Chlorure de polyvinyle (PVC)

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À propos du PVC

La tuyauterie en polychlorure de vinyle (PVC) est le matériau de tuyauterie en plastique le plus utilisé. Les systèmes de tuyauterie en PVC sont:

• Respectueux de l’environnement
• Offre une longue durée de vie
• Facile à installer et à manipuler
• Résistant à la corrosion
• Rentable
• Largement accepté par les codes

Le tuyau en PVC est fabriqué par extrusion dans une variété de tailles et dimensions et généralement vendu en longueurs de 10′ et 20′. Le tuyau de PVC est disponible dans la construction solide de mur ou de noyau cellulaire. La construction du noyau cellulaire implique l’extrusion simultanée d’au moins trois couches de matériau dans la paroi du tuyau: une couche externe solide, une couche intermédiaire de noyau cellulaire et une couche interne solide. Le tuyau de PVC est fait pour se conformer à diverses normes d’ASTM pour des applications de pression et de non-pression.

Utilisations & Applications

La tuyauterie en PVC est utilisée pour:

• Drain-évacuation des déchets (DWV)
• Égouts
• Conduites d’eau
• Conduites d’eau
• Irrigation
• Conduit
• Installations industrielles diverses

Il peut être utilisé sous terre ou hors sol dans les bâtiments. Il peut également être utilisé à l’extérieur si le tuyau contient des stabilisants et des inhibiteurs UV pour protéger contre les rayons ultraviolets et qu’il est peint avec une peinture au latex à base d’eau.

Les matériaux en PVC résistent à de nombreux produits chimiques ordinaires tels que les acides, les bases, les sels et les oxydants.

Comme les composants du système de tuyauterie en PVC peuvent être fabriqués dans une variété de couleurs, l’identification de l’application est facile. Une palette de couleurs commune (bien que non universelle) est:

• Blanc pour le DWV et certaines applications à basse pression
• Blanc, bleu et gris foncé pour les conduites d’eau froide
• Vert pour le service d’égout
• Gris foncé pour les applications à pression industrielle

Cette palette de couleurs a une exception en ce sens qu’une grande partie du tuyau en PVC blanc est double pour les applications à DWV et à pression.

Les systèmes de tuyauterie en PVC ne doivent pas être utilisés pour stocker et/ou transporter de l’air comprimé ou d’autres gaz. Les systèmes de tuyauterie en PVC ne doivent pas non plus être testés avec de l’air comprimé ou d’autres gaz.

Statut du code

La tuyauterie en PVC est reconnue comme matériau acceptable pour les services de distribution et de distribution d’eau potable, les égouts et les égouts dans tous les codes de plomberie modèles. Ces codes identifient normalement les produits acceptables pour des utilisations spécifiques en fonction de la désignation de la norme ASTM.

Disponibilité

Le PVC est disponible dans les maisons d’approvisionnement en plomberie, les quincailleries et les centres résidentiels partout en Amérique du Nord. Reportez-vous aux liens de notre site Web de membres.

Marquage

L’impression sur tuyauterie en PVC étant simple, les marquages sont toujours faciles à identifier. Les normes ASTM exigent que les tuyaux en PVC soient étiquetés comme suit:

1. Nom ou marque du fabricant
2. La norme à laquelle il est conforme
3. Dimensions du tuyau
4. Désignation du matériau (par exemple, PVC 12454, de PVC 1120, ou PVC de type 1, Grade 1)
5. DWV, si pour le drainage
6. Pression nominale si pour la pression
7. Numéro DTS ou numéro d’annexe
8. Si le tuyau est destiné à l’eau potable, un sceau ou une marque de laboratoire attestant de son aptitude à l’eau potable

L’installation de systèmes de tuyauterie en PVC est facile. Les entrepreneurs adorent ce matériau de tuyauterie léger. Suivez simplement quelques étapes simples et de bon sens:

• Suivez les exigences du code local.
• Suivez les pratiques de travail sécuritaires recommandées.
• Suivez les procédures de manipulation appropriées.
• Lisez les instructions d’installation du fabricant.
• Conserver les tuyaux et les raccords dans leur emballage d’origine jusqu’à ce que cela soit nécessaire.
• Couvrir le tuyau et les raccords d’une bâche opaque s’ils sont entreposés à l’extérieur.
• Inspectez le tuyau avant de l’utiliser.
• Utilisez des outils spécialement conçus pour être utilisés avec des tuyaux en plastique.
• Utilisez un chiffon pour protéger les finitions dans la zone de travail.

Lors de l’assemblage de tuyaux et raccords en PVC avec du ciment solvant, toujours:

• Coupez les extrémités du tuyau de manière carrée.
• Biseautez et ébavurez les extrémités du tuyau avec un outil de chanfreinage.
• Utilisez l’apprêt et le ciment solvant appropriés et suivez les instructions d’application du fabricant.
• Utilisez l’applicateur de taille appropriée pour le tuyau à assembler.
• Faites tourner le tuyau de 1/4 de tour lorsque vous enfoncez le tuyau dans la douille de montage.
• Éviter le flaque d’apprêt ou de ciment dans les raccords et les tuyaux.

Pour les raccords filetés, toujours:

• Utilisez du ruban adhésif Téflon® ou un scellant pour fil de pâte approuvé.
• Assemblez soigneusement les joints filetés (maximum deux tours après avoir serré les doigts).

Pour supporter correctement les systèmes de tuyauterie en PVC:

• Permettre le mouvement dû à l’expansion et à la contraction.
• Utilisez des cintres conçus pour être utilisés avec du plastique.
• Respecter les exigences d’espacement des supports de suspension.
• Protéger des clous, des vis et des surfaces abrasives.

Lors de l’essai d’un système de tuyauterie en PVC installé:

• Suivre les durcissements recommandés par le fabricant avant le test de pression.
• Test selon les codes locaux.
• Utilisez uniquement des solutions de glycérine et d’eau pour la protection contre le gel, le cas échéant.

Histoire du PVC

Le chlorure de polyvinyle a été découvert à la fin du XIXe siècle. Les scientifiques observant le gaz chimique nouvellement créé, le chlorure de vinyle, ont également découvert que lorsque le gaz était exposé à la lumière du soleil, il subissait une réaction chimique (maintenant reconnue comme une polymérisation) résultant en un matériau solide blanc cassé. Mais, le matériau solide était si difficile à travailler qu’il a été écarté au profit d’autres matériaux. Des années plus tard, dans les années 1920, le spécialiste du caoutchouc Waldo Semon a été embauché par BFGoodrich pour développer un caoutchouc synthétique destiné à remplacer le caoutchouc naturel de plus en plus coûteux. Ses expériences ont finalement produit du chlorure de polyvinyle. Bien que les développeurs de produits aient commencé à utiliser le PVC de diverses manières – dans les talons de chaussures, les balles de golf et les imperméables, pour n’en nommer que quelques–uns – son application a considérablement augmenté pendant la Seconde Guerre mondiale. Le PVC s’est avéré être un excellent remplacement pour l’isolation en caoutchouc dans le câblage et a été largement utilisé sur les navires militaires américains. Après 1945, son utilisation en temps de paix a explosé.

Aux États-Unis, les matériaux du PVC sont le gaz naturel et le sel gemme.

• Le gaz naturel est chauffé sous pression pour former de l’éthylène. C’est ce qu’on appelle le « craquage ».
• Le sel gemme commun (chlorure de sodium) est divisé par électrolyse pour produire du chlore et de la lessive (hydroxyde de sodium).
• Le chlore et l’éthylène sont combinés pour former un monomère de chlorure de vinyle (VCM).
• Les molécules de VCM sont ensuite jointes bout à bout (polymérisées) pour former de longues chaînes de polymère de chlorure de polyvinyle (plastique).
• La poudre de PVC thermoplastique est composée, fondue et extrudée dans des tuyaux.

Études de cas

Environmental Dynamics, Inc., basée à Columbia, Missouri. (EDI) a vingt-sept ans d’expérience dans la fabrication de systèmes de traitement des eaux usées innovants. La société est un fabricant intégré de systèmes d’aération diffuse, y compris la technologie des diffuseurs, la recherche et le développement, l’ingénierie des systèmes et la fabrication de produits. L’épine dorsale de leurs systèmes est un tuyau en PVC. Les systèmes utilisent l’aération pour traiter les eaux usées; l’aération repose sur l’élimination naturelle des matériaux nocifs à l’aide de micro-organismes nécessitant une aération.

« Si vous avez déjà eu un aquarium, vous connaissez l’utilisation d’un « barboteur » pour aérer l’eau », explique Randy Chann, vice-président exécutif d’EDI.  » Le principe est le même. Les systèmes EDI utilisent l’oxygène de l’atmosphère soufflé à travers un tuyau porteur – PVC – pour traiter les eaux usées. »

L’utilisation d’un diffuseur – un dispositif mécanique qui met de l’oxygène dans l’eau – est une approche courante du traitement de l’eau. Les systèmes d’EDI utilisent des aérateurs mécaniques équipés d’une membrane flexible spéciale pour assurer une aération à pores fins. Plus les bulles créées par le système sont fines, plus l’efficacité du système est grande. Les collecteurs et les collecteurs en PVC constituent la grille structurelle pour contenir les membranes des diffuseurs EDI &. Les diffuseurs eux-mêmes sont essentiellement des mini-systèmes en PVC avec des ouvertures spécifiques pour alimenter une membrane flexible.

Le résultat est une structure PVC remarquable. Les plus grandes usines traitent plus de 100 millions de gallons d’eaux usées par jour. Dans chacune de ces usines, la quantité de tuyauterie en PVC utilisée dans le système de distribution d’air et les composants du diffuseur est supérieure à 60 000 pieds. De plus, chaque usine utilise de nombreux raccords, tés, ells, bouchons, brides, etc. Pour les gros travaux, cela représente bien plus de 2000 à 3000 raccords divers.

Systèmes DWV en PVC Après plus de 20 ans de service

Contexte en PVC

Le premier rapport que cet auteur a trouvé décrivant une installation de conduites d’eau en PVC date de 1934 en Allemagne. En 1950, une plastics pipe trade association a été fondée aux États-Unis et, en 1951, un programme d’évaluation des plastiques a commencé à la Michigan School of Public Health. Ce programme de quatre ans comprenait des études sur l’alimentation des animaux et une étude impartiale des tuyaux en plastique du point de vue de la santé publique.

En 1957, le Département du Commerce des États-Unis a publié une norme commerciale (CS207-57) pour les tuyaux en PVC. La norme ASTM (D1785-60) a suivi en 1960. D’autres normes de tuyaux sous pression en PVC ont suivi (CS256-63 en 1963 et ASTM D2241-64 en 1964) ainsi que des normes de tuyaux et de raccords en PVC-DWV (CS272-65 et D2665-68) en 1965 et 1968 respectivement. Les tuyaux en PVC installés pendant et après ces dates peuvent être marqués de ces numéros standard.

Introduction

Les systèmes DWV en PVC sont installés dans des bâtiments à plusieurs étages depuis plus de vingt ans. Lorsque ces premières installations ont été réalisées à la fin des années 1960 et 1970, une liste de 51 bâtiments dans 31 villes a été dressée. Le présent article rend compte des résultats des inspections de 1998 de six de ces premières installations, ainsi que des confirmations que les systèmes continuent à fonctionner à ce moment-ci.

Bâtiment du siège national de l’AIA à Washington, DC

Ce bâtiment de sept étages a été construit en 1973. De nouveaux refroidisseurs étaient en cours d’installation et le système de traitement de l’air était en cours de révision au moment de l’inspection de 1998. Les systèmes DWV et de drainage de toit sont en PVC et ont été sans problème. Très peu de cette tuyauterie est visible, sauf dans la salle mécanique du septième étage où des tuyaux d’évacuation et de ventilation ont été observés. Certains d’entre eux avaient des joints de dilatation. La tuyauterie de la tour de refroidissement exposée sur le toit avait une couleur presque blanche. M. Pierre Rahel est Directeur du bâtiment depuis deux ans et M. Sid Cox est Ingénieur du bâtiment depuis sept ans. Ils signalent que leurs systèmes de tuyauterie en PVC continuent de fonctionner de manière satisfaisante.

Ellicott House à Washington, DC

Cet immeuble de neuf étages a été construit en 1973. Le système DWV et les drains d’eaux pluviales sont en PVC. Robert Ducket est le Superviseur de la maintenance depuis une quinzaine d’années. Son personnel utilise des procédures d’entretien préventif normales et n’a eu aucun problème avec la tuyauterie en PVC.

Cairo Condominium à Washington, DC

Stevens Company, Plumbing and Heating a effectué tous les travaux de service sur les systèmes de tuyauterie et possède des registres de tous les entretiens requis sur ce condominium. Certaines fissures sont apparues dans le Tee/Wyes, mais la compagnie a noté que celles-ci se sont produites lorsque l’embranchement n’était pas correctement supporté. Des fissures sont également apparues dans les brides, mais sinon les systèmes fonctionnent bien.

Stevens Company utilise beaucoup de tuyaux en plastique dans ses réparations et ses nouveaux travaux et a rapporté que dans son expérience:

• Les arrêts sont à peu près les mêmes dans les tuyaux en fonte que dans les systèmes de tuyauterie en plastique.
• La tuyauterie posée contre les cloisons sèches crée des problèmes de son.
• Les vis et les clous peuvent pénétrer dans la tuyauterie. (Cela s’est produit principalement dans les salles de bain.)

Condo Tower Villas à Arlington, VA

Au moment de l’inspection de 1998, la tuyauterie d’eau chaude métallique et le système de chauffage de l’eau chaude étaient sujets à des fuites de trou d’épingle (courantes dans ces systèmes métalliques). Roberto Suarez, qui était Superviseur de l’entretien du bâtiment depuis cinq ans, a fourni des informations sur d’autres systèmes de plomberie. Il a indiqué que l’entretien du système avait été normal, à l’exception d’un incident où une forte tempête de pluie a entraîné une séparation complète d’un joint tuyau/douille dans un drain de toit de 6 pouces. Cela a inondé le hall d’entrée. Aucune autre information n’était disponible concernant la cause de cette défaillance dans une conduite à écoulement gravitaire en service depuis des années sans signe de fuite. Depuis 1998, la direction a apporté quelques améliorations au système de chauffage, mais continue d’avoir des fuites dans les conduites d’eau. Les systèmes en PVC ont continué à être en service sans problème.

(Note de l’auteur – Sans voir le joint de 6 « qui s’est séparé, mais sur la base de certaines expériences passées, ce joint aurait pu être apprêté et assemblé pendant le processus de « montage », mais jamais cimenté au solvant. Ce type de séparation des joints a été signalé par d’autres et s’est même produit avec des tuyaux sous pression. Si quelqu’un qui lit ceci a des informations de première main, veuillez appeler Robert C. Wilging au (440) 933-4394).

Holiday Inn à McLean (Tyson Corners), Virginie

Ce bâtiment de neuf étages a des piles en fonte et des tuyaux de dérivation en PVC. Il n’y a eu aucun problème avec la tuyauterie en PVC et la maintenance du système a été normale. Certains PVC ont été utilisés dans le remodelage et dans un nouveau bâtiment. L’ingénieur en chef Barry Singh a rapporté qu’il y a environ quatre ans, un système de gicleurs d’incendie CPVC a été installé sans aucun problème et fonctionne à 150 psi.

En décembre 2000, tous les systèmes sont toujours en service. Cependant, une ligne underslab a échoué car le remplissage s’est consolidé et a provoqué une rupture de la ligne.

Park Layne à Dayton, Ohio

Cet immeuble d’appartements de luxe de onze étages a été construit en 1969 et a été mentionné dans le numéro d’octobre 1970 du magazine Building Systems Design. L’article fait référence à un « mariage » de PVC DWV et de fonte dans les systèmes de drainage.

La référence « mariage » s’applique à l’installation de Park Layne où un tuyau en PVC de 3 pouces et moins a été utilisé pour tous les drains de cuisine, de lavabo et de baignoire ainsi que certains drains de douche. Des tuyaux de ventilation en fonte ont été utilisés dans les six étages inférieurs et du PVC a été utilisé pour le reste de la tuyauterie de ventilation. Les tuyaux en PVC sont calfeutrés dans des moyeux en fonte avec du chêne et de la laine de plomb. Ces joints ont été fabriqués sans adaptateurs moulés en PVC et ont été sans problème.

Au cours de la même période, certains tuyaux et raccords en fonte ont développé des fuites de corrosion. Bien que les patchs époxy puissent soulager temporairement les petites fuites, le remplacement des tuyaux et des raccords qui fuient par du PVC est une solution permanente. Les fuites de drain de douche ont été résolues en brisant la base en béton, en retirant la tuyauterie de drainage en fonte et en installant une nouvelle conduite de drainage en PVC et une base de douche. Le tuyau en PVC est facile à couper, à monter et à joindre. Sur la base de l’expérience de la tuyauterie en PVC en service depuis 30 ans, ces drains de douche en PVC semblent résoudre le problème de corrosion.

Le parc Layne avec 128 appartements et deux bâtiments supplémentaires, le Riverstone et le Rockwood, sont détenus et exploités par Towne Asset Management Co. Larry Rainwater travaille dans le domaine de l’entretien des appartements depuis 25 ans et est responsable des trois bâtiments depuis trois ans. Sur la base de son expérience avec les trois bâtiments, Rainwater croit que son travail d’entretien de la tuyauterie serait plus facile si des tuyaux en PVC DWV avaient été installés partout. Il entretient également les piscines et a constaté que la tuyauterie en PVC utilisée là-bas a bien servi.

Remarque: Nettoyage mécanique

Lors de l’inspection de 1998, Larry Rainwater a noté qu’il traversait parfois une section de tuyau en PVC avec un équipement de nettoyage mécanique pour atteindre une section de tuyau en fonte. (Note de l’auteur: Un bref rapport sur les tests effectués il y a des années à l’aide d’équipements RotoRooter a montré que les outils de nettoyage passaient à travers des coudes en PVC sans endommager le raccord en plastique.) Rainwater a référé cet inspecteur à Alan Pierce Sr. qui exploite une franchise de rotorooters depuis 40 ans. Sur la base de son expérience, Pierce a offert les commentaires suivants sur l’entretien du PVC avec des équipements de nettoyage mécanique:

• Les nettoyants de drain acides et caustiques, s’ils sont utilisés en permanence, attaqueront et détruiront les tuyaux métalliques, car une fois le métal nettoyé, la corrosion se poursuit.
• Les tuyaux d’égout en PVC à paroi mince peuvent être fissurés par l’action de fouet d’un serpent d’égout.
• Les tuyaux en PVC DWV de l’annexe 40 et les tuyaux d’égout en PVC ne sont pas affectés par l’équipement de nettoyage mécanique.
• Les gaz à l’intérieur du DWV et des tuyaux d’égout créent des conditions corrosives qui détruisent les métaux au fil du temps.
• Après une brève exposition à l’acide sulfurique, les couleuvres d’égout ont brisé la fonte avec des fractures fragiles, même si elles n’étaient en service que peu de temps.
• Une installation correcte des tuyaux d’égout est un facteur majeur pour obtenir une longue durée de vie, quel que soit le matériau utilisé pour les tuyaux d’égout.

Conclusion:

Bien que ces inspections n’aient pas donné de nouvelles informations significatives, elles ont permis de vérifier que la résistance à la corrosion du PVC est un facteur principal de sa capacité à fournir de nombreuses années de service sans problème dans les systèmes de VTP et d’égouts.

Si des lecteurs ont des informations qui favoriseront cet effort, votre réponse à l’éditeur serait appréciée.

Tuyaux en PVC et construction écologique

Relever le défi de la construction écologique

Le PVC répond aux défis des spécifications de construction écologique d’aujourd’hui. La construction écologique fait référence à l’importance croissante de répondre aux exigences de durabilité dans les matériaux et les pratiques de construction tout en limitant l’impact sur les ressources naturelles à la fois dans la construction et l’entretien à long terme et le cycle de vie d’un bâtiment commercial ou résidentiel.

Les tuyaux et raccords en PVC offrent un certain nombre de qualités de construction écologique.

• Les tuyaux et raccords en PVC correctement installés offrent une durée de vie particulièrement longue. De nombreux systèmes installés il y a trente ans ou plus continuent de fournir un service fiable et sans entretien. Longtemps après que les tuyaux en cuivre et en acier ont subi des dommages irréparables en raison de l’eau corrosive et d’autres fluides qui les traversent ou des conditions de sol agressives dans lesquelles ils ont été installés, les systèmes en PVC continuent de fonctionner sans entretien.
• Le PVC protège l’eau potable et ne permet pas aux contaminants extérieurs de s’infiltrer dans les tuyaux. Parce que le PVC est une substance inerte, il ne réagit pas avec les produits chimiques qui l’entourent. En fait, c’est souvent le matériau de choix pour le traitement chimique. Le PVC étant si fiable, il protège l’environnement environnant – sol, sable, etc., from des eaux usées et d’autres matériaux indésirables.
• Les ciments solvants et leur utilisation ont été soigneusement étudiés. En conséquence, les directives relatives à leur utilisation sont documentées dans les normes ASTM D 2564 et ASTM F 656. Les préoccupations concernant l’utilisation de ciment solvant sont facilement résolues en utilisant une ventilation et une protection appropriées contre le contact cutané.
• Le long cycle de vie du PVC signifie que la plupart des PVC installés restent en service, fournissant de l’eau et rejetant les déchets, de sorte que le problème de la manipulation des matériaux en PVC mis au rebut est quelque peu minimisé. Cependant, même le PVC mis au rebut est recyclé. Selon l’Institut du vinyle, le vinyle peut être automatiquement trié à partir d’autres matières recyclables. Et la demande de vinyle recyclé dépasse l’offre.
• Pas de déchets dans le processus de fabrication. Les matériaux restants sont simplement broyés pour plus de produit.Le tuyau en PVC

a été testé avec succès par rapport à la norme ANSI / NSF 61 et à d’autres normes sur les effets sur la santé depuis plus de 35 ans. Alors que les qualifications de sécurité de ses homologues métalliques ont été constamment remises en question, le PVC a continué à fournir de l’eau aussi pure à l’extrémité du tuyau qu’à son entrée dans le système. Le PVC est un matériau thermoplastique fabriqué à partir de composés qui répondent généralement à la classe 12434 selon ASTM D1784 ou à la classe 11432 selon ASTM D4396 (pour les tuyaux à âme cellulaire).

Membres de PVC

• Atkore Plastic Pipe Corporation
• Bow Plumbing Group Inc.
• Charlotte Pipe & Foundry Company
• Cresline Plastic Pipe Co. Inc.
• E-Z Weld Group
• Genova USA
• Georg Fischer Harvel, LLC
• Imerys Performance Minerals
• IPEX USA LLC
• IPS Weld-on
• Kaneka North America LLC
• KibbeChem, Inc.
• Raccords LASCO, Inc.
• Milacron LLC
• National Pipe & Plastics, Inc.
• Nouveaux colorants et additifs technologiques
• North American Pipe Corporation
• PipeLife Jet Stream, Inc.
• S & B Produits techniques, Inc.
• Produits chimiques de performance Sasol
• Shintech, Inc.
• Teknor Apex
• Valtris Specialty Chemicals
• Victaulic
• Westlake PVC Corp.