La norma ASTM F441 es la especificación estándar para las tuberías de plástico de CPVC (cédula 40 y 80). Según sus requisitos y métodos de prueba, el CPVC se evalúa en cuanto a "materiales, mano de obra, dimensiones, presión sostenida, presión de estallido, aplanamiento y calidad de extrusión".
Otro conjunto de estándares que regulan al CPVC es la norma ASTM D1784. Esta serie de estándares evalúa al policloruro de vinilo clorado según los criterios de "resina base, resistencia al impacto bajo muesca, resistencia a la tracción, módulo de elasticidad en tensión, temperatura de deflexión bajo carga y flamabilidad".
Cuando un experto especifica CPVC para un proyecto, los usuarios deben tener la confianza de que sus sistemas de tuberías industriales funcionarán como se espera. Sin embargo, no todos los CPVC aprobados por las normas ASTM F441 y D1784 son iguales. Dentro de cada estándar hay características que distinguen a ciertos productores y fabricantes de compuestos de CPVC.
Diferencias del estrés hidrostático de diseño
Dentro de la norma ASTM F441 hay dos códigos de clasificación: 4120-05 y 4120-06. La diferencia fundamental entre el CPVC 4120-05 y el 4120-06 es la base del diseño hidrostático (HDB) del material y del estrés hidrostático de diseño (HDS).
HDB es la resistencia estimada a largo plazo de una tubería. El método de prueba y recopilación de datos utilizado es la norma ASTM D2837, también llamada “Método de prueba estándar para obtener la base de diseño hidrostático para materiales de tuberías termoplásticas”.
En la prueba, la tubería se presuriza y evalúa durante 16,000 horas (casi un año y diez meses) a una temperatura de 73° F (23° C) y 180° F (82° C). La tensión circunferencial recopilada durante ese tiempo se extrapola a lo largo de 100,000 horas. La resistencia estimada de la tubería después de esas 100,000 horas (casi 11 años y medio) se conoce como base de diseño hidrostático (HDB).
A partir de ahí, el HDB se utiliza para calcular el estrés hidrostático de diseño (HDS), que es el 50% del HDB. Esto crea un factor de seguridad inherente para la clasificación de presión de las tuberías de plástico.
CPVC 4120-05 versus CPVC 4120-06
Los resultados de la prueba se utilizan para definir la diferencia entre el CPVC 1420-05 y el 1420-06. El CPVC 1420-06 tiene un mejor estatus de diseño hidrostático a temperaturas más altas.
- El CPVC 4120-05 tiene un HDS mínimo de 500 psi para agua a 180° F (82° C).
- El CPVC 4120-06 tiene un HDS mínimo de 625 psi para agua a 180° F (82° C).
Para las plantas industriales, la ventaja más importante del CPVC 4120-06 es que tiene una clasificación de presión superior y un factor de reducción más bajo a medida que aumenta la temperatura.
Específicamente, el CPVC 1420-06 tendrá una clasificación de presión 25% mejor a 180° F (82° C) que el CPVC 1420-05.
¿Cómo se calcula la clasificación de presión de la tubería usando el HDS?
Una vez que determina el estrés hidrostático de diseño (HDS) a través de la prueba descrita anteriormente, se calcula la clasificación de presión de una tubería utilizando la siguiente fórmula:
Para usar esta fórmula para mostrar la diferencia entre las dos clasificaciones de CPVC, se considera una tubería de cédula 80 de 4 pulgadas con un espesor de pared de 0,337 pulgadas (t) y un diámetro exterior de 4,500 pulgadas (D). La única variable que cambia es el HDS.
CPVC Cédula 80 de 4 pulgadas (CPVC 4120-05)
CPVC Cédula 80 de 4 pulgadas (CPVC 4120-06)
Como demuestra el ejemplo anterior, para tuberías de 4 pulgadas con cédula 80, el CPVC que cumple con la clasificación 4120-06 tiene una clasificación de presión de 101.19 psi, 25% más alta que la clasificación de presión para un CPVC 4120-05 de 80.95 psi.
El CPVC 4120-06 cumple mejor con las demandas de los sistemas industriales que enfrentan temperaturas y presiones más altas. Incluso para los sistemas que no se espera que alcancen esos niveles, la tubería 4120-06 aún aumenta el factor de seguridad del sistema, brindando tranquilidad a los trabajadores y gerentes de la planta.
Para conocer a profundidad cómo se calculan las clasificaciones de presión, echa un vistazo a nuestro documento técnico sobre el tema.
Clases de celda de CPVC
Otra forma en que un CPVC difiere de otro se basa en su clase de celda. Las clases de celdas para el olicloruro están definidas por la norma ASTM D1784 y están certificadas por la Organización Para La Salud y Seguridad Pública, entre otras organizaciones.
El CPVC estándar recibe la clasificación de celdas número 23447, pero debido a que los productos de Sistemas Industriales Corzan® superan con creces esos estándares, se introdujo la clasificación de celdas número 24448.
CPVC 23447 versus CPVC 24448
Para comprender la diferencia entre el CPVC 23447 y el 24448, primero debemos discutir cómo cada número en la clasificación representa una característica específica del material, según la norma ASTM D1784:
- El primer número (2) es la designación del material, donde 2 representa CPVC (1 representaría PVC, por ejemplo).
- El segundo número (3 o 4) es la designación de resistencia al impacto Izod, en la que el nuevo CPVC Corzan® supera al CPVC existente.
- El tercer número (4) es para la resistencia a la tracción, que debe ser superior a 7,000 psi para recibir esta designación.
- El cuarto número (4) es el módulo de tensión, que debe ser superior a 360,000 psi para este nivel.
- El quinto número (7 u 8) es para la temperatura de deflexión térmica, donde el CPVC mejorado supera al CPVC tradicional.
El CPVC clasificado como 24448 tiene una resistencia al impacto superior y una temperatura de deflexión térmica más alta que el CPVC con una designación 23447.
Por qué es importante tener una mayor resistencia y temperatura de distorsión térmica (HDT)
Resistencia al impacto Izod (23447 versus 24448). El número 4, a diferencia del 3, significa que el CPVC tiene una fuerza de impacto Izod superior a 5 libras (2.27 kg). De hecho, el CPVC 24448 tiene una clasificación de resistencia al impacto tres veces superior a la del CPVC estándar. Las ventajas incluyen:
- La tubería será más fácil de cortar limpiamente.
- Se romperán y fracturarán menos tuberías y accesorios.
- La tasa de desecho del sistema será menor.
Temperatura de distorsión térmica (23447 versus 24448). Se requiere un HDT superior para recibir la distinción del número 8 en comparación con el número 7, lo que aumenta el umbral de temperatura máxima de 212° F (100° C) a 230° F (110° C). Esto es importante porque un HDT superior implica:
- Que la tubería mantendrá una apariencia recta y profesional, mientras que el CPVC estándar puede combarse o doblarse.
- Que el factor de seguridad aumenta en el caso de una excursión de procesamiento.
Al mejorar las capacidades del CPVC existente con una resistencia al impacto Izod y una temperatura de distorsión térmica superiores, las plantas industriales pueden confiar más en sus instalaciones.
Corzan®: una alternativa de CPVC superior
La nueva clasificación y clase de celda es otro ejemplo de cómo Corzan® mejora continuamente para ofrecer al sector de procesamiento industrial el material más confiable y de mayor rendimiento del mercado. La investigación y el desarrollo continuos de Sistemas Industriales Corzan® brindan a las plantas confianza en los materiales que especifican.
Para obtener más información sobre los métodos de prueba y los cálculos detrás de las clasificaciones de presión, así como otros detalles importantes del desempeño del policloruro de vinilo clorado, te invitamos a visitar nuestra Guía de recursos de Corzan, donde tendrás acceso a toda la información necesaria para el diseño de sistemas hidráulicos industriales, guías de instalación, tablas de resistencia, información técnica y mucho más.
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