PVC dan HDPE – Serupa Namun Berbeda

PVC dan HDPE – Serupa Namun Berbeda
Pasar perpipaan bawah tanah di Amerika Utara telah mengalami pertumbuhan yang luar biasa selama 30 tahun terakhir dalam penggunaan bahan termoplastik. Manfaat seperti ketahanan terhadap korosi, perbaikan hidrolika, dan biaya pemasangan yang berkurang telah membayar dividen besar bagi pemilik sistem watermain, sanitary and storm sewer.

distributor pipa hdpe surabaya

Yang paling banyak digunakan dan diterima dari kelompok polimer nonmetalik ini adalah Polyvinyl Chloride, yang juga dikenal sebagai ‘PVC’ atau ‘vinyl’. Vinyl memiliki track record yang sukses dalam penerapan pipa bawah tanah yang berasal dari pembangunan kembali pasca-Perang Dunia I Jerman. Ini telah lama dianggap sebagai salah satu polimer yang paling tahan lama untuk sistem perpipaan bawah tanah dan di atas tanah.

Termoplastik lain yang digunakan di pasar pipa bawah tanah adalah High-Density Polyethylene (HDPE). Bahan ini telah digunakan untuk pipa sumur, pipa gas dan pipa drainase sebelum masuk ke pasar airmata dan limbah untuk memenuhi permintaan.

HDPE dan PVC sangat mirip dengan sifat respons terhadap beban stres seperti tekanan internal dan beban tanah. Meski tanggapannya serupa, keduanya tidak identik. Sebenarnya, kekuatan masing-masing berbeda secara dramatis.

Laporan ini dimaksudkan untuk menyelidiki beberapa kesamaan dan perbedaan antara desain PVC dan HDPE dalam hal penerapan pipa tekanan bawah tanah.

PENILAIAN TEKANAN

Peringkat tekanan jangka panjang dari pipa termoplastik didefinisikan sebagai tekanan internal maksimum dimana pipa dapat beroperasi terus menerus. Peringkat kedua PVC dan HDPE ditemukan menggunakan Persamaan ISO untuk termoplastik:

Persamaan (1) P = 2S / (DR-1)

dimana P = nilai tekanan pipa

S = tegangan desain material pipa

DR = rasio dimensi pipa, (OD / t)

Perbedaan utama antara kapasitas tekanan PVC dan HDPE terletak pada nilai tegangan desain. Untuk senyawa PVC 1120, tegangan desainnya adalah 2000 psi sedangkan HDPE 3408 hanya 800 psi. Tekanan desain ini sama-sama diturunkan dengan cara yang persis sama. Faktor keamanan 2,0 diterapkan pada kekuatan hidrostatik jangka panjang (yaitu Dasar Desain Hidrostatik – HDB) dari masing-masing bahan. HDB untuk PVC 1120 adalah 4000 psi sedangkan HDPE 3408 adalah 1600 psi.

Contoh berikut menggambarkan penggunaan Persamaan ISO untuk menentukan peringkat tekanan.

Contoh 1 – Temukan peringkat tekanan pipa DR21 untuk kedua (a) PVC, dan (b) HDPE.

Solusi – gunakan persamaan (1)

P = 2S / (DR-1)

(a) untuk PVC, S = 2000 psi

Dengan mensubstitusikan, P = (2) x (2000 psi) / (21 – 1)

= 200 psi

(b) untuk HDPE, S = 800 psi

Dengan mensubstitusikan, P = (2) x (800 psi) / (21 – 1)

= 80 psi

Contoh 2 – (a) Tentukan nilai tekanan dari PVC DR41 dan kemudian (b) temukan DR dari HDPE yang setara untuk menghasilkan nilai yang sama.

Solusi – gunakan persamaan (1)

(a) P = 2S / (DR-1)

= (2 x 2000 psi) / (41-1)

= 100 psi

(b) mengatur ulang persamaan (1),

DR = (2S / P) + 1

= [(2 x 800 psi) / 100 psi] + 1

= 17

Oleh karena itu, untuk mendapatkan pipa tekanan 100 psi, 2 pilihannya adalah PVC – DR41 atau HDPE – DR17.

Hal-hal berikut dapat disimpulkan dari informasi di atas:

(a) Rasio PVC terhadap HDPE dalam hal kekuatan tarik sama dengan rasio tegangan desain, yaitu 2000: 800 yaitu 2,5: 1, dan
(b) Ketebalan dinding HDPE harus 2,5 kali lebih tebal dari pada PVC untuk mendapatkan pipa dengan tingkat tekanan yang sama.

Berikut adalah ringkasan peringkat tekanan jangka panjang untuk kedua PVC dan HDPE yang diturunkan dengan menggunakan ISO Equation dan S.F. dari 2,0.

Tabel 1 – Rating Tekanan
PVC HDPE
Rating DR (psi) DR Rating (psi)
51 80 21 80
41 100 17 100
32.5 125 13.5 128
25 165 11 160
21 200 9 200
1835 7.3 254
14 305 6.3 300

Meskipun CSA B137.3, AWWA C905 dan ASTM D2241 semuanya menggunakan S.F. = 2.0, ada satu standar PVC yang menggunakan S.F. = 2.5, yaitu AWWA C900-97 (catatan – standar ini akan segera berubah menjadi serupa dengan AWWA C905). Begitu juga dengan standar C900 ini, pipa tersebut selanjutnya diberi nilai dengan gelombang 2 ft / s. (Desainer tidak boleh membingungkan terminologi ‘Kelas Tekanan’ dari C900 dengan peringkat HDPE jangka panjang.) Jika seseorang ingin memilih pipa HDPE yang setara dengan Kelas Tekanan PVC tertentu, kriteria desain yang identik harus digunakan untuk menentukan Kelas Tekanan HDPE. Dengan kata lain, tegangan desain harus diturunkan dengan menggunakan S.F. = 2,5, dan pipa harus diberi de-rated dengan lonjakan kecepatan 2 ft / s. Untuk menentukan kelas tekanan HDPE dan PVC yang setara, lihat Tabel 3 yang disajikan kemudian dalam teks dan gunakan Persamaan (2) yang ditunjukkan di bawah ini.

Persamaan (2) P.C. = P’- 2 Mzm

Dimana P.C. = kelas tekanan pipa

P ‘= nilai tekanan pipa menggunakan S.F. = 2.5

Ps = surge pressure untuk 1 fps velocity change

Catatan: Ps untuk PVC dan HDPE diberikan pada Tabel 3.

Contoh 3 – (a) Carilah kelas tekanan DR25 PVC dan (b) temukan DR HDPE untuk memberikan kelas tekanan yang sama.

Leave a Reply