คู่มือการเลือกท่อ PE สำหรับวิศวกรและผู้รับเหมา

คำตอบด่วน: วิธีเลือกสิ่งที่ถูกต้อง ท่อพีอี

สำหรับน้ำประปา การชลประทาน และท่อส่งน้ำอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ ท่อ พีอี100 เป็นตัวเลือกที่ต้องการ เมื่อต้องการพิกัดแรงดันที่สูงขึ้นหรือส่วนของผนังที่บางลง ท่อ PE80 ยังคงเป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้จริงสำหรับสายส่งแรงดันต่ำหรือสายส่งที่ไม่สำคัญ ท่อที่ถูกต้องจะถูกเลือกโดยการจับคู่ตัวแปรสามตัวเข้าด้วยกัน: เกรดวัสดุ (PE80 หรือ พีอี100), SDR (อัตราส่วนขนาดมาตรฐาน) ที่กำหนดระดับความดัน และวิธีการต่อ (การเชื่อมแบบชนหรือการเชื่อมด้วยไฟฟ้า) ที่เหมาะกับสภาพแวดล้อมการติดตั้ง ส่วนด้านล่างจะแจกแจงตัวแปรแต่ละตัวด้วยตารางข้อมูลและแผนภูมิ เพื่อให้วิศวกรและผู้รับเหมาสามารถตัดสินใจเกี่ยวกับข้อกำหนดได้โดยไม่ต้องคาดเดา

กล่าวโดยย่อ: ระบุแรงดันใช้งานที่ต้องการและอายุการออกแบบก่อน เลือกซีรีส์ท่อ SDR PE ที่ตรงตามระดับแรงดันนั้น ISO 4427 จากนั้นยืนยันวิธีการต่อที่เหมาะกับเส้นผ่านศูนย์กลางท่อและสภาพไซต์งาน ส่วนที่เหลือของคู่มือนี้จะอธิบายวิธีการตัดสินใจแต่ละข้อในทางปฏิบัติ

ท่อ PE80 กับ PE100: การเปรียบเทียบเกรดวัสดุ

เกรดวัสดุท่อ PE ถูกจำแนกตามกำลังขั้นต่ำที่ต้องการ (นาง) ซึ่งเป็นค่าที่ได้มาจากการทดสอบอุทกสถิตในระยะยาวภายใต้ ISO 12162 . ก ท่อ PE80 มีการจำแนกประเภท MRS ที่ 8.0 MPa ในขณะที่ a ท่อพีอี100 มีการจำแนกประเภท MRS ที่ 10.0 MPa ความแข็งแรงพิกัดที่แตกต่างกัน 25 เปอร์เซ็นต์นี้ช่วยให้ผลิตท่อ PE100 ที่มีผนังบางกว่าท่อ PE80 สำหรับระดับแรงดันเดียวกัน ซึ่งจะเพิ่มรูไหลภายในสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่กำหนด

การอ่านการเปรียบเทียบเรดาร์

แผนภูมิเรดาร์ด้านล่างเปรียบเทียบท่อ PE80 และท่อ PE100 ในมิติประสิทธิภาพทั้งหกมิติ โดยแต่ละมิติจะมีค่ามาตรฐานอยู่ที่ระดับ 0-10 เพื่อให้อ่านง่าย ท่อ PE100 ขยายออกไปอีกบน MRS, ความแข็งแรงของอุทกสถิตในระยะยาว, ประสิทธิภาพความหนาของผนัง และความต้านทานต่อการเติบโตของรอยแตกที่ช้า ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมีการระบุกันอย่างแพร่หลายสำหรับ ท่อจ่ายน้ำพีอี และ ท่อพีอีอุตสาหกรรม เครือข่ายที่ทำงานในระดับความกดดันที่สูงกว่า ในทางกลับกัน ท่อ PE80 ยังคงความยืดหยุ่นไว้เล็กน้อย ซึ่งอาจเป็นข้อได้เปรียบในการติดตั้งแบบไม่มีร่องลึกหรือในพื้นที่ที่มีการเคลื่อนตัวของพื้น ไม่มีเกรดใดที่เหนือกว่าในระดับสากล ตัวเลือกที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับระดับแรงดัน ข้อกำหนดของการเจาะ และวิธีการติดตั้งของโครงการเฉพาะ

ในทางปฏิบัติ วิศวกรโครงการที่ระบุท่อจ่ายหลักใหม่มักจะชอบท่อ PE100 เนื่องจากผนัง SDR ที่บางกว่าจะลดการใช้วัสดุต่อเมตรในขณะที่มีระดับแรงดันเท่ากัน ในขณะที่ทีมบำรุงรักษาที่เปลี่ยนท่อย่อยแรงดันต่ำแบบสั้นอาจพบว่าท่อ PE80 เพียงพอสำหรับการปฏิบัติหน้าที่โดยสิ้นเชิง (อ้างอิง: ISO 12162:2009 วัสดุเทอร์โมพลาสติกสำหรับท่อและข้อต่อสำหรับการใช้งานแรงดัน — การจำแนกประเภทและการกำหนด)

ทำความเข้าใจการจัดระดับ SDR และคลาสความดัน

SDR ย่อมาจาก Standard Dimension Ratio ซึ่งคำนวณจากเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อหารด้วยความหนาของผนังขั้นต่ำ ตัวเลข SDR ที่ต่ำกว่าหมายถึงผนังที่หนาขึ้นเมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลาง ดังนั้นจึงมีระดับแรงดัน (PN) ที่สูงขึ้น ท่อ เอสดีอาร์ พีอี การเลือกเป็นหนึ่งในคำถามเกี่ยวกับข้อมูลจำเพาะที่พบบ่อยที่สุดที่วิศวกรต้องเผชิญ เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางระบุที่เท่ากันสามารถจัดหาได้ในซีรีส์ SDR หลายชุด ขึ้นอยู่กับคลาส PN ที่ต้องการ

ซีรี่ส์ SDR และพิกัดแรงดันที่สอดคล้องกัน

ตารางและแผนภูมิแท่งแนวนอนด้านล่างสรุปความสัมพันธ์มาตรฐาน SDR-to-PN สำหรับท่อ PE100 ที่ทำงานบนน้ำที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส ซึ่งสอดคล้องกับตารางพิกัดแรงดันที่เผยแพร่ใน ISO 4427-2 ดังที่แผนภูมิแสดง การย้ายจาก SDR41 ไปเป็น SDR11 จะเพิ่มระดับแรงดันประมาณสี่เท่า ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเครือข่ายท่อ PE หลักหลักและเครือข่ายท่อ PE การชลประทานแรงดันสูงจึงมักถูกกำหนดไว้ในช่วง SDR11 ถึง SDR17 ในขณะที่การกระจายแรงดันต่ำหรือเส้นสาขาที่ป้อนด้วยแรงโน้มถ่วงสามารถใช้ SDR21 ถึง SDR33 ได้

ความสัมพันธ์นี้เป็นสาเหตุที่ทำให้รายการวัสดุที่แสดงเฉพาะเส้นผ่านศูนย์กลางที่ระบุเท่านั้นจึงไม่สมบูรณ์: ต้องระบุการกำหนด SDR (หรือ PN) ควบคู่ไปกับเส้นผ่านศูนย์กลางเสมอ เพื่อกำหนดผลิตภัณฑ์ท่อ PE อย่างครบถ้วน เนื่องจากท่อสองท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเท่ากันแต่ SDR ต่างกันจะมีความหนาของผนัง รูเจาะต่างกัน และความสามารถในการรับแรงดันต่างกัน

ตำแหน่งที่ท่อ PE เหมาะกับ: น้ำประปา การชลประทาน และการใช้ในอุตสาหกรรม

ท่อ PE ถูกนำมาใช้ในโครงสร้างพื้นฐานหลายประเภท เนื่องจากโพลีเอทิลีนเรซินสามารถกำหนดสูตรและกำหนดขนาดให้เหมาะกับสภาพการทำงานที่แตกต่างกันมากได้ กลุ่มการสมัครที่พบบ่อยที่สุดสามกลุ่มคือในเขตเทศบาลและชนบท ท่อจ่ายน้ำพีอี เครือข่ายเกษตรกรรม ท่อ PE ชลประทาน ระบบและกระบวนการหรือยูทิลิตี้ ท่อพีอีอุตสาหกรรม เส้น แต่ละรายการมีเกรดและรูปแบบ SDR โดยทั่วไป โดยสรุปไว้ด้านล่าง

สำหรับท่อ PE สำหรับจ่ายน้ำ โดยทั่วไปการเลือกเรซินจะให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพด้านสุขอนามัยในระยะยาวและความหนาของผนังที่สม่ำเสมอ เพื่อให้ท่อสามารถรักษาแรงดันภายในได้อย่างต่อเนื่องตลอดหลายทศวรรษ ท่อ PE ชลประทานต้องเผชิญกับการหมุนเวียนของความร้อนมากขึ้นและการสัมผัสรังสียูวีเหนือพื้นดินในหลายรูปแบบสนาม ดังนั้นจึงมักระบุชั้นนอกที่มีความเสถียร การใช้งานท่อ PE อุตสาหกรรมมีตั้งแต่การถ่ายโอนสารเคมีไปจนถึงท่อสารละลายและท่อน้ำทิ้ง ทนต่อสารเคมีต่อการกัดกร่อนจากสารหลากหลายชนิด เป็นเหตุผลหลักที่เลือกใช้โพลีเอทิลีนมากกว่าทางเลือกที่เป็นโลหะ ควบคู่ไปกับความทนทานโดยธรรมชาติของวัสดุต่อความเสียหายจากแรงกระแทกระหว่างการขนส่ง การขนย้าย และการติดตั้ง

• ท่อจ่ายน้ำ PE: งานรับแรงดันต่อเนื่อง เรซินเกรดสุขอนามัย อายุการใช้งานยาวนาน
• ท่อ PE เพื่อการชลประทาน: การเปลี่ยนแปลงของการไหลตามฤดูกาล, การสัมผัสรังสียูวีเหนือพื้นดิน, การกำหนดเส้นทางที่ยืดหยุ่น
• ท่อ PE อุตสาหกรรม: การสัมผัสสารเคมี สารกัดกร่อน ช่วงอุณหภูมิในกระบวนการ

Butt Fusion vs Electrofusion: การเลือกวิธีการต่อท่อ PE

ระบบท่อ PE เชื่อมต่อโดยใช้ความร้อนฟิวชั่นแทนการใช้กาวหรือซีลเชิงกลสำหรับข้อต่อแรงดันถาวร ซึ่งเป็นเหตุผลหนึ่งที่วัสดุดำเนินการอย่างสม่ำเสมอในการให้บริการแบบฝัง สองวิธีที่พบบ่อยที่สุดคือ ท่อ PE ฟิวชั่นแบบชน การเชื่อมโดยที่ปลายท่อทั้งสองถูกให้ความร้อนและกดเข้าด้วยกันและ ท่อ PE ด้วยไฟฟ้า ข้อต่อที่ข้อต่อที่มีลวดต้านทานฝังอยู่จะฟิวส์กับพื้นผิวท่อเมื่อมีการจ่ายกระแสไฟ นอกจากนี้ ข้อต่อแบบกลไกหรือแบบอัดยังใช้อีกด้วย ส่วนใหญ่สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าหรือในกรณีที่อุปกรณ์ฟิวชันใช้งานไม่ได้

เมื่อใดควรใช้แต่ละวิธี

โดยทั่วไปการเชื่อมแบบชนกันจะนิยมใช้สำหรับการวิ่งทางตรงยาวและมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่า เพราะมันจะสร้างข้อต่อที่มีรูปทรงของผนังเหมือนกับท่อหลัก การเชื่อมด้วยไฟฟ้ามักนิยมใช้สำหรับการมัดรวม การซ่อมแซม การเชื่อมต่อกิ่ง หรือร่องลึกที่จำกัด ซึ่งการจัดแนวปลายท่อทั้งสองสำหรับเครื่องชนฟิวชั่นเป็นเรื่องยาก ทั้งสองวิธีจำเป็นต้องมีผู้ปฏิบัติงานที่ผ่านการรับรองตามขั้นตอนการหลอมรวมที่บันทึกไว้ และควรยืนยันเทคนิคที่เหมาะสมโดยเทียบกับขั้นตอนการต่อฟิวชันของผู้ผลิตท่อและข้อกำหนดเฉพาะของโครงการที่เกี่ยวข้องก่อนเริ่มงาน

แผนภูมิแท่งด้านบนแสดงรูปแบบที่แสดงให้เห็นว่าเวลาในการทำความเย็นของฟิวชั่นชน (เป็นนาที บนแกนแนวตั้ง) มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นอย่างไรตามเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ โดยอิงตามแนวโน้มทั่วไปที่รายงานไว้ในแนวทางขั้นตอนการฟิวชันทั่วไป ข้อต่อท่อ PE แบบฟิวชันที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่กว่าต้องใช้เวลาในการทำความเย็นมากขึ้น เนื่องจากวัสดุที่ได้รับความร้อนมากขึ้นจะต้องตกผลึกใหม่ทั้งหมดภายใต้แรงกดดันก่อนจึงจะสามารถจัดการข้อต่อได้ ข้อต่อท่อ PE แบบอิเล็กโทรฟิวชันมักเป็นไปตามวงจรการหลอมรวมและการทำความเย็นคงที่ซึ่งกำหนดโดยผู้ผลิตข้อต่อ ดังนั้นรอบเวลาจึงขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า และขึ้นอยู่กับขนาดข้อต่อและอุณหภูมิโดยรอบมากกว่า เวลาในการหลอมละลายและการทำความเย็นที่แท้จริงจะแตกต่างกันไปตามเครื่องจักร เรซิน และสภาพของไซต์งาน และควรปฏิบัติตามขั้นตอนเฉพาะที่มีคุณสมบัติเหมาะสมสำหรับโครงการเสมอ

การปฏิบัติตามมาตรฐาน ISO 4427 และการตรวจสอบคุณภาพ

ท่อพีอี ISO 4427 เป็นชุดมาตรฐานสากลที่ใช้ควบคุมท่อและข้อต่อโพลีเอทิลีนสำหรับการจ่ายน้ำและการใช้แรงดันทั่วไป และเป็นหนึ่งในข้อกำหนดเฉพาะที่มีการอ้างอิงบ่อยที่สุดในเอกสารการจัดซื้อและบรรจุภัณฑ์ที่ประกวดราคา การทำความเข้าใจว่าแต่ละส่วนของมาตรฐานครอบคลุมอะไรบ้างช่วยให้วิศวกรตรวจสอบได้ว่าเอกสารข้อมูลผลิตภัณฑ์ที่ส่งมานั้นตรงกับข้อกำหนดที่ถูกถามจริงๆ

เมื่อตรวจสอบเอกสารทางเทคนิคของซัพพลายเออร์ วิศวกรควรตรวจสอบว่าการจำแนกประเภท MRS ที่เสนอ ซีรี่ส์ SDR และพิกัดแรงดันล้วนมีการอ้างอิงโยงไปยังส่วนที่ถูกต้องของ ISO 4427 เนื่องจากเอกสารข้อมูลผลิตภัณฑ์ที่แสดงขนาดโดยไม่มีตารางพิกัดแรงดันที่สอดคล้องกันทำให้ข้อกำหนดนั้นไม่สมบูรณ์ บันทึกการตรวจสอบย้อนกลับ การมาร์กเป็นชุดบนพื้นผิวท่อ และรายงานการทดสอบโดยบุคคลที่สามสำหรับ MRS และการต้านทานการแตกร้าวที่ช้า เป็นเอกสารที่ขอบ่อยที่สุดในระหว่างการตรวจสอบคุณภาพโครงการ

การเลือกข้อต่อท่อ PE และอุปกรณ์ระบบ

ข้อต่อท่อพีอี ดำเนินการระบบท่อให้สมบูรณ์โดยการจัดการการเปลี่ยนแปลงทิศทาง การเชื่อมต่อทางแยก การลดขนาด และการเปลี่ยนไปใช้วัสดุหรือวาล์วของท่ออื่นๆ โดยทั่วไปข้อต่อต่างๆ จะถูกจัดกลุ่มออกเป็นสามกลุ่ม และการเลือกประเภทที่เหมาะสมนั้นขึ้นอยู่กับวิธีการต่อที่เลือกไว้แล้วสำหรับการวิ่งหลัก พื้นที่การติดตั้งที่มีอยู่ และการเชื่อมต่อจำเป็นต้องรื้อถอนในการบำรุงรักษาในอนาคตหรือไม่

1. อุปกรณ์ข้อต่อชนชน (ข้อศอก ตัวที ตัวลดขนาด) - หลอมรวมเข้ากับปลายท่อโดยตรง ใช้สำหรับการเชื่อมต่อแบบอินไลน์ถาวรบนเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่กว่า
2. อุปกรณ์เชื่อมต่อด้วยไฟฟ้า (ข้อต่อ อานม้า ตัวตั้งแยก) - หลอมรวมโดยใช้องค์ประกอบความร้อนในตัว เหมาะสำหรับพื้นที่จำกัดและการซ่อมแซม
3. อุปกรณ์ฟิตติ้งแบบกลไกหรือแบบอัด - ประกอบโดยไม่มีอุปกรณ์ฟิวชันความร้อน มักใช้สำหรับการเชื่อมต่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าหรือการเชื่อมต่อชั่วคราว

การควบคุมดูแลข้อกำหนดทั่วไปคือการเลือกข้อต่อจากซีรีส์ SDR ที่แตกต่างจากท่อเชื่อมต่อ ซึ่งสามารถสร้างความหนาของผนังที่ไม่ตรงกันที่ส่วนต่อประสานได้ การยืนยันว่าข้อต่อ ท่อ และอุปกรณ์ข้อต่อทั้งหมดได้รับการจัดอันดับสำหรับซีรีส์ท่อ SDR PE และระดับแรงดันเดียวกัน จะช่วยหลีกเลี่ยงปัญหานี้ก่อนเริ่มการติดตั้ง

การประเมินผู้ผลิตท่อ HDPE หรือผู้จำหน่ายท่อ PE

เมื่อเปรียบเทียบก ผู้ผลิตท่อเอชดีพีอี หรือ จำหน่ายท่อพีอี วิศวกรและทีมจัดซื้อมักจะมองข้ามเอกสารข้อมูลผลิตภัณฑ์ไปจนถึงกระบวนการผลิตด้วยซ้ำ การจัดหาเรซินอย่างสม่ำเสมอ การควบคุมคุณภาพการอัดขึ้นรูปภายในองค์กร และการตรวจสอบย้อนกลับของแบทช์ที่ได้รับการจัดทำเป็นเอกสาร เป็นปัจจัยที่มักอ้างถึงว่าเป็นตัวบ่งชี้ความสัมพันธ์ในการจัดหาที่มั่นคงสำหรับโครงการโครงสร้างพื้นฐานที่กำลังดำเนินอยู่ เนื่องจากท่อ PE มักจะถูกจ่ายให้กับโครงการที่มีหลายเฟส ความสอดคล้องของมิติระหว่างชุดการผลิตจึงมีความสำคัญพอๆ กับรายงานการทดสอบเบื้องต้น

Jiangyin Huada ดำเนินธุรกิจในฐานะผู้ผลิตท่อ OEM PE และโรงงานท่อ PE โดยมุ่งเน้นที่ความหลากหลายของผลิตภัณฑ์ในสายการผลิตมาสเตอร์แบทช์สี ท่อพลาสติก และสายการผลิตข้อต่อท่อ แนวทางของบริษัทมุ่งเน้นไปที่การรักษาคุณภาพการอัดขึ้นรูปที่สม่ำเสมอ และสนับสนุนแนวทางปฏิบัติด้านการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมตลอดกระบวนการผลิต ซึ่งสะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงของอุตสาหกรรมในวงกว้างไปสู่การผลิตท่อที่ตรวจสอบย้อนกลับได้และยั่งยืนมากขึ้น

• ขอรายงานผลการทดสอบปัจจุบันสำหรับการจำแนกประเภท MRS และความต้านทานต่อการเติบโตของรอยแตกร้าวอย่างช้าๆ
• ยืนยันการตรวจสอบย้อนกลับของเรซินและการมาร์กแบทช์บนท่อที่จัดส่ง
• ถามว่าอุปกรณ์และท่อผลิตขึ้นในขนาดมาตรฐานเดียวกันหรือไม่

ความคาดหวังด้านประสิทธิภาพและอายุการใช้งานในระยะยาว

อายุการใช้งานที่ยาวนานของท่อ PE มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับพฤติกรรมของเรซินโพลีเอทิลีนภายใต้แรงดันภายในที่ยั่งยืนเมื่อเวลาผ่านไป วิศวกรด้านความสัมพันธ์จะประเมินผ่านการทดสอบการถดถอยของความแข็งแรงของอุทกสถิตในระยะยาว (LTHS) ภายใต้ ISO9080 . กs the line chart below illustrates, the stress a PE100 pipe can sustain gradually decreases over an extrapolated design life before stabilizing near the MRS classification point, which is the basis for the pipe's rated pressure class.

แผนภูมินี้เป็นภาพประกอบแนวโน้มการถดถอยที่สอดคล้องกับวิธีการถดถอยความเค้น ISO 9080 แทนที่จะเป็นข้อมูลการทดสอบดิบของผลิตภัณฑ์เฉพาะเจาะจง แต่แสดงให้เห็นว่าเหตุใดผู้ผลิตจึงคาดการณ์การทดสอบอุทกสถิตในระยะสั้นกับอายุการใช้งานการออกแบบที่คาดการณ์ไว้ แทนที่จะอาศัยเพียงตัวเลขแรงดันระเบิดในระยะเวลาสั้น ๆ เนื่องจากท่อ PE ไม่ได้อาศัยผนังโลหะที่กัดกร่อนได้ ลักษณะการใช้งานในระยะยาวจึงแตกต่างจากวัสดุท่อแบบเดิม และความต้านทานต่อการเสื่อมสภาพจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น รังสี UV และความผันผวนของอุณหภูมิ เป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้วิศวกรมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น การตรวจสอบส่วนที่เปิดโล่งอย่างสม่ำเสมอและแนวทางปฏิบัติในการติดตั้งที่ถูกต้องยังคงเป็นปัจจัยสำคัญในการบรรลุอายุการออกแบบที่สะท้อนให้เห็นในการวิเคราะห์การถดถอยประเภทนี้

คำถามที่พบบ่อย