Hversu heitt er bræðslumark PVC plaströrs?

Ef þú hefur einhvern tíma reynt að renna heitu vatni í gegnum ranga tegund af pípu-eða verra, haltu hitabyssu of nálægtPVC festing-þú veist nú þegar að þetta dót tekur ekki vel við háum hita. En hér er það sem það verður erfiður. Spyrðu tíu verkfræðinga um nákvæmlega bræðslumark PVC pípu og þú gætir fengið tíu mismunandi svör. Það er ekki vegna þess að einhver hafi rangt fyrir sér, nákvæmlega. Það er vegna þess að PVC bráðnar ekki eins og ísmolar gera.

Ég lærði þetta á erfiðan hátt aftur árið 2019 þegar verktakavinur hringdi í mig í læti. Áhöfn hans hafði óvart beint nokkrum áætlun 40 PVC frárennslislínum of nálægt hitarás. Ekkert skelfilegt gerðist-ennþá-en pípurnar voru örugglega að skekkjast. Hann vildi vita hversu nálægt þeim væri „bráðnun“. Heiðarlega svarið? Þeir voru ekki nálægt raunverulegu bræðsluhitastigi. En það þýddi ekki að rörin væru í lagi.

Við skulum koma tæknilegum hlutum úr vegi fyrst. Hefðbundin PVC pípa-svo sem þú myndir nota fyrir -úrgangs-útblásturskerfi eða kalt vatnsveitu-byrjar að mýkjast einhvers staðar í kringum 75-80 gráður (167-176 gráður F). Full bráðnun? Það gerist á bilinu 160 gráður til 210 gráður (320 gráður F til 410 gráður F). En satt að segja, ef þú ert að láta pípurnar þínar komast eitthvað nálægt 160 gráðu, hefur eitthvað farið alvarlega úrskeiðis löngu áður en þú nærð þeim stað.

Málið er að PVC er það sem efnisfræðingar kalla „myndlausa“ fjölliða. Ólíkt málmum sem hafa skörp, skilgreind bræðslumark-frýs vatn við 0 gráður, járn bráðnar við 1538 gráður, fallegt og hreint-PVC mýkist smám saman við mismunandi hitastig. Það er meira eins og smjör sem hitnar á borði en ís sem breytist í vatn. Þegar þú slærð í 140 gráður ertu ekki bara að fást við mýkingu. Þú ert að takast á við niðurbrot. Efnið byrjar að brotna niður og losa vetnisklóríðgas. Ógeðslegt efni. Ekki anda því.

Þetta skiptir meira máli en flestir gera sér grein fyrir. Stíft PVC (stundum kallað uPVC eða RPVC) og sveigjanlegt PVC hegða sér allt öðruvísi við hita. Stífa dótið-venjulega hvíta frárennslisrörið þitt- situr hærra á hitaþolskvarðanum, með nothæft hitastig allt að um 60 gráður fyrir stöðuga notkun. Ýttu því yfir 65 gráður og þú ert að biðja um vandræði.

Sveigjanlegt PVC, þó? Það er mýkiefni blandað í. Þessi mýkiefni gera efnið sveigjanlegt og sveigjanlegt, en þau lækka líka hitaþolið. Sum sveigjanleg PVC efnasambönd byrja að verða mjúk við hitastig allt að 50 gráður. Ég hef séð framleiðendur lækningaslöngur tilgreina hámarkshitastig aðeins 40 gráður fyrir ákveðnar einkunnir.

Fljótleg athugasemd: Ef einhver reynir að selja þér „há- PVC rör“ fyrir heitavatnslínur skaltu vera efins. Það sem þeir meina líklega er CPVC-klórað pólývínýlklóríð-sem er allt annað dýr. CPVC þolir stöðugt hitastig allt að 93 gráður (200 gráður F) og hefur bræðslusvið nær 230-260 gráður. Það kostar meira, en það er ástæðaskóði sem gerir það kleift að dreifa heitu vatni.

Hér er það sem enginn segir þér þegar þú ert að læra um PVC hitauppstreymi: bræðslumarkið skiptir nánast engu máli í hagnýtum tilgangi. Löngu áður en pípan þín breytist í poll, fer hún í gegnum röð sífellt slæmra umbreytinga.

Við um það bil 60 gráður byrjar áætlun 40 PVC að missa verulega togstyrk. Þrýstistigið lækkar. Pípa sem er metin fyrir 280 psi við stofuhita gæti aðeins þolað 100 psi við hærra hitastig. Við 70 gráður ertu að horfa á alvarlega aflögunarhættu undir hvers kyns þrýstingi. Pípan gæti ekki rifnað strax, en gefðu henni nokkrar vikur og þú munt sjá bólgnað, lafandi, kannski liðbilun.

Og hér er pirrandi hluti-þessi áhrif eru uppsöfnuð. Keyrðu pípuna þína við 50 gráður í marga mánuði og þú hefur flýtt fyrir öldruninni. Efnið verður brothætt. Höggþol minnkar. Það sem hefði enst í þrjátíu ár gæti nú klikkað eftir fimmtán. Flestir framleiðendur segja þér þetta ekki beint, en ef þú lest smáa letrið í tækniskýrslum þeirra, þá er þetta allt þarna.

Gleymdu bræðslumarki rannsóknarstofu í eina sekúndu. Á sviði, hér er það sem veldur í raun PVC pípuvandamálum:

Útblástur hitaveitu.Venjulegir tankhitarar gefa út vatn við 49-60 gráður (120-140 gráður F). Það er alveg á jaðri viðunandi fyrir PVC. Kóðinn krefst venjulega að fyrstu 18 tommurnar af leiðslum frá vatnshitara séu úr málmi eða CPVC af nákvæmlega þessari ástæðu. Ég hef séð DIYers sleppa þessu skrefi. Þeir sjá alltaf eftir því.

Uppsetningar á háalofti á sumrin.Illa loftræst háaloft í Phoenix eða Houston getur farið í 65 gráður (150 gráður F) á slæmum degi. Ef PVC frárennslislínurnar þínar liggja þar í gegn, eldast þær hægt á hverju sumri. Pípan bráðnar ekki, en hún eldist of snemma. Sum lögsagnarumdæmi krefjast nú verndar eða endurleiðar af þessari nákvæmu ástæðu.

Bruna nálægð.Þetta er augljóst en þess virði að minnast á. PVC kviknar í um 391 gráðu og brennur með súrefnisstuðul sem er um það bil 45, sem þýðir að það er í raun frekar eldþolið.- En í eldi í byggingu er það lítil þægindi. Raunveruleg hætta er klórgasið sem losnar við bruna.

Allt í lagi, ég ætla að verða svolítið nörd hérna, en þetta er mikilvægt ef þú vilt raunverulega skilja hvers vegna PVC hegðar sér eins og það gerir.

Sameindabygging PVC samanstendur af löngum keðjum af vínýlklóríð einliða -í grundvallaratriðum endurteknum einingum kolefnis, vetnis og klórs. Þegar þú hitar þessar keðjur byrja þær að titra meira. Að lokum byrja klóratómin að losna. Þetta ferli-sem kallast afhýdróklórun-hefst um 140-150 gráður, langt undir raunverulegu bræðsluhitastigi.

Klórinn sem losnar tengist vetni og myndar HCl gas. Klórvetni. Það er ætandi, það skemmir öndunarvef og það er ástæðan fyrir því að þú ættir aldrei-aldrei-brenna PVC í stjórnlausu umhverfi. Pípuframleiðendur bæta við hitajöfnunarefnum (venjulega kalsíum-sink eða baríum-sinksambönd nú á dögum, þar sem blýjöfnunarefni féllu úr vegi) til að seinka þessari niðurbroti, en þeir geta aðeins gert svo mikið.

Þetta er líka ástæðan fyrir því að PVC vinnsla í verksmiðjum krefst svo nákvæmrar hitastýringar. Of heitt við útpressun og þú byrjar að niðurbrjóta efnið áður en það verður jafnvel að pípu. Glugginn á milli „efnis flæðir rétt“ og „efnis eyðileggur sig“ er furðu þröngur. Um það bil 20-30 gráður, fer eftir samsetningu.

PVC með meiri mólþunga þolir hita betur. Það er stutta útgáfan. Lengri fjölliða keðjurnar þýða meiri flækju, meiri hitastöðugleika og nokkuð hærri mýkingarpunkt. En-og hér er skipting-af- PVC með mikilli mólþunga er erfiðara að vinna úr. Það flæðir ekki eins auðveldlega við framleiðslu. Svo pípuframleiðendur halda jafnvægi á þessum eiginleikum. Stundaskrá 80 pípa, sem er þykkari og venjulega gerð fyrir iðnaðarnotkun, notar oft aðeins aðrar samsetningar en Schedule 40. Ekki alltaf hærri mólþungi, en stundum. Forskriftirnar eru mismunandi eftir framleiðanda.

Ef þú vilt einhvern tíma sannreyna hitaeiginleika eru -staðlaðar prófanir iðnaðarins ASTM D648 fyrir hitabeygjuhitastig og ASTM D1525 fyrir Vicat mýkingarpunkt. Flestar PVC pípur sýna Vicat mýkingarhitastig um 77-85 gráður. Hitabeygjuhitastigið-mælt við venjulegt álag fellur venjulega á milli 57-82 gráður.

Þessi próf skipta máli vegna þess að þau gefa þér hlutlægar, endurteknar tölur. Miklu gagnlegra en "bræðslumark" í verkfræðilegum tilgangi. Þegar þú ert að hanna kerfi viltu vita: við hvaða hitastig byrjar þetta efni að bila undir álagi? Það eru raunveruleg takmörk þín. Ekki hitastigið þar sem það breytist í goo.

Differential scanning kalorimetry (DSC) getur greint nákvæmar hitabreytingar ef þú ert að gera efnisgreiningu, en það er meira rannsóknartæki en eitthvað sem þú myndir nota á þessu sviði.

Stundum hjálpar það að setja hlutina í samhengi.

CPVC meðhöndlar allt að 93 gráður stöðugt. Það mun mýkjast um 115-125 gráður og bráðna að fullu á bilinu 230-260 gráður. Um það bil 40-50 gráður betri en venjulegt PVC yfir allt borðið.

ABS pípa (svarta dótið sem oft er notað fyrir frárennslislínur) mýkist um 88-102 gráður. Örlítið betri hitaþol en PVC, en verri efnaþol.

PEX-sveigjanlegt þvert-pólýetýlenið sem notað er í nútíma pípulögnum-þolir hitastig allt að 82-95 gráður í stuttan tíma, með stöðugum einkunnum um 60 gráður. Svipaður kúluvöllur og PVC, en með miklu betri frostþol.

Kopar er auðvitað sama um hitastig þar til þú nærð lóðasvæði (450 gráður fyrir dæmigerða samskeyti). En kopar kostar fjórfalt meira og krefst vandaðrar uppsetningar. Það er ástæða fyrir því að PVC er ráðandi á markaðnum þrátt fyrir hitauppstreymi.

Ég ætla ekki að gera þetta flóknara en það þarf að vera. Hér er hagnýt sýnishorn mitt eftir margra ára að takast á við þetta:

Allt að 40 gráður (104 gráður F):Engar áhyggjur. PVC virkar eins og metið er.

40-60 gráður (104-140 gráður F):Varúðarsvæði. Skammtíma-útsetning í lagi. Lækkaðu þrýstingsmat um 20-50%. Athugaðu forskrift framleiðanda.

60-75 gráður (140-167 gráður F):Hættusvæði. Verulegt styrktartap. Líklegt er að aflögun sé undir þrýstingi. Íhugaðu önnur efni.

Yfir 75 gráður (167 gráður F):Ekki gera það. Bara ekki. Notaðu CPVC, kopar eða eitthvað sem er metið fyrir forritið.

140 gráður og upp:Efni er virkt niðurbrot. Þú ert með stærri vandamál en pípuval á þessum tímapunkti.

Spurningin "hvað er bræðslumark PVC pípa?" virðist nógu einfalt. En eins og flest annað í verkfræði fer svarið eftir því sem þú þarft að vita í raun og veru. Ef þú hefur áhyggjur af því að pípa bókstaflega bráðni í poll, slakaðu á-sem tekur hitastig yfir 160 gráður, og þú myndir eiga í miklu meiri vandamálum áður en þú nærð þeim tímapunkti. Ef þú hefur áhyggjur af öruggum rekstrarmörkum eru þau miklu lægri. Einhvers staðar á milli 40-60 gráður fyrir flest forrit, allt eftir þrýstingi og lengd.

Efnisvísindin eru heillandi-myndlausar fjölliður, afhýdróklórun, mólþyngdardreifing-en þegar öllu er á botninn hvolft þurfa flest okkar bara að vita hvort pípurnar okkar þoli verkið. Fyrir kalt vatn og frárennsli? PVC er frábært. Ódýrt, endingargott, auðvelt að vinna með. Fyrir heitt vatn eða hátt-hitaumhverfi? Leitaðu annars staðar.

Og ef þú finnur einhvern tíma fyrir þér að halda hitabyssu nálægt PVC festingu, mundu: Þegar þú getur séð skemmdirnar hafa efniseiginleikar þegar breyst á þann hátt sem þú getur ekki séð. Farðu varlega með það. Eða skiptu yfir í CPVC og hættu að hafa áhyggjur.

Það er í raun allt sem þarf til.