ส่วนที่ 5 วัสดุระบบน้ำและระบบไฟฟ้า

ห้องปฏิบัติการทางการแพทย์มีการใช้พลังงานไฟฟ้าสูงมาก ดังนั้นการเดินสายไฟและวงจรไฟฟ้าจึงค่อนข้างซับซ้อน

สายไฟและสายเคเบิลเป็นผลิตภัณฑ์ลวดที่ใช้ส่งผ่านพลังงานไฟฟ้า (แม่เหล็กไฟฟ้า) และข้อมูล รวมถึงทำให้เกิดการแปลงพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า ในความหมายกว้าง สายไฟและสายเคเบิลมักเรียกสั้นๆ ว่าสายเคเบิล ส่วนในความหมายแคบ สายเคเบิลหมายถึงสายเคเบิลหุ้มฉนวน ซึ่งสามารถนิยามได้ว่าเป็นชุดประกอบที่ประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังนี้: แกนหุ้มฉนวนหนึ่งเส้นหรือมากกว่า พร้อมกับชั้นเคลือบที่อาจมีของแต่ละแกน ชั้นป้องกันโดยรวม และเปลือกนอก สายเคเบิลอาจมีตัวนำไฟฟ้าเพิ่มเติมที่ไม่มีฉนวนหุ้มด้วยก็ได้

แบ่งตามการใช้งานได้เป็น ตัวนำเปลือย สายไฟหุ้มฉนวน สายไฟทนความร้อน สายไฟหุ้มชีลด์ สายเคเบิลกำลัง สายเคเบิลควบคุม สายเคเบิลสื่อสาร สายเคเบิลความถี่วิทยุ และอื่นๆ

แบ่งตามวัสดุได้เป็น สายไฟหุ้มฉนวนโพลีไวนิลคลอไรด์ สายอ่อนหุ้มฉนวนโพลีไวนิลคลอไรด์ สายอ่อนหุ้มฉนวนสารผสมบิวทิริลโพลีไวนิลคลอไรด์ สายไฟหุ้มยาง สายไฟแกนอลูมิเนียมหุ้มพลาสติกสำหรับฝังดินโดยตรงในงานเกษตร สายอ่อนหุ้มยางถักด้ายฝ้าย สายไฟหุ้มฉนวนโพลีไวนิลคลอไรด์มีเปลือกไนลอน สายอ่อนหุ้มฉนวนโพลีไวนิลคลอไรด์สำหรับระบบกำลังและแสงสว่าง และอื่นๆ

ถาดวางสายเคเบิลเหมาะสำหรับการเดินสายเคเบิลกำลังและสายเคเบิลควบคุมแบบแขวนในอาคารและภายนอกอาคารขององค์กรอุตสาหกรรมและเหมืองแร่ทั่วไป และยังสามารถใช้ในอาคารและภายนอกอาคารของหน่วยงานต่างๆ เช่น โทรคมนาคม วิทยุ และโทรทัศน์ได้ด้วย

ผลิตภัณฑ์สายไฟและสายเคเบิลแบ่งออกเป็น 3 หมวดหลักๆ ดังต่อไปนี้

1. ตัวนำหุ้มฉนวน

สายไฟที่มีวัสดุไม่นำไฟฟ้าหนึ่งชั้น เช่น เรซิน พลาสติก ยางซิลิโคน PVC ฯลฯ พันรอบด้านนอกของตัวนำอย่างสม่ำเสมอและปิดผนึกแน่นหนา เพื่อสร้างเป็นชั้นฉนวนป้องกันไม่ให้ตัวนำสัมผัสกับภายนอก ซึ่งอาจก่อให้เกิดอุบัติเหตุ เช่น ไฟรั่ว ไฟฟ้าลัดวงจร และไฟฟ้าดูด เรียกว่าตัวนำหุ้มฉนวน ดังแสดงในรูปที่ 8-49

สายไฟทั่วไปสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า ได้แก่ สายไฟพลาสติก (BV, BLV, BVR, BVVB, BLVVB ฯลฯ)

1. ต่อไปนี้เป็นประเภทตัวนำหุ้มฉนวนที่ใช้กันทั่วไปหลายชนิด

1.1 การกำหนดรุ่นของตัวนำหุ้มยาง: BLX—สายไฟหุ้มยางแกนอลูมิเนียม; BX—สายไฟหุ้มยางแกนทองแดง

1.2 การกำหนดรุ่นของตัวนำหุ้มฉนวนโพลีไวนิลคลอไรด์ (สายไฟพลาสติก): BLV—สายไฟพลาสติกแกนอลูมิเนียม; BV—สายไฟพลาสติกแกนทองแดง

1.3 การกำหนดรุ่นของสายเคเบิลยาง: YHC—สายเคเบิลเปลือกยางสำหรับงานหนัก; NYHF—สายเคเบิลลากจูงเปลือกนีโอพรีนสำหรับงานเกษตร

ตัวนำหุ้มยางมีทั้งแบบแกนทองแดงและแกนอลูมิเนียม และมีทั้งแบบแกนเดี่ยว แกนคู่ และหลายแกน ใช้สำหรับเดินสายไฟภายในอาคาร โดยแรงดันไฟฟ้าในการทำงานโดยทั่วไปไม่เกิน 500 โวลต์

2. การกำหนดรุ่นและการใช้งาน

2.1 R ย่อมาจากสายทองแดงอ่อน V ย่อมาจากฉนวนโพลีไวนิลคลอไรด์ S ย่อมาจากคู่บิดเกลียว B ย่อมาจากแบบแบน และ P ย่อมาจากการหุ้มชีลด์

2.2 RV—สายอ่อนแกนเดี่ยวหุ้มฉนวนโพลีไวนิลคลอไรด์ อุณหภูมิการทำงานสูงสุด 65 ℃ อุณหภูมิการทำงานต่ำสุด -15 ℃ แรงดันไฟฟ้าทำงาน AC 250 V, DC 500 V; ใช้เป็นสายไฟภายในเครื่องมือวัดและอุปกรณ์

2.3 RVB: สายอ่อนตีเกลียวขนาน (แบบแบน) คล้ายกับสายโทรศัพท์เปลือยที่มักใช้ในบ้าน เพียงแต่แกนสายไฟของมันเหมือนกับแกนสายไฟ RVV; สายไฟแกนสองเส้นถูกหุ้มขนานกันภายในเปลือกหุ้ม โดยทั่วไปจะมีสองแกนต่อหนึ่งเปลือกหุ้ม

2.4 RVS: สายอ่อนตีเกลียวคู่ ทำได้ง่ายๆ โดยการแยกแกนอ่อนของ RVB แล้วบิดเข้าด้วยกันเป็นคู่ โดยทั่วไปจะมีสายไฟสองเส้นบิดเข้าด้วยกัน

2.5 RVSP: สายไฟหุ้มชีลด์คู่บิดเกลียว

2.6 RVVB: สายอ่อนหุ้มเปลือกโพลีไวนิลคลอไรด์ (แบบแบน) มาตรฐาน GB/T 5023.5-2008/IEC 60227-5:2003 2.7 RVV: สายไฟอ่อนตีเกลียว กล่าวคือ สายแกนในประกอบด้วยลวดทองแดงหลายเส้น สาย RVV เป็นสายเคเบิลที่ใช้กันมากที่สุดในระบบกระแสอ่อน จำนวนสายแกนในไม่คงที่ — อาจเป็นสายเดี่ยวหรือหลายสาย — และมีเปลือกหุ้มด้านนอกด้วย อย่างไรก็ตาม ไม่มีข้อกำหนดพิเศษเกี่ยวกับการจัดเรียงสายแกนใน

2.8 RVVP: สายเคเบิลอ่อนแกนทองแดง หุ้มฉนวนโพลีไวนิลคลอไรด์ หุ้มเกราะป้องกันสัญญาณรบกวน หุ้มเปลือกโพลีไวนิลคลอไรด์ เรียกอีกอย่างว่าสายเคเบิลอ่อนป้องกันสัญญาณรบกวนสำหรับการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า มีแรงดันพิกัด 250 V/450 V

2.9 BVVR เป็นสายไฟอ่อนแกนทองแดง หุ้มฉนวนโพลีไวนิลคลอไรด์ หุ้มเปลือกโพลีไวนิลคลอไรด์ มีชั้นป้องกันด้านนอก ส่วน BVR เป็นสายไฟอ่อนแกนทองแดง หุ้มฉนวนโพลีไวนิลคลอไรด์ มีเพียงชั้นฉนวนเท่านั้น ไม่มีชั้นป้องกันด้านนอก สายไฟพลาสติกคู่ที่เรียกกันทั่วไป หมายถึงซีรีส์ BVV — ตัว V ตัวแรกหมายถึงฉนวนโพลีไวนิลคลอไรด์ และตัว V ตัวที่สองหมายถึงเปลือกหุ้มโพลีไวนิลคลอไรด์ — ในขณะที่ซีรีส์ BV หมายถึงสายไฟพลาสติกเดี่ยว

รูปที่ 8-49 ตัวนำหุ้มฉนวน

II. สายเคเบิลไฟฟ้า

ลักษณะหลักของผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ คือ มีชั้นฉนวนถูกอัดรีด (พัน) อยู่ด้านนอกตัวนำ เช่น สายเคเบิลหุ้มฉนวนเหนือศีรษะ หรือมีหลายแกนบิดเกลียวเข้าด้วยกัน (สอดคล้องกับสายเฟส สายนิวตรอล และสายกราวด์ของระบบไฟฟ้า) เช่น สายเคเบิลหุ้มฉนวนเหนือศีรษะที่มีมากกว่าสองแกน หรือมีการเพิ่มชั้นเปลือกหุ้ม เช่น สายไฟและสายเคเบิลหุ้มเปลือกพลาสติก/ยาง เทคโนโลยีกระบวนการหลัก ได้แก่ การดึงลวด การตีเกลียว การอัดรีดฉนวน (การพัน) การทำสายเคเบิล การหุ้มเกราะ และการอัดรีดชั้นป้องกัน ชุดขั้นตอนกระบวนการมีความแตกต่างกันในระดับหนึ่งในผลิตภัณฑ์ต่างๆ ผลิตภัณฑ์ใช้เป็นหลักสำหรับการส่งผ่านพลังงานไฟฟ้ากระแสแรงในสายผลิตไฟฟ้า สายจำหน่ายไฟฟ้า สายส่งไฟฟ้า สายแปลงแรงดันไฟฟ้า และสายจ่ายไฟฟ้า โดยมีกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ไหลผ่าน (ตั้งแต่หลายสิบแอมแปร์จนถึงหลายพันแอมแปร์) และแรงดันสูง (220 V ถึง 500 kV ขึ้นไป)

1. การจำแนกตามระดับแรงดัน

โดยระดับแรงดัน สามารถแบ่งได้เป็น สายเคเบิลไฟฟ้าแรงดันปานกลางและแรงดันต่ำ (35 kV และต่ำกว่า) สายเคเบิลแรงดันสูง (สูงกว่า 110 kV) สายเคเบิลแรงดันสูงพิเศษ (275–800 kV) และสายเคเบิลแรงดันสูงยิ่งยวด (1000 kV และขึ้นไป) นอกจากนี้ ยังสามารถแบ่งตามประเภทกระแสไฟฟ้าได้เป็น สายเคเบิลกระแสสลับและสายเคเบิลกระแสตรง

2. การจำแนกตามวัสดุฉนวน

2.1 สายเคเบิลไฟฟ้าหุ้มฉนวนกระดาษชุบน้ำมัน: สายเคเบิลไฟฟ้าที่หุ้มฉนวนด้วยกระดาษชุบน้ำมัน มีประวัติการใช้งานยาวนานที่สุด มีความปลอดภัยและเชื่อถือได้ มีอายุการใช้งานยาวนาน และมีราคาถูก ข้อเสียเป็นหลักคือ การวางสายมีข้อจำกัดจากผลต่างความสูง นับตั้งแต่มีการพัฒนาฉนวนกระดาษชุบอิมพรีเกนต์ชนิดไม่หยด ปัญหาข้อจำกัดผลต่างความสูงก็ได้รับการแก้ไข ทำให้สายเคเบิลหุ้มฉนวนกระดาษชุบน้ำมันยังคงถูกใช้งานอย่างแพร่หลาย

2.2 สายเคเบิลไฟฟ้าหุ้มฉนวนพลาสติก: สายเคเบิลไฟฟ้าที่ชั้นฉนวนเป็นพลาสติกอัดรีด พลาสติกที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ โพลีไวนิลคลอไรด์ โพลีเอทิลีน และโพลีเอทิลีนครอสลิงค์ สายเคเบิลพลาสติกมีโครงสร้างเรียบง่าย สะดวกในการผลิตและแปรรูป น้ำหนักเบา ง่ายต่อการวางและติดตั้ง และไม่ได้รับข้อจำกัดจากผลต่างความสูงในการวางสาย ดังนั้นจึงถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในสายเคเบิลแรงดันปานกลางและแรงดันต่ำ และมีแนวโน้มที่จะทดแทนสายเคเบิลกระดาษชุบน้ำมันอิมพรีเกนต์หนืด ข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดคือ มีปรากฏการณ์ทรีเบรกดาวน์ ซึ่งจำกัดการใช้งานที่แรงดันสูงขึ้น

2.3 สายเคเบิลไฟฟ้าหุ้มฉนวนยาง: ชั้นฉนวนประกอบด้วยยางผสมกับสารผสมปรับปรุงคุณภาพต่างๆ หลังจากการบดผสมยางอย่างทั่วถึง จะถูกอัดรีดลงบนแกนตัวนำ แล้วขึ้นรูปด้วยการทำความร้อนและการวัลคาไนซ์ มีความนุ่มและยืดหยุ่นสูง เหมาะกับสถานการณ์ที่มีการเคลื่อนไหวบ่อยและมีรัศมีการโค้งงอในการวางสายเล็ก สารผสมยางที่นิยมใช้ทำฉนวนไฟฟ้า ได้แก่ สารผสมยางธรรมชาติ-ยางสไตรีนบิวทาไดอีน ยางเอทิลีนโพรพิลีน ยางบิวทิล และอื่นๆ

3. การจำแนกตามระดับแรงดันไฟฟ้า

3.1 สายเคเบิลแรงดันต่ำ: เหมาะสำหรับการวางถาวรบนสายส่งและสายจำหน่ายพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ 50 เฮิร์ตซ์ ที่มีแรงดันพิกัด 3 กิโลโวลต์และต่ำกว่า เพื่อวัตถุประสงค์ในการลำเลียงพลังงานไฟฟ้า

3.2 สายเคเบิลแรงดันปานกลางและแรงดันต่ำ (โดยทั่วไป 35 กิโลโวลต์และต่ำกว่า): สายเคเบิลหุ้มฉนวนโพลีไวนิลคลอไรด์ สายเคเบิลหุ้มฉนวนโพลีเอทิลีน สายเคเบิลหุ้มฉนวนโพลีเอทิลีนเชื่อมข้าม และอื่นๆ

รูปที่ 8-50 สายเคเบิลไฟฟ้า

3.3 สายเคเบิลแรงดันสูง (โดยทั่วไป 110 กิโลโวลต์และสูงกว่า): สายเคเบิลโพลีเอทิลีน และสายเคเบิลหุ้มฉนวนโพลีเอทิลีนเชื่อมข้าม และอื่นๆ

3.4 สายเคเบิลแรงดันสูงพิเศษ (275–800 กิโลโวลต์)

3.5 สายเคเบิลแรงดันสูงยิ่งยวด (1000 กิโลโวลต์และสูงกว่า)

III. สายไฟและสายเคเบิลสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า

ลักษณะหลักของผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ ได้แก่ มีประเภทและข้อกำหนดจำนวนมาก มีขอบเขตการใช้งานกว้างขวาง และมีแรงดันใช้งานส่วนใหญ่ที่ 1 กิโลโวลต์และต่ำกว่า; สำหรับโอกาสพิเศษ มีการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ออกมาอย่างต่อเนื่อง เช่น สายเคเบิลทนไฟ สายเคเบิลหน่วงไฟ สายเคเบิลควันน้อยไม่มีฮาโลเจน/ควันน้อยฮาโลเจนต่ำ สายเคเบิลป้องกันปลวกและหนู สายเคเบิลทนน้ำมัน ทนหนาว ทนอุณหภูมิ และทนการสึกหรอ สายเคเบิลทางการแพทย์ เกษตร และเหมืองแร่ และสายไฟผนังบาง

ผลิตภัณฑ์อนุพันธ์ใหม่ของสายไฟและสายเคเบิลเกิดขึ้นส่วนใหญ่จากความต้องการของโอกาสการใช้งานและข้อกำหนดการใช้งานที่แตกต่างกัน ความสะดวกในการติดตั้งอุปกรณ์ และการลดต้นทุนอุปกรณ์ โดยการใช้วัสดุใหม่หรือวัสดุพิเศษ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างผลิตภัณฑ์ การยกระดับข้อกำหนดกระบวนการผลิต หรือการรวมผลิตภัณฑ์ประเภทต่างๆ เข้าด้วยกัน ดังแสดงในรูปที่ 8-51

การใช้วัสดุที่แตกต่างกัน เช่น สายเคเบิลหน่วงไฟ สายเคเบิลควันน้อยไม่มีฮาโลเจนและควันน้อยฮาโลเจนต่ำ สายเคเบิลป้องกันปลวกและหนู สายเคเบิลทนน้ำมัน ทนหนาว และทนอุณหภูมิ ฯลฯ;

การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างผลิตภัณฑ์ เช่น สายเคเบิลทนไฟ ฯลฯ;

การยกระดับข้อกำหนดกระบวนการผลิต เช่น สายเคเบิลทางการแพทย์ ฯลฯ;

ผลิตภัณฑ์รวม เช่น OPGW ฯลฯ;

ความสะดวกในการติดตั้งและการลดต้นทุนอุปกรณ์ เช่น สายเคเบิลสาขาสำเร็จรูป ฯลฯ

สายเคเบิลไฟฟ้าทั่วไป ได้แก่ สายเคเบิลไฟฟ้าพลาสติก (รวม 4 ประเภท: VV, VLV, VV22, VLV22) และสายเคเบิลเชื่อมข้ามแรงดันสูง แรงดันปานกลาง และแรงดันต่ำ (รวม 4 ประเภท: YJV, YJLV, JYV22, YJLV22 โดยมีแรงดัน 0.6/1 กิโลโวลต์, 8.7/10 กิโลโวลต์, 26/35 กิโลโวลต์, 66/110 กิโลโวลต์ ฯลฯ) ข้อดี: มีหน้าตัดขนาดใหญ่ รองรับการส่งพลังงานไฟฟ้าแรงดันสูงและแรงดันสูงพิเศษทางไกล

รูปที่ 8-51 สายเคเบิลสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า

ตามบทบัญญัติที่เกี่ยวข้องของมาตรฐานแห่งชาติว่าด้วยการออกแบบระบบไฟฟ้าอาคารพลเรือน และกฎระเบียบอื่นๆ สายไฟทั้งหมดต้องเดินผ่านท่อร้อยสายไฟ; ปัจจุบันท่อร้อยสายไฟที่นิยมใช้กันทั่วไปมี 2 ประเภท ดังนี้

IV. ท่อร้อยสายไฟ PVC

ชื่อเต็มคือ “ท่อร้อยสายไฟฉนวนสำหรับใช้ในอาคาร” มีมาตรฐานการบังคับใช้ JG 3050-1998 กล่าวอย่างง่ายๆ คือ ท่อพลาสติก PVC แข็งสีขาวประเภทหนึ่ง เป็นท่อป้องกันการกัดกร่อน ป้องกันไฟฟ้ารั่ว ใช้สำหรับเดินสายไฟ ปัจจุบันท่อลูกฟูก PE นิยมใช้เป็น “ท่อร้อยสายไฟ” กันอย่างแพร่หลาย; มีคุณภาพดี ราคาถูก มีรูปลักษณ์สวยงาม และสะดวกในการใช้งาน

หากปฏิบัติตามข้อกำหนดแห่งชาติอย่างเข้มงวด จะต้องใช้ท่อร้อยสายไฟเหล็กกล้าคาร์บอน อย่างไรก็ตาม ต้นทุนจะสูงเกินไป ดังนั้น ในโครงการจริง งานตกแต่งภายในส่วนใหญ่จึงใช้ท่อร้อยสายไฟ PVC; การทำเช่นนี้ช่วยประหยัดต้นทุนในด้านหนึ่ง และอีกด้านหนึ่งท่อร้อยสายไฟ PVC ยังค่อนข้างสะดวกในการก่อสร้าง ดังแสดงในรูปที่ 8-52

รูปที่ 8-52 ท่อร้อยสายไฟ PVC

V. ท่อร้อยสายไฟเหล็กกล้าคาร์บอน

ท่อป้องกันสายไฟและสายเคเบิลที่ผลิตจากท่อเหล็กเชื่อมวัสดุ Q235 โดยทั่วไปเป็นผลิตภัณฑ์ R=6D ยิ่งค่า R มากเท่าไหร่ การโค้งของท่อยิ่งค่อยๆ โค้งมากขึ้น และยิ่งดึงสายไฟผ่านได้ง่ายขึ้นในระหว่างการร้อยสาย เมื่อเชื่อมต่อท่อร้อยสายเหล็กคาร์บอนกับท่อตรง จะใช้ปลอกเชื่อมต่อป้องกันข้อต่อ จากนั้นจึงเชื่อมต่อท่อและท่อร้อยสายด้วยการเชื่อม มีจุดประสงค์เพื่อป้องกันข้อต่อไม่ให้ได้รับความเสียหายจากการเชื่อมไฟฟ้า และด้วยเหตุนี้จึงปกป้องสายไฟและสายเคเบิลภายใน ข้อกำหนดทั่วไปคือ DN20–DN150 ใช้ได้ในสภาพแวดล้อมภายในอาคารทั่วไป และในสถานที่ที่มีอุณหภูมิสูง มีฝุ่นมาก มีการสั่นสะเทือน และมีความเสี่ยงจากไฟไหม้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในสถานที่ชื้นได้ แต่ห้ามใช้ในสถานที่ชื้นมากเป็นพิเศษ สถานที่ที่มีการกัดกร่อนจากกรด ด่าง หรือเกลือ หรือสถานที่ที่มีความเสี่ยงจากการระเบิด อุณหภูมิแวดล้อมในการทำงานอยู่ที่ -15 ℃ ถึง +40 ℃ ท่อร้อยสายมีคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม และทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม ทนต่อแรงกดสูง โดยมีแรงดันในการทำงานเกิน 2.5 MPa พื้นผิวท่อร้อยสายเรียบ ความต้านทานของไหลต่ำ ไม่เกิดตะกรัน และไม่เอื้อต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ ไม่หดตัวและไม่เสียรูป ใช้วิธีการติดตั้งและเชื่อมต่อแบบดั้งเดิม ชั้นเคลือบพลาสติกอีพ็อกซี่ของท่อร้อยสายช่วยแก้ปัญหาการกัดกร่อนของท่อโลหะจากการลำเลียงน้ำ การฝังดิน และกรด ด่าง เกลือได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และอายุการใช้งานสามารถยาวนานได้มากกว่า 50 ปี ดังแสดงในรูปที่ 8-53

รูปที่ 8-53 ท่อร้อยสายเหล็กคาร์บอน

VI. ท่อประปา

ในงานวิศวกรรมตกแต่งห้องปฏิบัติการทางการแพทย์ ระบบประปาและท่อระบายน้ำของห้องปฏิบัติการเป็นงานซ่อนภายในอาคาร และมีส่วนสำคัญอย่างมากในโครงการทั้งหมด ยิ่งไปกว่านั้น ยังมีข้อกำหนดที่เข้มงวดต่อคุณภาพการก่อสร้าง เนื่องจากหากเกิดปัญหาขึ้น อาจก่อให้เกิดงานรื้อทำใหม่ทั้งชุดตามมา ดังนั้น จึงให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับข้อกำหนดของวัสดุระบบประปาและท่อระบายน้ำ

1. ท่อ PVC-U

UPVC หรือที่เรียกว่า PVC แข็ง หรือ PVCU ประกอบด้วยเรซินเทอร์โมพลาสติกอะมอร์ฟัสที่ผลิตจากการทำโพลีเมอไรเซชันของมอโนเมอร์ไวนิลคลอไรด์ รวมกับสารเติมแต่งบางชนิด (เช่น สารเสถียรภาพ สารหล่อลื่น สารตัวเติม ฯลฯ) นอกจากการใช้สารเติมแต่งแล้ว ยังมีการใช้วิธีการผสมและดัดแปลงกับเรซินชนิดอื่นๆ เพื่อให้มีคุณค่าทางปฏิบัติที่ชัดเจน เรซินเหล่านี้ ได้แก่ CPVC, PE, ABS, EVA, MBS และอื่นๆ อีกมากมาย UPVC มีความหนืดของหลอมเหลวสูงและความสามารถในการไหลต่ำ แม้ว่าจะเพิ่มแรงดันฉีดและอุณหภูมิหลอมเหลว ความเปลี่ยนแปลงของความสามารถในการไหลก็ไม่มากนัก นอกจากนี้ อุณหภูมิขึ้นรูปของเรซินยังใกล้เคียงกับอุณหภูมิการสลายตัวทางความร้อนมาก และช่วงอุณหภูมิที่สามารถทำการขึ้นรูปได้แคบมาก จึงเป็นวัสดุที่ขึ้นรูปได้ยาก ในงานวิศวกรรมตกแต่งห้องปฏิบัติการทางการแพทย์ สามารถใช้ท่อ PVC-U เป็นท่อน้ำประปาได้ ดังแสดงในรูปที่ 8-54

รูปที่ 8-54 ท่อ PVC-U

คุณสมบัติของท่อ PVC-U:

1.1 น้ำหนักเบา สะดวกในการขนส่ง การบรรทุก และการขนถ่าย

วัสดุท่อ PVC-U มีน้ำหนักเบามาก สะดวกในการขนส่งและการก่อสร้าง และสามารถประหยัดแรงงานได้

1.2 ทนต่อสารเคมีได้ดีเยี่ยม

ท่อ PVC-U มีความทนต่อกรด ด่าง และการกัดกร่อนได้ดีเด่น เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมเคมี

1.3 ความต้านทานของไหลต่ำ

พื้นผิวผนังท่อ PVC-U เรียบและให้ความต้านทานต่อของไหลต่ำ ค่าสัมประสิทธิ์ความหยาบมีเพียง 0.009 ซึ่งต่ำกว่าวัสดุท่อชนิดอื่นๆ ดังนั้น ที่อัตราการไหลเดียวกัน จึงสามารถลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อได้

1.4 ความแข็งแรงเชิงกลสูง

ท่อ PVC-U มีความทนต่อแรงดันสถิตของน้ำ ทนต่อแรงกดภายนอก และทนต่อแรงกระแทกได้ดีมาก เหมาะสำหรับงานท่อภายใต้สภาพการณ์ทุกประเภท

2. ท่อ PP-R

ท่อ PP-R (โพลีโพรพิลีนสุ่ม) หรือเรียกอีกอย่างว่าท่อโพลีโพรพิลีนประเภท III, ท่อโพลีโพรพิลีนโคโพลีเมอร์สุ่ม หรือท่อ PPR ท่อ PP-R ผลิตจากโพลีโพรพิลีนโคโพลีเมอร์สุ่ม โดยการอัดรีดเป็นวัสดุท่อ และฉีดขึ้นรูปเป็นอุปกรณ์ข้อต่อท่อ

เมื่อเปรียบเทียบกับท่อแบบดั้งเดิม เช่น ท่อเหล็กหล่อ ท่อเหล็กชุบสังกะสี และท่อซีเมนต์ วัสดุท่อ PPR มีข้อดีคือประหยัดพลังงานและวัสดุ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม น้ำหนักเบาแต่ความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อน ผนังในเรียบไม่เกิดตะกรัน การก่อสร้างและบำรุงรักษาง่าย และอายุการใช้งานยาว นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในงานประปาและระบายน้ำอาคาร งานประปาและระบายน้ำในเมืองและชนบท งานก๊าซเมือง งานปลอกสายไฟฟ้าและสายเคเบิลออปติคัล และการขนส่งของเหลวในอุตสาหกรรม ดังแสดงในรูปที่ 8-55

รูปที่ 8-55 ท่อ PPR

3. ท่อน้ำสแตนเลส

ในห้องปฏิบัติการ หลายกลุ่มห้องจำเป็นต้องใช้น้ำบริสุทธิ์ ในปัจจุบัน ห้องปฏิบัติการหลายแห่งโดยคำนึงถึงการประหยัดต้นทุน ส่วนใหญ่จะใช้ท่อ PPR แทนท่อสำหรับน้ำบริสุทธิ์ในระหว่างการก่อสร้าง อย่างไรก็ตาม พูดอย่างเข้มงวดแล้ว การดำเนินการนี้ไม่เป็นไปตามมาตรฐาน เนื่องจากตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องของประเทศ จำเป็นต้องใช้ท่อน้ำสแตนเลสเป็นท่อส่งน้ำบริสุทธิ์ ท่อน้ำสแตนเลสเป็นวัสดุท่อที่ดีที่สุดสำหรับส่งน้ำดื่มโดยตรง มีอัตราการรั่วไหลของน้ำต่ำ ซึ่งสามารถประหยัดทรัพยากรน้ำอันมีค่าได้ สำหรับท่อประปา การเลือกใช้ท่อสแตนเลสเป็นสิ่งที่เป็นประโยชน์ต่อสุขภาพมากที่สุด ในการทดสอบแช่น้ำ ตัวบ่งชี้ทั้งหมดเป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐานน้ำดื่มแห่งชาติที่เกี่ยวข้อง ผนังในของท่อสแตนเลสเรียบ เมื่อใช้งานเป็นเวลานานจะไม่สะสมตะกรัน และไม่ปนเปื้อนจากแบคทีเรียได้ง่าย จึงไม่ต้องกังวลว่าคุณภาพน้ำจะได้รับผลกระทบ และสามารถขจัดมลพิษทุติยภูมิของน้ำได้ ฟิล์มออกไซด์ที่อุดมด้วยโครเมียมบางและหนาแน่นบนพื้นผิวสแตนเลสทำให้ท่อน้ำสแตนเลสมีความทนต่อการกัดกร่อนที่ดีในน้ำทุกคุณภาพ รวมถึงน้ำอ่อน แม้จะฝังอยู่ใต้ดินก็ยังมีความทนต่อการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม ข้อมูลการทดสอบการกัดกร่อนในพื้นที่แสดงให้เห็นว่า อายุการใช้งานของท่อน้ำสแตนเลสสามารถยาวนานถึง 100 ปี โดยแทบไม่ต้องบำรุงรักษาในช่วงวัฏจักรการใช้งาน หลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายและความยุ่งยากในการเปลี่ยนท่อ และต้นทุนการใช้งานโดยรวมต่ำ วัตถุดิบทั้งหมดใช้เกรด 304, 304L, 316 และ 316L ซึ่งทั้งหมดเป็นไปตามข้อกำหนด JIS4305 เกรดข้างต้นมีคุณสมบัติคือประสิทธิภาพเสถียร ความแข็งแรงสูง และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ ดังแสดงในรูปที่ 8-56

รูปที่ 8-56 ท่อน้ำสแตนเลส

VII. ท่อระบายน้ำ

1. ท่อระบายน้ำ PVC

ในการก่อสร้างห้องปฏิบัติการ งานระบายน้ำของโครงการส่วนใหญ่ใช้ท่อ PVC PVC เป็นตัวย่อของ Polyvinylchlorid ส่วนประกอบหลักคือโพลีไวนิลคลอไรด์ ซึ่งเป็นวัสดุที่มีการเติมส่วนประกอบอื่นๆ เพื่อเพิ่มความทนต่อความร้อน ความเหนียว และความยืดหยุ่น ชั้นบนสุดของฟิล์มพื้นผิวนี้คือแล็กเกอร์ ส่วนประกอบหลักตรงกลางคือโพลีไวนิลคลอไรด์ และชั้นล่างสุดคือกาวเคลือบด้านหลัง การผลิตท่อและอุปกรณ์ข้อต่อท่อเสร็จสิ้นผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การทำความเย็น การบ่ม การขึ้นรูป การตรวจสอบ และการบรรจุภัณฑ์

วัสดุชนิดนี้เป็นวัสดุสังเคราะห์ที่ได้รับความนิยมอย่างสูง และถูกนำไปใช้กันอย่างแพร่หลายในโลกปัจจุบัน ปริมาณการใช้ทั่วโลกอยู่ในอันดับที่สองในหมู่วัสดุสังเคราะห์ประเภทต่างๆ

รูปที่ 8-57 ท่อระบายน้ำ PVC

ข้อกำหนดทั่วไปของท่อระบายน้ำ PVC ที่นิยมใช้มีดังนี้ เส้นผ่านศูนย์กลางนอกระบุ มีค่าดังนี้ 32 มม., 40 มม., 50 มม., 75 มม., 90 มม., 110 มม., 125 มม., 160 มม., 180 มม., 200 มม., 250 มม., 315 มม., 400 มม., 500 มม., 630 มม. ฯลฯ ความยาวของท่อ PVC-U โดยทั่วไปคือ 4 ม. หรือ 6 ม. ส่วนความยาวอื่นๆ จะกำหนดโดยการเจรจาตกลงระหว่างผู้จัดจำหน่ายและผู้ซื้อ ดังแสดงในรูปที่ 8-57

2. ท่อเหล็กหล่อเหนียว

ในระหว่างการก่อสร้างห้องปฏิบัติการ บางครั้งฝ่ายผู้รับเหมาก่อสร้างจะยื่นคำขอเป็นพิเศษให้ฝ่ายตัวแทนบริหารงานก่อสร้างใช้ท่อเหล็กดักไตล์เป็นท่อระบายน้ำ ท่อเหล็กดักไตล์มีเนื้อแท้เป็นเหล็กหล่อแต่มีสมรรถนะเทียบเท่าเหล็กกล้า จึงเป็นที่มาของชื่อเรียก ภายในท่อเหล็กดักไตล์ กราไฟต์จะอยู่ในรูปทรงกลม โดยขนาดกราไฟต์โดยทั่วไปอยู่ที่เกรด 6–7 ในด้านคุณภาพ จำเป็นต้องควบคุมระดับการทำให้กราไฟต์เป็นก้อนกลมของท่อเหล็กหล่อให้อยู่ในช่วงเกรด 1–3 โดยมีอัตราการเป็นก้อนกลม ≥80% ด้วยเหตุนี้ คุณสมบัติเชิงกลของตัววัสดุจึงได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นอย่างมาก ทำให้มีเนื้อแท้เป็นเหล็กแต่มีสมรรถนะเหมือนเหล็กกล้า หลังผ่านกระบวนการอบอ่อน โครงสร้างโลหะวิทยาของท่อเหล็กดักไตล์จะประกอบด้วยเฟอร์ไรต์และเพิร์ลไลต์ปริมาณเล็กน้อย มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดี จึงเรียกอีกอย่างว่าท่อเหล็กหล่อคุณภาพเทียบเท่าเหล็กกล้า ท่อเหล็กดักไตล์เป็นท่อเหล็กหล่อประเภทหนึ่ง มีประสิทธิภาพการต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม ความเหนียวที่ดี ประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ดี และขั้นตอนการติดตั้งที่ไม่ซับซ้อน ส่วนใหญ่ใช้สำหรับงานจ่ายน้ำประปาเทศบาล งานลำเลียงก๊าซ งานลำเลียงน้ำมัน และอื่นๆ ในสถานประกอบการอุตสาหกรรมและเหมืองแร่

กราไฟต์ทรงกลมปริมาณหนึ่งกระจายตัวอยู่บนเมทริกซ์เฟอร์ไรต์และเพิร์ลไลต์ โดยสัดส่วนของเฟอร์ไรต์และเพิร์ลไลต์ในโครงสร้างเมทริกซ์จะแตกต่างกันไปตามเส้นผ่านศูนย์กลางระบุและข้อกำหนดค่าความยืดตัวที่แตกต่างกัน กล่าวคือ สัดส่วนเพิร์ลไลต์สำหรับท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กโดยทั่วไปจะไม่เกิน 20% ในขณะที่ท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่โดยทั่วไปจะควบคุมอยู่ที่ประมาณ 25% ดังแสดงในรูปที่ 8-58

รูปที่ 8-58 ท่อเหล็กดักไตล์