PVC-U 파이프 시스템에서 S5 분류는 무엇을 의미합니까?

PVC-U S5 파이프 ISO 4422 및 유럽의 EN 1452를 포함한 해당 지역 규격에 의해 정의된 SDR(표준 치수 비율) 및 시리즈(S) 지정 시스템으로 분류된 비가소화 폴리염화비닐 압력 파이프입니다. 분류에서 "S" 숫자는 파이프의 외부 직경과 벽 두께 사이의 관계를 정의하는 무차원 매개변수입니다. 특히 시리즈 번호 S는 S = (OD − e) / (2e)로 계산됩니다. 여기서 OD는 공칭 외부 직경이고 e는 벽 두께입니다. S5 파이프의 경우 이 비율은 5입니다. 즉, 직경에 비해 벽이 더 얇은 S8 또는 S10과 같은 더 높은 시리즈 번호의 파이프보다 벽 두께가 비례적으로 두껍기 때문에 파이프의 압력 등급이 더 높습니다.

시리즈 분류 시스템은 기준 온도 20°C에서 파이프의 압력 등급과 직접 연결됩니다. PVC-U S5 파이프는 ISO 4422에 명시된 전체 서비스 계수 C 2.0과 함께 사용 시 20°C에서 10bar(1.0MPa)의 작동 압력 등급을 받았습니다. 이 10bar 등급으로 인해 S5는 보통에서 높은 작동 압력이 필요한 음용수 분배, 관개 본관 및 산업 공정 배관용으로 일반적으로 지정되는 PVC-U 파이프 시리즈입니다. 따라서 S 번호를 이해하는 것은 벽 두께를 과도하게 지정(재료 비용이 증가함)하거나 과소 지정(사용 중 파이프 고장의 위험이 있음) 없이 파이프 사양을 시스템 압력 요구 사항에 일치시켜야 하는 엔지니어와 조달 전문가에게 필수적입니다.

PVC-U S5 벽 두께 및 직경 사양

PVC-U S5 파이프의 기술적 특성을 정의하는 것은 주어진 공칭 직경에서의 벽 두께가 S5 공식에 의해 결정되어 특정 SDR 값이 SDR 11이 된다는 것입니다(S5의 경우 SDR = 2S 1 = 11이기 때문). 즉, 외부 직경을 벽 두께로 나눈 값이 항상 11이므로 S5 시리즈 내 모든 직경 크기에 걸쳐 일관된 압력 용량이 보장됩니다. 다음 표는 ISO 4422/EN 1452에 따라 일반적으로 지정된 PVC-U S5 파이프 크기에 대한 공칭 외경, 벽 두께 및 공칭 작동 압력을 보여줍니다.

10bar 작동 압력 등급은 20°C에서 적용된다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. PVC-U의 압력 용량은 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 30°C에서는 경감 계수로 인해 허용 압력이 약 20% 감소하고, 40°C에서는 약 40% 감소합니다. 작동 온도가 상승할 수 있는 시스템을 설계하는 엔지니어는 관련 표준의 적절한 경감 요소를 적용하여 선택한 S5 파이프가 시스템 서비스 수명 전체에 걸쳐 안전한 작동 범위 내에 유지되도록 해야 합니다.

S5 파이프 성능을 정의하는 PVC-U의 재료 특성

PVC-U(가소화되지 않은 폴리염화비닐)는 S5 파이프를 제조하는 기본 재료이며, 고유의 물리적, 화학적 특성이 사용 중인 파이프의 실제 성능 범위를 결정합니다. PVC-U에는 가소제 첨가제가 포함되어 있지 않아 유연한 PVC와 구별되며 가압 배관 응용 분야에 필요한 강성, 내화학성 및 장기 치수 안정성을 제공합니다. 파이프 제조에 필요한 재료 강도(MRS)는 ISO 4422에 분류된 대로 25MPa이며, 이 값은 표준 서비스 계수 하에서 S5 파이프에 대한 10bar 작동 압력을 생성하는 압력 등급 계산의 기초입니다.

압력 지지 기능 외에도 PVC-U는 물 분배 및 공정 배관 응용 분야에 특히 매력적인 여러 가지 재료 특성을 제공합니다. 매끄러운 내부 보어(하젠-윌리엄스 유동 계수 C는 노후화된 연성철 또는 강관의 100~120에 비해 약 150임)로 인해 단위 길이당 수두 손실이 현저히 낮아지고 파이프 수명 동안 유량 용량이 더 잘 유지됩니다. 이 소재는 매끄러운 비금속 표면이 금속 파이프의 유량을 점진적으로 감소시키는 전기화학 반응 및 광물 증착 메커니즘을 지원하지 않기 때문에 본질적으로 내부 부식 및 생물학적 오염 축적에 대한 저항력이 있습니다. 전기적 비전도성으로 인해 다양한 재료로 만들어진 부속품 및 부속품 연결 시 갈바니 부식 위험이 제거됩니다.

PVC-U S5가 다른 PVC-U 시리즈 파이프와 비교되는 방법

PVC-U 배관 용도에 맞는 올바른 시리즈 번호를 선택하려면 벽 두께, 압력 등급 및 비용 측면에서 S5가 다른 시리즈 지정과 어떻게 관련되는지 이해해야 합니다. 물 및 산업 분야에서 일반적으로 지정되는 세 가지 PVC-U 파이프 시리즈는 S5, S8 및 S10이며, 각각 압력 용량과 재료 사용량 간의 서로 다른 균형을 나타냅니다.

PVC-U S5 대 S8(SDR 17)

PVC-U S8 파이프(SDR 17)는 동일한 외부 직경에 대해 S5보다 얇은 벽을 가지므로 S5의 10bar에 비해 20°C에서 6bar의 낮은 압력 등급을 갖습니다. S8 파이프는 동급 S5 파이프에 비해 단위 길이당 PVC-U 재료를 약 35% 적게 사용하므로 미터당 비용이 훨씬 저렴합니다. 중력 공급 관개 분배 측면, 평평한 지형의 낮은 수두 급수 및 때때로 가압되는 중력 배수 시스템과 같은 저압 응용 분야의 경우 S8은 저렴한 비용으로 적절한 압력 용량을 제공합니다. 시스템 압력이 지속적으로 6bar를 초과하거나 압력 서지(수격 현상) 분석에서 S8 파이프의 정격 용량을 초과하는 최대 과도 압력이 나타나는 경우 대신 S5를 지정해야 합니다.

PVC-U S5 대 S10(SDR 21)

PVC-U S10 파이프(SDR 21)는 일반적으로 사용되는 가장 얇은 벽 시리즈를 대표하며 20°C에서 5bar 작동 압력 등급을 갖습니다. 이는 미터당 가장 저렴한 옵션이지만 서지 압력이 제어되고 매설 파이프의 외부 토양 하중에 추가 벽 강성이 필요하지 않은 매우 낮은 압력 응용 분야로 제한됩니다. 가압식 물 분배 시스템에서 S10 파이프는 주전원에서 직접 사용하기에는 한계가 있는 것으로 간주되며 압력이 신중하게 관리되는 펌핑 시스템을 사용하여 평평한 지형의 서비스 연결에 더 일반적으로 사용됩니다. 이와 대조적으로 S5 파이프는 정상 작동 압력과 라이브 분배 시스템의 펌프 시작 및 정지 또는 밸브 폐쇄 이벤트로 인해 발생하는 압력 서지 모두에 대해 편안한 안전 여유를 제공합니다.

PVC-U S5 파이프의 주요 응용 분야

10bar의 압력 등급, 내식성, 매끄러운 내경, 긴 서비스 수명 및 경쟁력 있는 비용의 조합으로 PVC-U S5는 광범위한 수자원 인프라 및 산업용 배관 응용 분야에서 기본 파이프 사양이 되었습니다. 다음 영역은 전 세계적으로 중요하고 확립된 용도를 나타냅니다.

식수 분배 본관

PVC-U S5 파이프는 전 세계적으로 직경 63mm ~ 315mm 범위의 음용수 분배 본관에 널리 사용되는 파이프 재료입니다. 유럽의 EN 1452, 북미의 NSF/ANSI 61, 아시아와 오스트랄라시아의 동등한 국가 표준을 포함한 식수 접촉 표준을 준수함으로써 배수 시스템에서 발생하는 농도와 접촉 시간에 유해 물질이 운반되는 물에 침출되지 않음을 확인합니다. 이 소재의 장기 정수압 강도는 올바르게 설치 시 50년 이상의 사용 수명을 보장하며, 동등한 압력 등급의 연성 철 또는 콘크리트 파이프에 비해 가볍기 때문에 설치 인건비를 크게 절감합니다.

관개 및 농업용수 공급

점적, 스프링클러 및 미세 관개 시스템을 포함한 농업 관개 계획은 4~8bar의 펌프 전달 압력에서 작동하는 주 공급 라인 및 하위 주 분배 네트워크용 PVC-U S5 파이프에 크게 의존합니다. 효율적인 흐름을 위한 평활 보어, 지상 설치를 위한 UV 안정화 제제, 전문 도구 없이 농업 작업자가 조립할 수 있는 솔벤트 시멘트 또는 고무 링 접합 시스템의 조합으로 PVC-U S5는 중동, 남부 유럽, 인도 및 사하라 이남 아프리카 전역의 대규모 관개 인프라에서 지배적인 파이프 재료가 되었습니다.

산업 공정 배관

화학 처리, 수처리, 양식 및 수영장 설치에서 PVC-U S5 파이프는 금속 배관을 빠르게 부식시키는 물, 묽은 산, 알칼리, 식염수 및 기타 유체를 운반하는 데 사용됩니다. PVC-U의 내화학성은 주변 온도의 무기산, 희석된 부식성 용액, 표준 처리 농도의 염소 처리된 물, 그리고 강한 용매를 포함하지 않는 많은 유기 용액까지 확장됩니다. S5의 10bar 압력 등급은 산업용 수처리 및 재순환 시스템에서 발생하는 중간 압력에 적합한 작업 여유를 제공합니다.

소방 및 스프링클러 공급 라인

현지 화재 안전 규정 및 보험 요구 사항에 따라 화재 예방 시스템용 플라스틱 배관이 허용되는 경우(많은 관할권에서 주거용 및 경상업용으로 점점 더 많이 적용되고 있음) PVC-U S5 파이프는 최대 10bar의 정압에서 작동하는 지하 화재 주 공급 라인 및 스프링클러 분기 배관에 사용됩니다. 해당 코드의 화재 분류 표준을 준수하고 일반적으로 화재 스프링클러 시스템에서 유지되는 염소 처리된 물에 대한 저항성은 승인된 응용 분야에서 아연 도금 강철에 대한 실행 가능하고 비용 효율적인 대안이 됩니다.

PVC-U S5 파이프의 접합 방법

PVC-U S5 파이프와 함께 사용되는 연결 시스템은 파이프의 압력 등급과 적용 분야의 기계적, 화학적 요구 사항과 호환되어야 합니다. 널리 사용되는 두 가지 주요 접합 방법은 각각 서로 다른 설치 조건과 파이프 크기에 적합합니다.

• 솔벤트 시멘트 용접: 테트라히드로푸란(THF) 또는 시클로헥사논과 같은 휘발성 용매에 PVC 수지를 용해시킨 용액인 솔벤트 시멘트를 파이프 마개와 피팅 소켓에 도포하여 용매가 증발하면서 PVC-U 표면을 부드럽게 하고 조인트를 융합시킵니다. 적절한 표면 준비와 파이프 재료에 맞는 시멘트를 올바르게 사용하면 솔벤트 시멘트 조인트가 전체 파이프 압력 등급을 달성하고 효과적으로 영구적입니다. 이 방법은 조인트를 신속하게 조립할 수 있고 시스템에 가압되기 전에 용제가 완전히 경화될 수 있는 더 작은 직경의 파이프(최대 약 160mm)에 선호됩니다. 솔벤트 시멘트 접합부는 전체 압력을 가하기 전에 경화 시간(보통 주변 온도에서 24시간)이 필요합니다.
• 고무 링(탄성 밀봉) 접합: 직경이 더 큰 파이프와 조인트 유연성 또는 분해 용이성이 필요한 응용 분야의 경우 고무 링 푸시핏 또는 잠금 링 조인트는 파이프 마개와 소켓 사이에 탄성 O-링 또는 프로파일 씰을 압축하여 압력 밀폐 연결을 제공합니다. 이 방법은 각 접합부에서 최대 2°~4°의 처짐 각도를 수용하므로 파이프에 종방향 응력을 발생시키지 않고 지반 침하 또는 열팽창을 수용해야 하는 긴 매설 파이프라인에 적합합니다. 고무 링 조인트는 접착제나 특별한 경화 시간 없이 조립할 수 있으며 올바른 설치 절차 검증을 거쳐 조인트 직후 파이프라인에 가압이 가능합니다.

설치 요구 사항 및 모범 사례

PVC-U S5 파이프가 설계 수명과 압력 성능을 제공하려면 올바른 파이프 사양만큼 올바른 설치가 중요합니다. 여러 설치 요소는 장기적인 파이프 무결성에 불균형적인 영향을 미치므로 현장에서 주의 깊게 제어해야 합니다.

• 침구 및 백필 품질: PVC-U 파이프는 외부 토양 하중에 대한 저항이 부분적으로 주변 토양이 제공하는 지지에 따라 달라지는 유연한 도관입니다. 트렌치 바닥재는 등급이 좋은 입상 재료(입자 크기 20mm의 깨끗한 모래 또는 자갈)로 파이프 헌치 주위에 최소 90% 프록터 밀도로 균일하게 압축되어 있어야 합니다. 파이프 표면과 접촉하는 돌이나 건축 파편과 같은 단단한 함유물은 반복 하중 하에서 균열을 일으키는 응력 집중을 유발할 수 있습니다.
• 피복 깊이: PVC-U S5 파이프 should be installed with cover of 600 mm in non-traffic areas and 900 mm to 1,200 mm under roads and areas subject to vehicle loading, unless traffic load calculations confirm that shallower installation is structurally acceptable with appropriate protection measures such as concrete encasement or load-spreading slabs.
• 열팽창 관리: PVC-U의 열팽창계수는 약 60 × 10⁻⁶/°C로 강철이나 연성주철보다 상당히 높습니다. 이는 지상 또는 노출된 배관이 여름과 겨울 온도 사이에 상당한 길이 변화를 겪을 수 있음을 의미합니다. 확장 루프, 앵커 블록 및 슬라이딩 지지대는 열적 움직임으로 인한 조인트 풀아웃 또는 파이프 버클링을 방지하기 위해 설계 단계에서 지상 설치에 통합되어야 합니다.
• 지상 주행 시 자외선 차단: 표준 PVC-U S5 파이프에는 UV 안정제가 포함되어 있지만 몇 년 동안 직사광선에 노출되면 점차 품질이 저하됩니다. 영구적으로 지상에 노출되는 경우, 파이프는 수성 밝은 색상의 페인트로 칠하거나, UV 방지 테이프로 감싸거나, 프로젝트 위치의 특정 실외 노출 조건에 대한 파이프 제조업체의 기술 데이터 시트에서 확인한 대로 저항성이 향상된 UV 안정화 제제로 지정해야 합니다.
• 시운전 전 압력 테스트: 모든 새로운 PVC-U S5 파이프라인 설치는 시운전 전 설계 작동 압력의 1.5배로 수압 테스트를 거쳐야 하며 안정화 후 1시간 동안 유지하여 시스템을 가동하기 전에 조인트 무결성과 결함이 없는지 확인해야 합니다. 테스트 압력은 파이프의 정격 작동 압력에 해당 응용 분야의 관련 설치 표준에 지정된 적절한 과압 계수를 곱한 값을 초과해서는 안 됩니다.