Почему пластиковые трубы периодически ломаются и как этого избежать? Часть 4

Другой очень частой причиной случайного отказа является использование неправильного типа опоры, которая создает напряжение на трубе. Кроме того, изгиб трубопроводов вокруг трубы из ПВХ или ХПВХ может создавать высокое локальное напряжение на трубах из ПВХ / ХПВХ, контактирующих с этим трубопроводом или кабелепроводом. Например, нельзя допускать соприкосновения некоторых электрических проводов, особенно компьютерных, с трубами из ПВХ или ХПВХ, поскольку внешняя гибкая оболочка может содержать пластификаторы, которые могут попасть в трубу, что приведет к её ослаблению и разрушению. В интернете есть фотографии установленных труб пожаротушения из ХПВХ, показывающие контакт трубы с электрическим проводом и кабелепроводом — и того, и другого следует избегать.

Следующей проблемой является тепловое расширение: у большинства пластиковых труб коэффициент линейного теплового расширения (CLTE) намного выше, чем у непластичных материалов. Высокий CLTE труб из ПВХ / ХПВХ должен быть компенсирован во время монтажа, особенно в средах, где возможны большие изменения температуры. Обычный способ учесть тепловое расширение — это установка компенсирующих петель в длинных трубопроводах и использование незакрепленных фитингов, которые допускают проскальзывание. Необходимо проконсультироваться с квалифицированным специалистом по системной инженерии, чтобы убедиться, что система правильно спроектирована с учетом возможных колебаний температуры, с которыми сталкивается система, и что надлежащие возможности расширения включены в систему.

Далее рассмотрим проблему замерзания пластиковых труб из ПВХ и ХПВХ. Выход из строя пожарных спринклерных труб ХПВХ из-за замерзания не очень распространен, потому что спринклерные трубы обычно имеют соответствующую защиту. Тем не менее, иногда трубы пожаротушения из ХПВХ замерзают. Если есть вероятность подвергания пожарных спринклерных труб воздействию низких температур, важно заполнить трубы раствором глицерина. Растворы глицерина и пропиленгликоля высокой чистоты являются единственным антифризом, признанным приемлемым органами по стандартизации. Опять же, опытный инженер-разработчик должен спроектировать систему трубопроводов, чтобы обеспечить надлежащую защиту от замерзания. Диагностика выхода из строя труб из ХПВХ из-за замерзания является сложной задачей. Если трубы ХПВХ ломаются из-за радиального расширения льда внутри, диагностика довольно проста, потому что труба обычно расширяется, вызывая уменьшение толщины стенок и выход за пределы спецификации.

Однако исследователи из Университета Иллинойса обнаружили, что обычно, когда трубы замерзают, радиальное расширение ограничивается стенкой трубы, заставляющей лёд расширяться в продольном направлении. Линейное расширение льда вызывает повышение давления между ледяной пробкой и выпускным или впускным клапаном. Именно высокое давление вызывает сбой. Это открытие привело американских учёных к получению нескольких патентов на устройства, которые защищают трубы от поломок из-за замерзания. Исследование проводилось следующим образом. Замёрзшая труба сначала оттаяла, а затем была разрезана в продольном направлении пополам, была выпилена стенка трубы на 180 градусов от поверхности разрушения. Простое измерение толщины стенки трубы на поверхности разрушения и сравнение толщины противоположной стенки показало большую разницу. Разница вызвана медленным растяжением и сдвигом / сужением в точке разрушения. Податливость / сужение в точке разрушения приводит к истончению материала в точке разрушения. В следующей части коснёмся таких проблем, как выравнивание труб, а также короткой вставки, и приступим к рассмотрению внешнего загрязнения трубопроводных систем из непластифицированного (НПВХ) и хлорированного (ХПВХ) поливинилхлорида.