هل تعرف ما هو المثير للاهتمام حول سحب PVC؟ إنهم يجلسون هناك بالخارج، سنة بعد سنة، ولا يحدث لهم أي شيء. لقد كانت لدينا مشاريع تركيب حيث تُركت الأنابيب مكشوفة أثناء تأخيرات البناء-أحيانًا لعدة أشهر-وتم تنفيذها بشكل جيد. ليس شيئًا تريد الاعتماد عليه في كل مادة.
ماذا يحدث بالفعل عندما يضرب الطقس PVC
يعتقد معظم الناس أن البلاستيك يتحلل بسرعة في الخارج. وهذا صحيح بالنسبة لبعض المواد البلاستيكية، ولكن سحب PVC يختلف بسبب كيفية هيكلة المادة نفسها. تخلق ذرات الكلور الموجودة في سلسلة البوليمر نوعًا من حاجز الأشعة فوق البنفسجية الطبيعي. إنها ليست مثالية، ولهذا السبب يضيف المصنعون المثبتات، ولكن هناك بالفعل مقاومة متأصلة في الكيمياء.
إن تقلبات درجات الحرارة مهمة أكثر مما تسمح به معظم المواصفات. من الواضح أن الأنبوب الموجود في أريزونا يواجه ضغوطًا مختلفة عن تلك الموجودة في مينيسوتا. يتعامل PVC مع كليهما، لكن الطريقة التي يستجيب بها تستحق الفهم. فالبرد يجعل الأنابيب أكثر هشاشة-وستلاحظ ذلك أثناء التركيبات الشتوية إذا كنت تقطع الأنابيب في الطقس المتجمد. لا تفشل المادة، ولكن يحتاج المثبتون إلى العمل بشكل مختلف. الطقس الحار؟ يصبح PVC في الواقع أكثر مرونة قليلاً. لقد قمنا بقياس معدلات تمدد تبلغ حوالي 0.06 مم لكل متر لكل درجة مئوية، وهو ما يبدو صغيرًا حتى تقوم بتشغيل 100 متر من الأنابيب.
الظروف الحقيقية مقابل الاختبارات المعملية
تتبع الاختبارات المعملية لمقاومة الطقس معايير مثل ASTM D1784، ولكن إليك ما لا تلتقطه دائمًا: التأثيرات المركبة. يتعرض الأنبوب للأشعة فوق البنفسجية، ودورة درجة الحرارة، وتغيرات الرطوبة، وأحيانًا التعرض للمواد الكيميائية في وقت واحد. الاختبار عادة يعزل المتغيرات. الأداء الميداني يخبرك بالمزيد.
لقد قمنا بتتبع بعض عمليات التثبيت التي تعود إلى 40+ سنة مضت. تبدو سحبات PVC من الثمانينات مشابهة بشكل ملحوظ للتركيبات الحديثة عند مقارنتها جنبًا إلى جنب. هناك بعض التحول اللوني-أكثر وضوحًا في التركيبات الأخف-لكن الخصائص الميكانيكية تظل ثابتة. لا تزال اختبارات السحب على العينات القديمة تفي بالمواصفات الأصلية في معظم الحالات.
حيث الصياغة تصنع الفرق
ليست كل منتجات PVC تقاوم الطقس بشكل متساوٍ. الراتينج الأساسي مهم، لكن حزمة التثبيت أكثر أهمية. تعمل المثبتات المعتمدة على القصدير- بشكل جيد مع بعض التطبيقات. أصبحت أنظمة الكالسيوم- والزنك معيارًا لمنتجات مياه الشرب. كانت مثبتات الرصاص شائعة ولكن يتم التخلص منها تدريجيًا في الغالب الآن لأسباب تنظيمية، وليس مشكلات في الأداء.
تعمل معدِّلات التأثير على تغيير كيفية استجابة المادة للضغط الناجم عن الطقس-. يمكن أن يكون لديك أنبوبين لهما معدلات ضغط متطابقة يتصرفان بشكل مختلف تمامًا بعد خمس سنوات من التعرض لأشعة الشمس لأن أحدهما يستخدم معدلات CPE (البولي إيثيلين المكلور) والآخر يستخدم معدلات الأكريليك. لا تظهر هذه الأشياء دائمًا في أوراق بيانات المنتج.
سؤال الأشعة فوق البنفسجية
يؤدي ضوء الشمس المباشر إلى تحلل معظم المواد في النهاية. ميزة PVC هي أن التدهور يحدث ببطء ويمكن التنبؤ به. يحدث الطباشير على السطح أولاً-سترى طبقة مسحوقية طفيفة تتشكل بعد التعرض لفترة طويلة. هذا لا يخترق عميقا. وفي الأسفل، تظل المادة مستقرة. تقوم بعض الشركات المصنعة بتغليف منتجاتها بمثبطات إضافية للأشعة فوق البنفسجية، مما يؤدي إلى تمديد الجدول الزمني إلى أبعد من ذلك.
الموقع الجغرافي يغير المعادلة بشكل كبير. تحصل المنشآت الاستوائية على ضعف كثافة الأشعة فوق البنفسجية تقريبًا مقارنة بالمنشآت عند خط عرض 45 درجة. لقد رأينا أنابيب في الإكوادور تحتاج إلى الاستبدال بعد 25 عامًا، بينما ظلت المنتجات المماثلة في اسكتلندا في حالة جيدة بعد 35 عامًا. المادة هي نفسها؛ البيئة ليست كذلك.
الرطوبة و PVC
إليك شيء يفاجئ الناس: PVC لا يمتص الكثير من الماء. يتراوح معدل امتصاص الرطوبة بين 0.04-0.4% اعتمادًا على التركيبة. قارن ذلك بالخشب بنسبة 10-15% أو حتى بعض المواد البلاستيكية الأخرى بنسبة 1-3%. وهذا يعني أن مقذوفات PVC الموجودة في المطر أو الثلج أو البيئات الرطبة لا تنتفخ أو تشوه أو تفقد ثبات الأبعاد كما تفعل المواد الأخرى.
تعتبر دورات التجميد-الذوبان اختبارًا مختلفًا. يمكن أن يتجمد الماء الذي يدخل داخل الأنابيب التالفة ويتمدد، لكن الـ PVC نفسه لا يتضرر بسبب التغيرات في درجات الحرارة بين -20 درجة و+60 درجة. لقد اختبرنا هذا مرارا وتكرارا. تكون نقاط الفشل دائمًا عبارة عن تركيب-متعلق-بوصلات غير مناسبة أو دعم غير كافٍ - وليس فشلًا ماديًا.
كم من الوقت تستمر مقاومة الطقس فعليًا
الإجابة الصادقة هي أننا لا نعرف الحد الأعلى بالكامل بعد. يعود تاريخ أقدم تركيبات الأنابيب البلاستيكية إلى ثلاثينيات القرن العشرين في ألمانيا، ولا يزال الكثير منها يعمل. التركيبات الحديثة أفضل من تلك الإصدارات المبكرة. تشير تقديرات الصناعة إلى 50-100 سنة للتطبيقات المدفونة، و30-50 سنة للتطبيقات المكشوفة، ولكن هذه أرقام متحفظة تعتمد على نماذج التقادم المتسارع.
ما نعرفه: تتحلل سحب PVC بشكل أبطأ بكثير مما اقترحته التوقعات الأولية. لم تتحقق المخاوف المبكرة بشأن الهشاشة بعد 20-30 عامًا في معظم تطبيقات العالم الحقيقي. يبدو أن المادة تصل إلى نوع من حالة التوازن حيث يتباطأ التحلل بشكل ملحوظ بعد تغير السطح الأولي.
بيئة التثبيت مهمة أكثر مما تعتقد
يواجه الأنبوب المدفون تحت الأرض ضغوطًا مناخية مختلفة تمامًا عن تلك المثبتة على السطح الخارجي للمبنى. توفر التربة العزل الحراري وتمنع الأشعة فوق البنفسجية تمامًا. تحتاج التركيبات الموجودة فوق-الأرض إلى مراعاة التمدد/الانكماش، والتعرض للأشعة فوق البنفسجية، وتحميل الرياح. نفس البثق يؤدي بشكل مختلف في هذه السيناريوهات.
تستخدم البيئات الساحلية رذاذ الملح، والذي يتعامل معه PVC بشكل جيد-بشكل أفضل بكثير من البدائل المعدنية. لقد قمنا بفحص الأنابيب القريبة من منشآت المحيط ووجدنا أن التأثير ضئيل للغاية من التعرض للملح حتى بعد عقود. يتمثل التحدي عادة في التآكل الناجم عن الرمال التي تنقلها الرياح بدلاً من الهجوم الكيميائي من الملح.
الحقيقة العملية هي أن سحب PVC يقاوم الظروف الجوية بشكل جيد بما فيه الكفاية بحيث لا تكون مقاومة الطقس عادة هي العامل المقيد في تصميم النظام. الاعتبارات الأخرى-متطلبات الضغط، وطرق التوصيل، وتكاليف التركيب-تدفع القرارات في كثير من الأحيان أكثر من المخاوف بشأن تدهور الطقس. ربما يكون هذا أفضل تأييد يمكن أن تحصل عليه المادة.