Perpipaan plastik terbuat dari salah satu dari dua kelompok dasar bahan sintetis, termoplastik dan termoseting. Termoplastik dapat dilunakkan dan dibentuk kembali berulang kali dengan penerapan panas. Sebaliknya, bahan termoseting bersifat ireversibel diatur, atau disembuhkan, atau dikeraskan menjadi bentuk permanen selama pembuatan pabrik. Setelah mengeras menjadi bentuk akhirnya, produk termoset tidak dapat dilunakkan dan karena itu tidak dapat dibentuk kembali dengan pemanasan.
Termoplastik menyumbang bagian terbesar dari plastik yang digunakan untuk perpipaan. Selama tahun 1989, lebih dari 95 persen dari sekitar 7,5 miliar pound (3,75 juta metrik ton) plastik yang masuk ke pipa, saluran, dan fiting terdiri dari termoplastik. 1 Polivinil klorida (PVC) menyumbang sekitar tiga perempat dari semua termoplastik pipa. Termoplastik kedua yang paling banyak digunakan adalah polietilen (PE), akuntansi untuk sekitar 15 persen bagian, diikuti oleh acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), mewakili sekitar 4 persen saham. Sisanya sekitar 6 persen, terdiri dari bahan tujuan khusus, seperti polivinil klorida terklorinasi (CPVC), berikatan silang polyethylene (PEX), polybutylene (PB), polypropylene (PP), dan berbagai polimer berfluorinasi, terutama polivinilidena fluorida (PVDF). Pada tahun 1955, jumlah Pengiriman pipa termoplastik AS berada di bawah 40 juta pound (18.000 metrik ton). Pada tahun 1998, tingkat pengiriman telah meningkat hampir 200 kali lipat, dan memang demikian masih tumbuh.
Kegunaan Utama
Perpipaan termoplastik secara rutin digunakan untuk aplikasi tekanan umum dan nontekanan. Sekitar 80 persen listrik baru dipasang dan 90 persen salah satu operasi untuk distribusi gas terbuat dari PE. Lebih dari 90 persen air pedesaan listrik distribusi dan lebih dari 40 persen listrik kota terbuat dari PVC. Pipa berdiameter lebih kecil yang dipasang untuk irigasi pertanian dan rumput dibuat terutama dari PE dan PVC. Pemipaan CPVC dan PEX semakin banyak digunakan untuk pipa panas/ pipa distribusi air dingin untuk perumahan dan konstruksi lainnya. Dalam minyak dan gas produksi, jumlah pipa PE yang signifikan digunakan untuk mengalirkan air dan sumur gas. Perpipaan termoplastik juga sering digunakan untuk komersial dan industri aplikasi seperti untuk menyampaikan air dingin dan proses, larutan berair dari bahan kimia korosif, bubur, makanan, dan zat yang harus tetap tidak terkontaminasi oleh ion logam.
Kelebihan dan Kekurangan
Keuntungan yang paling diakui secara universal adalah kebebasan virtual perpipaan dari serangan oleh air sekitar dan kelembaban. Perpipaan termoplastik tidak tunduk pada permukaan serangan dengan cara apapun sebanding dengan karat atau lingkungan korosi logam. Termoplastik, sebagai nonkonduktor, kebal terhadap proses korosi berbasis elektrokimia yang disebabkan oleh elektrolit seperti asam, basa, dan garam. Tambahan, bahan pipa plastik tidak rentan terhadap serangan biologis. Singkatnya, termoplastik tidak tunduk pada korosi di sebagian besar lingkungan baik di atas tanah maupun di bawah tanah melayani. Hal ini mengakibatkan biaya yang dapat diabaikan untuk pemeliharaan dan eksternal perlindungan seperti pengecatan, pelapis plastik, galvanisasi, pelapisan listrik, pembungkus, dan perlindungan katodik.
Keuntungan utama lain yang ditawarkan oleh termoplastik adalah spesifikasinya yang lebih rendah gravitasi, yang menghasilkan kemudahan penanganan, penyimpanan, dan pemasangan, serta biaya transportasi yang lebih rendah. Permukaan pipa yang halus menghasilkan faktor gesekan yang rendah dan kecenderungan fouling yang sangat rendah. Mereka juga menawarkan ketahanan abrasi yang sangat baik, bahkan saat mengalirkan bubur yang dapat mengikis material yang lebih keras dengan cepat.
Kapasitas deformasi tinggi tanpa retak adalah keuntungan penting lainnya, terutama untuk operasi bawah tanah. Sebagai tanggapan terhadap beban tanah, pipa fleksibel yang terkubur berubah bentuk (membelokkan) dan dengan demikian menjadi aktif dukungan tambahan dan substansial dari tanah sekitarnya. Kemampuan ini untuk mengaktifkan dukungan tambahan dengan hasil deformasi dalam struktur pipa-tanah yang mampu mendukung pengisian tanah dan beban hidup permukaan dengan besaran yang bisa patahkan material yang lebih kuat tetapi kurang regang.
Keterbatasan utama termoplastik muncul dari kekuatan dan kekakuannya yang relatif rendah dan kepekaan sifat mekanik yang lebih besar terhadap suhu. Sebagai Akibatnya, penggunaan utamanya adalah untuk aplikasi gravitasi dan tekanan rendah di nearambient suhu. Beberapa plastik memenuhi syarat untuk layanan air panas, dan ada beberapa bahan khusus yang dapat digunakan hingga mendekati 300 F (149 C). Meskipun pembatasan ini, perpipaan termoplastik memenuhi persyaratan kinerja untuk aplikasi yang sangat luas.
Dibandingkan dengan bahan perpipaan tradisional, termoplastik memiliki koefisien yang tinggi ekspansi termal dan kontraksi. Misalnya, laju ekspansi termal bisa dari 6 sampai 10 kali lebih besar dari pada pipa logam. Ini harus diakui baik dalam desain maupun pemasangan, khususnya untuk aplikasi di atas tanah di mana reaksi perpipaan yang dihasilkan mungkin memerlukan penggunaan loop atau pipa ekspansi yang sering mendukung. Untuk perpipaan di atas tanah, perhatian lebih mungkin juga perlu diberikan pengekangan pipa yang tepat karena massa termoplastik yang rendah memberikan lebih sedikit inersia terhadap gerakan perpipaan yang mungkin disebabkan oleh perubahan mendadak dalam cairan kecepatan aliran. Selain itu, termoplastik di atas tanah harus diposisikan atau terlindung dari kemungkinan kerusakan mekanis yang tidak disengaja.
Karena termoplastik mudah terbakar, penggunaannya di lokasi tertentu mungkin dibatasi oleh masalah dan peraturan keselamatan kebakaran. Alamat kode konstruksi dan bangunan keprihatinan ini melalui berbagai persyaratan, termasuk penempatan termoplastik perpipaan di dalam dinding dan pengejaran tahan api yang sesuai dan penggunaan api berhenti kapan pipa menembus melalui struktur tersebut.
Material Pipa Termoplastik
Polyvinyl Chloride (PVC)
Dalam keadaan aslinya, PVC adalah polimer yang tembus cahaya, tidak berwarna, dan kaku. Saat PVC dulu pertama kali dikomersialkan itu dilunakkan dengan penambahan plasticizer, dan hasilnya komposisi terutama digunakan dalam pembuatan barang-barang seperti koper, pelapis, selang taman, pelapis kawat, ubin lantai, dan tabung laboratorium. Setelah kemajuan dalam peralatan ekstrusi dan cetakan, dan ketersediaan lebih banyak aditif stabilizer dan pelumasan yang efektif, memungkinkan untuk ekstrusi banyak komposisi yang lebih kental dan kaku yang merupakan satu-satunya yang cocok untuk perpipaan. Ke membedakan komposisi unplasticized baru ini dari versi plasticized awal mereka diidentifikasi sebagai uPVC, atau PVC kaku. Penunjukan ini masih sering digunakan.
Chlorinated Polyvinyl Chloride (CPVC)
Sesuai dengan namanya, CPVC adalah modifikasi kimia dari PVC. Ini sangat mirip ke PVC di banyak properti, termasuk kekuatan dan kekakuan pada suhu sekitar. Tetapi klorin ekstra dalam struktur kimia CPVC meningkatkan maksimum batas suhu operasi sekitar 50 F (28 C) di atas PVC. Jadi, CPVC dapat digunakan hingga hampir 200 F (93 C) untuk penggunaan tekanan dan hingga sekitar 210 F (100 C) untuk aplikasi tanpa tekanan. Kegunaan utama untuk CPVC adalah pipa air panas dan air dingin domestik, pipa percikan api perumahan, dan banyak industri yang bekerja pada suhu tinggi dan ketahanan kimia yang unggul.
Polyethylene (PE)
Polyethylene (PE) adalah anggota keluarga polyolefin yang paling terkenal (bahan yang berasal dari polimerisasi gas olefin termasuk etilena, propilena, dan butilena) karena telah merambah begitu luas ke dalam rumah tangga sehari-hari menggunakan. PE dalam bentuk aslinya adalah zat yang tembus cahaya dan keras dengan rasa dan tampilan seperti lilin. Seperti halnya poliolefin lainnya, PE sebagian berbentuk kristal dan sebagian bahan amorf. Sejauh mana ia mengkristal (yang menentukan banyak sifat yang dihasilkannya) adalah fungsi dari struktur molekulnya. PE terdiri dari rantai molekul panjang. Panjang, jenis, dan frekuensi penyebarannya cabang, serta parameter lain seperti berat molekul dan distribusi berat molekul, menentukan derajat kristalinitas dan jaringan molekul yang melabuhkan daerah seperti kristal satu sama lain. Karakteristik struktural ini sangat mempengaruhi sifat mekanik PE jangka pendek dan jangka panjang. Luas daerah kristal dapat terbentuk dalam polimer PE direfleksikan oleh massa jenisnya. Bahan dengan kepadatan lebih tinggi memiliki lebih banyak daerah kristal, yang menghasilkan kekakuan dan kekuatan tarik. Namun, ketika kristalinitas meningkat, ada hilangnya keuletan dan ketangguhan.
Polybutylene (PB)
Polibutilena adalah poliolefin dengan kekakuan yang menyerupai polietilen densitas rendah, tetapi dengan kekuatan jangka panjang yang lebih besar dari polietilena (PE) densitas tinggi. Fitur yang paling khas, bagaimanapun, adalah kekuatan jangka panjangnya kurang terpengaruh oleh peningkatan suhu dibandingkan dengan PE. Sementara sebagian besar PE memiliki batas suhu atas sekitar 140 F (60 C), batas untuk PB hampir 200 F (93 C).
Aplikasi utama untuk pipa dan tubing PB adalah untuk saluran layanan air dan untuk penggunaan yang memanfaatkan kekuatan suhu tinggi yang ditingkatkan. Mereka termasuk perpipaan untuk distribusi air panas dan dingin perumahan, penyiram api perumahan, dan penggunaan industri seperti jalur limbah panas.
