Знаете, что интересного в экструзии ПВХ? Они просто сидят там снаружи, год за годом, и с ними практически ничего не происходит. У нас были проекты по монтажу, в которых трубы оставались открытыми во время задержек строительства -иногда месяцев-, и они выполнялись нормально. Это не то, на что хотелось бы рассчитывать при работе с каждым материалом.
Что на самом деле происходит, когда погода влияет на ПВХ
Большинство людей думают, что пластик быстро разлагается на открытом воздухе. Это верно для некоторых пластиков, но экструзия ПВХ отличается из-за структуры самого материала. Атомы хлора в полимерной цепи создают своего рода естественный УФ-барьер. Он не идеален, поэтому производители добавляют стабилизаторы, но в химию уже заложено сопротивление.
Перепады температуры имеют большее значение, чем можно предположить в большинстве спецификаций. Очевидно, трубка, стоящая в Аризоне, испытывает иной стресс, чем трубка в Миннесоте. ПВХ справляется с обеими задачами, но то, как он реагирует, стоит понять. Холод делает его немного более хрупким-вы заметите это при установке зимой, если будете резать трубы в морозную погоду. Материал не подводит, но монтажникам нужно работать по-другому. Жаркая погода? ПВХ на самом деле становится немного более гибким. Мы измерили скорость расширения около 0,06 мм на метр на градус Цельсия, что кажется небольшим, пока вы не проложите 100 метров трубы.
Реальные условия и лабораторные испытания
Лабораторные тесты на устойчивость к погодным условиям соответствуют таким стандартам, как ASTM D1784, но вот что они не всегда отражают: комбинированные эффекты. Труба подвергается одновременному воздействию УФ-излучения, циклических температур, изменений влажности, а иногда и химического воздействия. Тестирование обычно изолирует переменные. Производительность в полевых условиях расскажет вам больше.
Мы отследили некоторые установки за 40+ лет. Профили ПВХ 1980-х годов выглядят удивительно похожими на недавние установки, если сравнить их рядом. Некоторый сдвиг цвета -более заметен на более светлых составах,-но механические свойства сохраняются. Испытания на растяжение старых образцов в большинстве случаев по-прежнему соответствуют первоначальным характеристикам.
Где формулировка имеет значение
Не все профили ПВХ одинаково устойчивы к погодным условиям. Базовая смола имеет значение, но пакет стабилизаторов имеет большее значение. Стабилизаторы на основе олова-хорошо подходят для некоторых применений. Системы кальция-цинка стали стандартом для продуктов для питьевой воды. Раньше свинцовые стабилизаторы были обычным явлением, но в настоящее время они в основном выводятся из обращения по нормативным причинам, а не из-за проблем с производительностью.
Модификаторы ударопрочности изменяют реакцию материала на погодные-напряжения. У вас могут быть две трубы с одинаковым номинальным давлением, которые ведут себя совершенно по-разному после пяти лет воздействия солнечных лучей, поскольку в одной используются модификаторы CPE (хлорированный полиэтилен), а в другой — акриловые модификаторы. Эта информация не всегда отображается в технических характеристиках продукта.
Вопрос об УФ
Прямые солнечные лучи со временем разрушают большинство материалов. Преимущество ПВХ в том, что разложение происходит медленно и предсказуемо. Сначала происходит меление поверхности.-После длительного воздействия вы увидите легкий порошкообразный слой. Это не проникает глубоко. Внизу материал остается стабильным. Некоторые производители покрывают свои изделия дополнительными ингибиторами УФ-излучения, что еще больше продлевает сроки.
Географическое положение существенно меняет уравнение. Экваториальные установки получают примерно вдвое большую интенсивность УФ-излучения по сравнению с установками на 45 градусах широты. Мы видели трубы в Эквадоре, которые требовали замены через 25 лет, в то время как аналогичные изделия в Шотландии все еще были в порядке через 35 лет. Материал тот же; окружающая среда - нет.
Влага и ПВХ
Вот что удивляет людей: ПВХ не впитывает много воды. Скорость поглощения влаги составляет около 0,04-0,4% в зависимости от рецептуры. Сравните это с деревом (10-15%) или даже с некоторыми другими пластиками (1-3%). Это означает, что экструзии ПВХ, находящиеся под дождем, снегом или во влажной среде, не разбухают, не деформируются и не теряют стабильности размеров, как это делают другие материалы.
Циклы замораживания-оттаивания – это другое испытание. Вода, попадающая внутрь поврежденной трубы, может замерзнуть и расшириться, но сам ПВХ не повреждается при изменении температуры от -20 до +60 градусов. Мы проверяли это неоднократно. Точки отказа почти всегда связаны с -установкой-неправильными соединениями, недостаточной поддержкой, а не с разрушением материала.
Как долго на самом деле сохраняется устойчивость к атмосферным воздействиям
Честный ответ: мы еще не до конца знаем верхний предел. Самые старые установки труб из ПВХ датируются 1930-ми годами в Германии, и многие из них до сих пор функционируют. Современные формулы лучше, чем ранние версии. Промышленные оценки предполагают 50-100 лет для скрытых применений и 30-50 лет для открытых применений, но это консервативные цифры, основанные на моделях ускоренного старения.
Что мы знаем: экструзионные изделия из ПВХ разлагаются гораздо медленнее, чем предполагалось изначально. Первые опасения по поводу хрупкости спустя 20-30 лет не оправдались в большинстве реальных приложений. Кажется, что материал достигает своего рода равновесного состояния, при котором деградация значительно замедляется после изменения первоначальной поверхности.
Среда установки имеет большее значение, чем вы думаете
Труба, проложенная под землей, подвергается совершенно иным погодным нагрузкам, чем труба, проложенная снаружи здания. Грунт обеспечивает теплоизоляцию и полностью блокирует ультрафиолет. При надземной установке над-нужно учитывать расширение/сжатие, воздействие ультрафиолета и ветровую нагрузку. В этих сценариях одна и та же экструзия работает по-разному.
В прибрежной зоне присутствуют солевые брызги, с которыми ПВХ справляется-намного лучше, чем металлические альтернативы. Мы исследовали трубы возле океанских сооружений и обнаружили минимальное воздействие воздействия соли даже спустя десятилетия. Проблемой здесь обычно является абразивное воздействие переносимого ветром песка, а не химическое воздействие соли.
Практическая реальность такова, что экструзии ПВХ достаточно хорошо противостоят погодным условиям, поэтому устойчивость к погодным условиям обычно не является ограничивающим фактором при проектировании системы. Другие соображения-требования к давлению, методы соединения, стоимость установки- чаще влияют на принятие решений, чем опасения по поводу ухудшения погодных условий. Вероятно, это лучшая поддержка, которую мог получить материал.