ท่อ PVC-U S5 เป็นท่อแรงดันโพลีไวนิลคลอไรด์ที่ไม่ผ่านพลาสติกซึ่งจัดประเภทภายใต้ระบบการกำหนด ส.ร (Standard Dimension Ratio) และ Series (S) ที่กำหนดโดย ISO 4422 และเทียบเท่าในระดับภูมิภาค รวมถึง EN 1452 ในยุโรป หมายเลข "S" ในการจำแนกประเภทเป็นพารามิเตอร์ไร้มิติที่กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อกับความหนาของผนัง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หมายเลขซีรีส์ S คำนวณเป็น S = (OD − e) / (2e) โดยที่ OD คือเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่ระบุ และ e คือความหนาของผนัง สำหรับท่อ S5 อัตราส่วนนี้เท่ากับ 5 ซึ่งหมายความว่าความหนาของผนังจะหนาขึ้นตามสัดส่วน ดังนั้นท่อจึงมีระดับแรงดันที่สูงกว่า ท่อที่มีหมายเลขซีรีส์สูงกว่า เช่น S8 หรือ S10 ซึ่งมีผนังบางกว่าเมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลาง
ระบบการจำแนกประเภทซีรีส์เชื่อมโยงโดยตรงกับพิกัดแรงดันของท่อที่อุณหภูมิอ้างอิง 20°C ท่อ PVC-U S5 ได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันใช้งาน 10 บาร์ (1.0 MPa) ที่ 20°C เมื่อใช้กับค่าสัมประสิทธิ์การบริการโดยรวม C 2.0 ตามที่ระบุไว้ใน ISO 4422 ระดับแรงดัน 10 บาร์นี้ทำให้ S5 เป็นซีรีส์ท่อ PVC-U ที่ระบุโดยทั่วไปสำหรับการจ่ายน้ำดื่ม ท่อชลประทาน และท่อในกระบวนการอุตสาหกรรมที่ต้องใช้แรงดันในการทำงานปานกลางถึงสูง ดังนั้นการทำความเข้าใจหมายเลข S จึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับวิศวกรและผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อที่ต้องจับคู่ข้อกำหนดเฉพาะของท่อกับข้อกำหนดแรงดันของระบบโดยไม่ต้องระบุความหนาของผนังมากเกินไป ซึ่งจะเพิ่มต้นทุนวัสดุหรือระบุน้อยเกินไป ซึ่งเสี่ยงต่อความล้มเหลวของท่อในการให้บริการ
ลักษณะทางเทคนิคที่กำหนดของท่อ PVC-U S5 คือความหนาของผนังที่เส้นผ่านศูนย์กลางที่ระบุที่กำหนดจะถูกกำหนดโดยสูตร S5 ส่งผลให้ค่า SDR เฉพาะของ SDR 11 (เนื่องจาก SDR = 2S 1 = 11 สำหรับ S5) ซึ่งหมายความว่าเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกหารด้วยความหนาของผนังจะเท่ากับ 11 เสมอ ทำให้มั่นใจได้ถึงความสามารถในการรับแรงดันที่สม่ำเสมอสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางทุกขนาดภายในซีรีส์ S5 ตารางต่อไปนี้แสดงเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่ระบุ ความหนาของผนัง และแรงกดดันในการทำงานเล็กน้อยสำหรับขนาดที่ระบุทั่วไปของท่อ PVC-U S5 ตามมาตรฐาน ISO 4422 / EN 1452
| กำหนด OD (มม.) | นาที ความหนาของผนัง (มม.) | SDR | สูงสุด ความดันการทำงาน (บาร์ที่ 20 ℃) |
| 20 | 1.9 | 11 | 10 |
| 25 | 2.3 | 11 | 10 |
| 32 | 3 | 11 | 10 |
| 40 | 3.7 | 11 | 10 |
| 50 | 4.6 | 11 | 10 |
| 63 | 5.8 | 11 | 10 |
| 75 | 6.8 | 11 | 10 |
| 90 | 8.2 | 11 | 10 |
| 110 | 10 | 11 | 10 |
| 160 | 14.6 | 11 | 10 |
| 200 | 18.2 | 11 | 10 |
| 250 | 22.7 | 11 | 10 |
สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าอัตราแรงดันใช้งาน 10 บาร์จะใช้ที่อุณหภูมิ 20°C ความจุแรงดันของ PVC-U จะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น — ที่ 30°C ปัจจัยการลดพิกัดจะช่วยลดแรงดันที่อนุญาตได้ประมาณ 20% และที่ 40°C โดยประมาณ 40% วิศวกรที่ออกแบบระบบที่อาจเห็นอุณหภูมิในการทำงานสูงขึ้นต้องใช้ปัจจัยการลดพิกัดที่เหมาะสมจากมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง เพื่อให้แน่ใจว่าท่อ S5 ที่เลือกจะยังคงอยู่ในขอบเขตการทำงานที่ปลอดภัยตลอดอายุการใช้งานของระบบ
PVC-U - โพลีไวนิลคลอไรด์ที่ไม่ผ่านพลาสติก - เป็นวัสดุฐานที่ใช้ผลิตท่อ S5 และคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีโดยธรรมชาติของมันจะเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพการทำงานของท่อที่ใช้งานจริง PVC-U ไม่มีสารเติมแต่งแบบพลาสติไซเซอร์ ซึ่งทำให้แตกต่างจาก PVC ที่ยืดหยุ่นและให้ความแข็งแกร่ง ทนทานต่อสารเคมี และมีความคงตัวของมิติในระยะยาวที่จำเป็นสำหรับการใช้งานท่อที่มีแรงดัน ความแข็งแรงที่ต้องการของวัสดุสำหรับการผลิตท่อ — ความแข็งแรงที่ต้องการ (MRS) — คือ 25 MPa ตามที่จัดประเภทไว้ใน ISO 4422 และค่านี้เป็นพื้นฐานสำหรับการคำนวณพิกัดแรงดันที่สร้างแรงดันใช้งาน 10 บาร์สำหรับท่อ S5 ภายใต้ค่าสัมประสิทธิ์การบริการมาตรฐาน
นอกเหนือจากความสามารถในการรับแรงดันแล้ว PVC-U ยังมีคุณสมบัติของวัสดุหลายอย่างที่ทำให้น่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับการจ่ายน้ำและการใช้งานท่อในกระบวนการผลิต รูเจาะภายในที่เรียบ — ด้วยค่าสัมประสิทธิ์การไหลของ Hazen-Williams C อยู่ที่ประมาณ 150 เทียบกับ 100 ถึง 120 สำหรับท่อเหล็กดัดหรือท่อเหล็กที่มีอายุมาก — ส่งผลให้การสูญเสียส่วนหัวต่อความยาวหน่วยลดลงอย่างมีนัยสำคัญ และรักษาความสามารถในการไหลได้ดีขึ้นตลอดอายุการใช้งานของท่อ วัสดุนี้มีความทนทานต่อการกัดกร่อนภายในและการสะสมตัวของคราบจุลินทรีย์ เนื่องจากพื้นผิวเรียบที่ไม่ใช่โลหะไม่รองรับปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าและกลไกการสะสมของแร่ธาตุซึ่งจะลดความสามารถในการไหลของท่อโลหะอย่างต่อเนื่อง การไม่นำไฟฟ้าช่วยลดความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนของกัลวานิกที่การเชื่อมต่อกับข้อต่อและอุปกรณ์ประกอบที่ทำจากวัสดุที่แตกต่างกัน
การเลือกหมายเลขซีรีส์ที่ถูกต้องสำหรับการใช้งานท่อ PVC-U จำเป็นต้องทำความเข้าใจว่า S5 เกี่ยวข้องกับการกำหนดซีรีส์อื่นๆ อย่างไร ในแง่ของความหนาของผนัง อัตราแรงดัน และต้นทุน ท่อ PVC-U ที่ระบุทั่วไปสามชุดในการใช้งานน้ำและอุตสาหกรรมคือ S5, S8 และ S10 ซึ่งแต่ละท่อแสดงถึงความสมดุลที่แตกต่างกันระหว่างความจุแรงดันและการใช้วัสดุ
ท่อ PVC-U S8 (SDR 17) มีผนังที่บางกว่า S5 สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่เท่ากัน ส่งผลให้มีระดับแรงดันต่ำกว่า 6 บาร์ที่ 20°C เมื่อเทียบกับ 10 บาร์ของ S5 ท่อ S8 ใช้วัสดุ PVC-U ต่อความยาวหน่วยน้อยกว่าท่อ S5 ประมาณ 35% ซึ่งทำให้มีราคาถูกกว่าต่อเมตรอย่างมาก สำหรับการใช้งานที่มีแรงดันต่ำ เช่น การกระจายการชลประทานที่ป้อนด้วยแรงโน้มถ่วงด้านข้าง การจ่ายน้ำที่มีแรงดันต่ำในภูมิประเทศที่เรียบ และระบบระบายน้ำด้วยแรงโน้มถ่วงซึ่งมีการเพิ่มแรงดันเป็นครั้งคราว S8 ให้ความจุแรงดันที่เพียงพอด้วยต้นทุนที่ลดลง เมื่อแรงดันของระบบเกิน 6 บาร์อย่างสม่ำเสมอ หรือเมื่อการวิเคราะห์แรงดันไฟกระชาก (ค้อนน้ำ) บ่งชี้ถึงแรงดันชั่วคราวสูงสุดเหนือพิกัดความจุของท่อ S8 จะต้องระบุ S5 แทน
ท่อ PVC-U S10 (SDR 21) เป็นซีรีส์ผนังที่บางที่สุดในการใช้งานทั่วไป พิกัดแรงดันใช้งาน 5 บาร์ที่อุณหภูมิ 20°C เป็นตัวเลือกที่มีราคาต่ำที่สุดต่อเมตร แต่จำกัดเฉพาะการใช้งานที่มีแรงดันต่ำมาก โดยมีการควบคุมแรงดันไฟกระชาก และภาระดินภายนอกบนท่อที่ฝังอยู่ไม่จำเป็นต้องทำให้ผนังมีความแข็งเพิ่มเติม ในระบบจ่ายน้ำแรงดัน ท่อ S10 ถือเป็นอุปกรณ์ส่วนน้อยสำหรับการใช้งานโดยตรงในท่อหลัก และมักใช้สำหรับการเชื่อมต่อบริการในพื้นที่ราบด้วยระบบสูบน้ำซึ่งมีการจัดการแรงดันอย่างระมัดระวัง ในทางตรงกันข้าม ท่อ S5 ให้ความปลอดภัยที่สะดวกสบายต่อทั้งแรงดันในการทำงานปกติและแรงดันที่เพิ่มขึ้นที่เกิดจากการสตาร์ทและการหยุดของปั๊ม หรือเหตุการณ์การปิดวาล์วในระบบจ่ายกระแสไฟ
การรวมกันของระดับแรงดัน 10 บาร์ ความต้านทานการกัดกร่อน การเจาะเรียบ อายุการใช้งานยาวนาน และต้นทุนที่แข่งขันได้ ทำให้ PVC-U S5 เป็นข้อกำหนดมาตรฐานของท่อเริ่มต้นสำหรับโครงสร้างพื้นฐานทางน้ำและการใช้งานท่อทางอุตสาหกรรมที่หลากหลาย พื้นที่ต่อไปนี้แสดงถึงการใช้งานที่สำคัญและเป็นที่ยอมรับทั่วโลก
ท่อ PVC-U S5 เป็นวัสดุท่อที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับท่อจ่ายน้ำดื่มหลักที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 63 มม. ถึง 315 มม. ทั่วโลก การปฏิบัติตามมาตรฐานการสัมผัสน้ำดื่ม รวมถึง EN 1452 สำหรับยุโรป NSF/ANSI 61 ในอเมริกาเหนือ และมาตรฐานระดับชาติที่เทียบเท่าในเอเชียและออสเตรเลเซีย ยืนยันว่าพวกเขาไม่ได้ชะสารที่เป็นอันตรายลงในน้ำที่ลำเลียงที่ความเข้มข้นและเวลาสัมผัสที่พบในระบบจ่ายน้ำ ความแข็งแรงของอุทกสถิตในระยะยาวของวัสดุช่วยให้มั่นใจได้ถึงอายุการใช้งานเกิน 50 ปีเมื่อติดตั้งอย่างถูกต้อง และน้ำหนักเบาเมื่อเทียบกับท่อเหล็กดัดหรือคอนกรีตที่มีระดับแรงดันเท่ากัน ช่วยลดต้นทุนค่าแรงในการติดตั้งได้อย่างมาก
แผนการชลประทานทางการเกษตร รวมถึงระบบน้ำหยด สปริงเกลอร์ และระบบชลประทานขนาดเล็ก ขึ้นอยู่กับท่อ PVC-U S5 อย่างมากสำหรับสายจ่ายหลักและเครือข่ายการจ่ายย่อยหลักที่ทำงานที่แรงดันจ่ายปั๊ม 4 ถึง 8 บาร์ การผสมผสานระหว่างการเจาะเรียบเพื่อการไหลที่มีประสิทธิภาพ สูตรที่มีความเสถียรต่อรังสี UV สำหรับการติดตั้งเหนือพื้นดิน และระบบข้อต่อซีเมนต์ตัวทำละลายหรือแหวนยางที่คนงานในการเกษตรสามารถประกอบได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษ ทำให้ PVC-U S5 เป็นวัสดุท่อที่โดดเด่นในโครงสร้างพื้นฐานการชลประทานขนาดใหญ่ทั่วตะวันออกกลาง ยุโรปตอนใต้ อินเดีย และแอฟริกาตอนใต้ทะเลทรายซาฮารา
ในการแปรรูปทางเคมี การบำบัดน้ำ การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ และการติดตั้งสระว่ายน้ำ ท่อ PVC-U S5 ได้รับการระบุไว้สำหรับการลำเลียงน้ำ กรดเจือจาง ด่าง สารละลายน้ำเกลือ และของเหลวอื่นๆ ที่จะกัดกร่อนท่อโลหะอย่างรวดเร็ว ความทนทานต่อสารเคมีของ PVC-U ครอบคลุมถึงกรดอนินทรีย์ที่อุณหภูมิแวดล้อม สารละลายกัดกร่อนเจือจาง น้ำคลอรีนที่ความเข้มข้นในการบำบัดมาตรฐาน และสารละลายอินทรีย์หลายชนิดที่ไม่มีตัวทำละลายเข้มข้น อัตราแรงดัน 10 บาร์ของ S5 ให้อัตราการทำงานที่เพียงพอสำหรับแรงดันปานกลางที่พบในระบบบำบัดน้ำเสียและระบบหมุนเวียนน้ำอุตสาหกรรม
ในกรณีที่รหัสความปลอดภัยจากอัคคีภัยในท้องถิ่นและข้อกำหนดการประกันอนุญาตให้ใช้ท่อพลาสติกสำหรับระบบป้องกันอัคคีภัย - ซึ่งเป็นกรณีที่เพิ่มขึ้นสำหรับการเข้าพักเชิงพาณิชย์และที่อยู่อาศัยเบาในเขตอำนาจศาลหลายแห่ง - ท่อ PVC-U S5 ใช้สำหรับสายจ่ายไฟหลักที่อยู่ใต้ดินและงานท่อสาขาของสปริงเกอร์ที่ทำงานที่แรงดันคงที่สูงถึง 10 บาร์ การปฏิบัติตามมาตรฐานการจำแนกประเภทอัคคีภัยในรหัสที่บังคับใช้และความต้านทานต่อน้ำคลอรีนที่โดยทั่วไปจะคงอยู่ในระบบสปริงเกอร์ดับเพลิง ทำให้ผลิตภัณฑ์นี้เป็นทางเลือกที่คุ้มค่าและใช้งานได้แทนเหล็กชุบสังกะสีในการใช้งานที่ได้รับอนุมัติ
ระบบข้อต่อที่ใช้กับท่อ PVC-U S5 จะต้องเข้ากันได้กับพิกัดแรงดันของท่อ รวมถึงข้อกำหนดทางกลและเคมีของการใช้งาน วิธีการต่อหลักๆ มีสองวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่ละวิธีเหมาะกับสภาพการติดตั้งและขนาดท่อที่แตกต่างกัน
การติดตั้งที่ถูกต้องมีความสำคัญพอๆ กับข้อกำหนดเฉพาะของท่อที่ถูกต้องเพื่อให้แน่ใจว่าท่อ PVC-U S5 มีอายุการใช้งานที่ออกแบบและประสิทธิภาพแรงดัน ปัจจัยการติดตั้งหลายประการมีอิทธิพลอย่างไม่สมส่วนต่อความสมบูรณ์ของท่อในระยะยาว และต้องได้รับการควบคุมอย่างระมัดระวังที่ไซต์งาน