فوت هزینه دارد، اما دری را برای توزیع آب گرم تمام ساختمان بدون تغییر به فلز یا PPR باز می کند.
در عمل میدانی، تمایز مهم سیمان حلال است. سیمان پی وی سی اتصال قابل اعتمادی روی CPVC ایجاد نمی کند و بالعکس. این دو همچنین به پرایمرهای متفاوتی نیاز دارند و زمان پخت متفاوتی دارند. بازرسان کد سیستمی را که مواد را به درستی مخلوط می کند شکست می خورند. برای آب گرم آشامیدنی، CPVC دارای مزیت مهمی نسبت به PEX در مقاومت در برابر کلر است. آزمایش طولانی مدت بر اساس ASTM F2023 نشان می دهد که CPVC یکپارچگی ساختاری را در آب کلردار در دماهایی حفظ می کند که می تواند باعث شکنندگی اکسیداتیو در برخی از فرمول های PEX شود.
هنگام انتخاب بین PVC و CPVC برای یک پروژه، درخت تصمیم ساده است. اگر سیال هرگز از 140 درجه فارنهایت تجاوز نکند و کاربرد در انتهای بالای منحنی فشار کار نکند، PVC صرفه جویی در مواد را در حدود 40-50٪ ارائه می دهد. اگر آب گرم بخشی از سیستم باشد، CPVC به حداقل مشخصات تبدیل می شود. مخصوصاً برای کاربردهای DWV، PVC و ABS مستقیماً از نظر هزینه با هم رقابت میکنند، با ABS که در دماهای پایین مقاومت بهتری در برابر ضربه ارائه میدهد - ویژگیای که در ساختوساز زمستانی اهمیت دارد.
| پارامتر | PVC (SCH 40) | CPVC (SCH 40) |
|---|---|---|
| حداکثر دمای سرویس (پیوسته) | 140 درجه فارنهایت | 200 درجه فارنهایت |
| هزینه معمولی در هر فوت (1/2 اینچ) | 0.35-0.55 دلار | 0.60-0.95 دلار |
| آب آشامیدنی تایید شده | بله (فقط سرد) | بله (گرم و سرد) |
| مقاومت در برابر کلر | متوسط | عالی |
| خطر تردی در طول زمان | کم (آب سرد) | خیلی کم |
پلی اتیلن متقاطع (PEX) اقتصاد لوله کشی را تغییر داد. انعطاف پذیری آن اجازه می دهد تا از یک منیفولد به فیکسچر بدون کوپلینگ پنهان حرکت کنید و نقاط نشتی احتمالی پشت دیوارها را به طور چشمگیری کاهش دهد. PEX در سه روش تولید می باشد - PEX-a (پراکسید)، PEX-b (سیلان) و PEX-c (پرتو الکترونی) - و رفتار آنها در این زمینه متفاوت است. PEX-a بالاترین یکنواختی اتصال متقابل و بیشترین انعطاف پذیری را از جمله توانایی بازیابی از پیچ خوردگی ها با استفاده از تفنگ حرارتی نشان می دهد. PEX-b فشار انفجاری کمی بالاتر را به قیمت حافظه سیم پیچ سفت تر ارائه می دهد. PEX-c مقرون به صرفه ترین است، اما دارای کمترین درجه اتصال متقابل است، که باعث می شود در برابر تنش های چرخه حرارتی مکرر مقاومت کمتری داشته باشد.
برای گرمایش از کف تابشی، PEX و PE-RT رقبای مستقیم هستند. PEX سابقه طولانیتری در آمریکای شمالی دارد، اما ویژگیای را معرفی میکند که PE-RT از آن اجتناب میکند: تمایل به اکسید شدن آهسته هنگام قرار گرفتن در معرض آب با دمای بالا با کلر آزاد. این موضوع در سیستمهای تابشی حلقه بسته نگران کننده نیست، اما در حلقههای آب آشامیدنی باز، ساختار مولکولی PE-RT ذاتاً در برابر کلر مقاومتر است. انتخاب بین PEX و PE-RT برای گرمایش تابشی اغلب به پذیرش کد محلی و ترجیحات نصب کننده بستگی دارد.
نصب کنندگان باید توجه داشته باشند که PEX پایدار در برابر اشعه ماوراء بنفش نیست. نگهداری کویل های بدون پوشش در فضای باز برای بیش از 30 تا 60 روز می تواند سطح بیرونی را تخریب کند. PEX همچنین به مجموعه ابزار متفاوتی نسبت به لوله سفت و سخت نیاز دارد. یک ابزار چیندار دستی 60 تا 120 دلار هزینه دارد. یک بسط دهنده با باتری برای PEX-a می تواند بیش از 400 دلار باشد. این هزینه های اولیه بر سودآوری مشاغل مقاوم سازی کوچک تأثیر می گذارد. با این حال، PEX بر بازار لوله های مسکونی تسلط دارد زیرا پس انداز نیروی کار اغلب سرمایه گذاری ابزار را در دو پروژه اول جبران می کند.
PPR (کوپلیمر تصادفی پلی پروپیلن) و PE-RT (پلی اتیلن مقاومت در برابر دمای بالا) سهم عظیمی از لوله کشی جهانی خارج از آمریکای شمالی را به خود اختصاص می دهند. سیستم های PPR در ساخت و سازهای مسکونی و تجاری در سراسر چین، هند، خاورمیانه و بسیاری از اروپا استاندارد هستند. مشخصه PPR همجوشی حرارتی است: لوله و اتصالات در دمای 260 درجه سانتیگراد (500 درجه فارنهایت) ذوب شده و در یک اتصال یکپارچه ذوب می شوند. هنگامی که به درستی اجرا شود، اتصال قوی تر از خود لوله می شود. هیچ حلال، حلقه O و هیچ گیره مکانیکی وجود ندارد که بتواند در طول زمان شل شود.
مقیاس تولید پشت PPR رقابت پذیری هزینه آن را توضیح می دهد. برخی از تولیدکنندگان بیش از 100 خط اکستروژن اختصاصی را اجرا می کنند که ضخامت دیواره و سری SDR ثابتی را حفظ می کنند که از درجه بندی فشار از 150 تا بیش از 320 psi پشتیبانی می کند. اتصالات لوله ذوب داغ PPR با نرخ جریان مذاب منطبق مهندسی شده اند، بنابراین فرآیند همجوشی حرارتی یک جوش همگن را ایجاد می کند. این امر مشکلات سازگاری شیمیایی را که گهگاه بین برندهای مختلف در سیستم های جوش حلال ایجاد می شود، حذف می کند.
PE-RT جایگاه متفاوتی را اشغال می کند. این به طور خاص برای کاربردهای هیدرونیک با دمای بالا و حلقه بسته مانند گرمایش از کف، اتصالات رادیاتور و سیستم های ذوب برف توسعه یافته است. ساختار مولکولی آن شامل مونومرهای اکتن یا هگزن است که یک ستون فقرات پلی اتیلن با پایداری حرارتی کافی برای مدیریت آب 180 درجه فارنهایت به طور نامحدود بدون اتصال متقابل ایجاد می کند. نتیجه لوله ای است که می تواند توسط فیوژن سوکت استاندارد یا با اتصالات فشرده سازی ساده و بدون ابزار ویژه مورد نیاز برای PEX به هم متصل شود. لوله گرمایش از کف PE-RT تک لایه به طور گسترده در پروژه های مسکونی استفاده می شود، در حالی که انواع دو لایه با مانع اکسیژن برای دال های تابشی تجاری برای جلوگیری از خوردگی اجزای آهنی مشخص شده است. یک مورد آب و هوای شدید گویا است: لولههای PE-RT برای سیستمهای گرمایش ایستگاه تحقیقاتی قطب جنوب انتخاب شدهاند، که در آن دمای پایدار زیر صفر زمین و نیازهای حرارتی بالا، مواد را به حد خود میرساند. این اعتبار سنجی در دنیای واقعی به مهندسان در مورد ادعاهای عملکرد بلند مدت اطمینان می دهد.
شروع با برنامه، نه مواد، از رایج ترین خطاهای مشخصات جلوگیری می کند. سؤالات زیر یک فیلتر گام به گام را تشکیل می دهند که هر خریدار را راهنمایی می کند، از یک صاحب خانه که به یک حمام تکی دست می زند تا یک مدیر تدارکات که برای توسعه 500 واحدی سفارش می دهد.
برای عمده فروشان، پیمانکاران و توسعه دهندگان پروژه، پویایی خرید با خرده فروشی تک خانواده متفاوت است. زمان تحویل، حداقل مقادیر سفارش (MOQ) و بسته بندی به طور مستقیم بر جریان نقدی و تدارکات سایت کار تأثیر می گذارد. محموله کانتینری لوله PPR در طول های استاندارد 4 متری متفاوت از سیم پیچ های PEX 1000 فوتی روی پالت ها ارسال می شود. تدارکات هوشمند فراتر از قیمت هر متر است.
انتخاب تامینکنندهای که طیف کامل لوله را پوشش میدهد - PPR برای گرم/سرد، PE-RT برای سیستمهای کف، و PEX برای مقاومسازی - همچنین پیچیدگی سربار مدیریت و حملونقل را برای پروژههای مختلط کاهش میدهد.