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pvc 파이프는 steel 파이프와 같이 stress strain Diagrame이 탄성
한계내에서 완전한 직선을 나타내지는 않지만 거의 일직선에 가까우며 따라서 Hook's Low의 적용이 가능합니다.
그리고 PVC의 고유한 특성에 의하여 탄성계수는 온도 상승에 따라 그 수치가 약간씩 내러가는데, 설계용탄성계수는 각
온도의 탄성계수에 장기하중에 의한 보정계수를 곱해서 사용합니다. 즉, 설계용 탄성계수를 E, 단기하중에 의한 탄성계수를
E0 이라하면
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E = α β E0
― ― ― ― ― ― ①
여기서 α : 온도보정계수 β
: 장기하중에 의한 보정계수 |
| α는 실험치로써
"표1"에 표시한바 같으며, β
는 대부분의 고분자재료에 대해서 0.8이 채용되고 있으며 E0는
시험결과 3.4 X 104(20℃에서) 나타납니다. |
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표1
α의 수치
| 온도 |
-20 |
-10 |
0 |
10 |
30 |
40 |
50℃ |
| α |
1.63 |
1.35 |
1.18 |
1.07 |
0.95 |
0.93 |
0.90 |
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pvc 파이프는 온도가 내려감에
따라 충격치가 내려가는 경향을 나타내며 60℃로부터 온도가 하강함에 따른 충격치의 감소현상을 보면 20~15℃까지는
상당히 현저하게 하강하나 0℃이히부터는 완만하게 됩니다.
pvc 파이프는 사용한계 온도를 -18℃로 정하였으나 실제는 빙화점이라고 하는것은 나타나지 않으며 -20℃이하에서도
급격히 빙화되는 것은 아니므로 저온내충격성의 문제에 대해서 너무 지나친 걱정은 할 필요가 없으나 pvc 파이프에서는
아주 적은 홈이라도 있으면 그것이 충격성에 민감한 영향을 줍니다.
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pvc 파이프는 항장력 f는 상온(15℃)에서
f = 500 ~ 600 kg/㎠ 이지만 열하소성수지에 있어서는 온도차에
따라 그 기계적 강도가 변하여, 인의의 온도 t℃에 있어서의 항장력ft를 5~30℃의 범위내에서 다음의 환산식에
의하여 구합니다.
f1 = f - 6.65 (t
-15)― ― ― ―②
여기서
f : 15℃에서의 강장강도,
f1 : t℃에서의 인장강도,
t : 시험시의 온도
②식으로 부터 알수 있는 바와 같이 pvc 파이프는 온도가 저하함에 따라 비례적으로 인장가도가 증가하는 성질을
가지고 있으며 온도 1℃강하에 따라 6.65 kg/㎠의 항장력이 증가합니다.
(그림2)는 온도에 따른 인장강도의 변화를 나타내며 직선Ⅰ 는 수압시험에 의한 피양압력으로부터 Barlow식에
의하여 역산한 것이며 직선 Ⅱ는 Dumbbell 형식편으로 시험한 실측치를 나타냅니다.
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압축강도도 인장강도와 같은 온도에 의한 변화 현상을 나타내며 전체적으로 압축강도는 인장강도보다
높은 수치를 나타냅니다.
그리고 압축하중은 일반적으로 크게 문제가 되지않는 경우가 많으며, 이것은 파양균열등의 현상은 보통 인장에 기인하는
것으로 생각되어 있기 때문입니다.
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일반적으로 PVC파이프와 같은 열가역성수지는 금속재료에 비해서 열에 의한 신축이
문제되 경우 통상 열팽창계수로써 비교하는데 열팽창은 선팽창과 체팽창으로 구별되어 일반적으로
선팽창 =1 /3 X (체팽창)― ― ― ― ③ 의 관계가 있습니다.
(그림 3) 에서 온도에 따른 압축강도의 변화의 선팽창계수 α는
표2및 그림 4에서 표시한 바와 같습니다.
PVC파이프의 선팽창 계수는
a = (0.5 ~0.8) X 10-5/℃― ― ― ―④
④식은 a 의 범위지만 특별히 고온 또는 저온을 제외한 0~4℃의 실용범위에서는 a
= 7 x 10-5/℃― ― ――⑤ 로 설계하여도 별다른 지장이
없겠습니다.
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| 표2 PVC파이프의 선팽창 계수 |
| 온도의
범위℃ |
0~10 |
10~20 |
20~30 |
30~40 |
40~50 |
50~60 |
60~70 |
| α
X 10-5/℃ |
6.83 |
6.66 |
7.04 |
6.87 |
7.87 |
8.43 |
8.50 |
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