Tiêu chuẩn ISO 4422: Hệ thống ống PVC-U cho cấp nước

ISO 4422 là một trong những bộ tiêu chuẩn ISO nền tảng quyết định chất lượng hệ thống ống PVC-U cho cấp nước. Tiêu chuẩn ISO 4422 1996 được thiết kế đặc biệt cho ống và phụ kiện PVC-U dùng trong hệ thống cấp nước chôn ngầm và trên mặt đất.

1. Phạm vi áp dụng của ISO 4422

Khác với ISO 1452 hiện đại hơn, ISO 4422 tập trung vào ứng dụng cấp nước lạnh với nhiệt độ vận hành tối ưu khoảng 20°C, phù hợp hoàn hảo cho nước sinh hoạt. Tuân thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn này giúp bạn đảm bảo an toàn nguồn nước, tránh ô nhiễm và kéo dài tuổi thọ hệ thống lên hàng chục năm.

ISO 4422 quy định toàn diện về hệ thống ống và phụ kiện PVC-U dùng cho cấp nước. Tiêu chuẩn gồm năm phần:

• Part 1 quy định chung
• 4422 2 về ống (có hoặc không có lỗ ranh)
• 4422 3 về phụ kiện và mối nối
• Part 4 về van và thiết bị phụ trợ
• Part 5 về tính phù hợp của hệ thống.

Tiêu chuẩn ISO 4422 áp dụng cho ống đùn PVC-U dùng cho đường ống cấp nước chính và nhánh chôn ngầm, cũng như cấp nước trên mặt đất cả trong và ngoài công trình. Ống được thiết kế để vận chuyển nước lạnh chịu áp lực ở nhiệt độ lên đến 20°C cho mục đích chung và cấp nước uống. Tiêu chuẩn cũng cho phép sử dụng với nước đến 45°C với hệ số giảm áp suất theo nhiệt độ.

ANH

Chúng tôi khuyên bạn hiểu rõ giới hạn nhiệt độ này. Với nhiệt độ từ 25°C đến 45°C, bạn phải nhân áp suất danh nghĩa PN với hệ số giảm f_T theo đồ thị trong tiêu chuẩn để xác định áp suất vận hành tối đa cho phép.

2. Yêu cầu về MRS và chỉ số nhớt cho vật liệu PVC-U theo ISO 4422

Vật liệu quyết định 90% tuổi thọ của hệ thống ống. ISO 4422 đặt ra yêu cầu nghiêm ngặt về vật liệu để đảm bảo độ an toàn và bền vững.

• Vật liệu ống phải có cường độ tối thiểu yêu cầu (MRS) không dưới 25 MPa khi xác định theo ISO/TR 9080 và ISO 12162. Đây là con số được tính toán dựa trên thử nghiệm áp lực thủy tĩnh dài hạn ngoại suy đến 50 năm.
• Để đạt MRS 25 MPa, nhựa PVC-U cần dựa trên resin PVC có chỉ số nhớt lớn hơn 64 khi thử theo ISO 1628-2. Chỉ số nhớt phản ánh trọng lượng phân tử trung bình của polymer – yếu tố trực tiếp ảnh hưởng đến độ bền cơ học. Với phụ kiện, vật liệu phải là PVC-U và khi có MRS bằng hoặc lớn hơn 25 MPa, được gọi là PVC-UH (high strength).
• Mẫu thử ép phun dạng ống với đường kính ngoài tối thiểu 50mm phải chịu được áp lực thủy tĩnh tại ứng suất 10 MPa ở 60°C trong không dưới 1000 giờ mà không rò rỉ hoặc nổ. Luôn yêu cầu chứng nhận MRS và báo cáo thử nghiệm từ nhà sản xuất trước khi chấp nhận vật liệu.

ANH

3. Hiểu đúng áp suất danh nghĩa và hệ số thiết kế để tính toán chính xác

Áp suất danh nghĩa PN là thông số quan trọng nhất khi thiết kế hệ thống.

• PN của ống liên quan đến giá trị cấp ống S theo công thức: PN = 10 × σ_s / S, trong đó:
  • σ_s là ứng suất thiết kế.
  • Ứng suất thiết kế σ_s được tính bằng MRS chia cho hệ số thiết kế C: σ_s = MRS / C.

Điểm then chốt: Hệ số thiết kế C cho ống PVC-U theo ISO 4422

• Bằng 2,5 với ống đường kính ngoài danh nghĩa 90mm trở xuống
• Bằng 2,0 với ống đường kính 110mm trở lên. Điều này dẫn đến ứng suất thiết kế 10 MPa cho ống nhỏ và 12,5 MPa cho ống lớn.

ANH

Nếu bạn muốn áp dụng hệ số thiết kế 2,5 cho ống lớn hơn 90mm, bạn phải chọn cấp áp suất PN cao hơn tiếp theo. Ví dụ, ống series S10 có PN 12,5 được chọn cho ứng dụng PN 10 khi yêu cầu hệ số C = 2,5.

4. Kích thước và dung sai của ống theo ISO 4422

Kích thước chính xác và dung sai chặt chẽ đảm bảo lắp ghép hoàn hảo và độ kín của hệ thống.

• Đường kính ngoài danh nghĩa của ống tuân theo ISO 161-1 từ 10mm đến 1000mm.
• Chiều dày thành tương ứng tuân theo ISO 4065 hoặc series bổ sung S 16,7, được chọn từ bảng trong 4422 2 theo kích thước và cấp áp suất.
• Dung sai đường kính ngoài trung bình phải tuân thủ grade C của ISO 11922-1.
• Dung sai chiều dày thành tại bất kỳ điểm nào phải tuân thủ grade T, dung sai chiều dày thành trung bình phải tuân thủ grade W.
• Dung sai độ ô van phải tuân thủ grade N với d_n ≤ 250mm và grade M với d_n > 250mm.

ANH

Đối với ống có lỗ ranh tích hợp với mối nối vòng đệm đàn hồi, độ sâu lắp vào tối thiểu phải tuân thủ ISO 2045. Chiều dày thành của lỗ ranh không được nhỏ hơn chiều dày thành tối thiểu của ống nối, tại rãnh vòng đệm không được nhỏ hơn 0,8 lần chiều dày thành tối thiểu. Nên kiểm tra kích thước lỗ ranh trước khi lắp đặt vì đây là điểm yếu nhất của hệ thống.

5. Khả năng chịu áp lực và va đập của ống theo ISO 4422

Đặc tính cơ học quyết định độ tin cậy vận hành. Khi thử theo ISO 1167 với các tổ hợp nhiệt độ thử và ứng suất cảm ứng trong bảng của tiêu chuẩn, ống không được hỏng trong thời gian quy định. Lỗ ranh tích hợp với vòng đệm đàn hồi cũng phải chịu các tổ hợp nhiệt độ và áp suất thử mà không hỏng.

• Khả năng chống va đập bên ngoài ở 0°C là thử nghiệm quan trọng đánh giá độ bền khi lắp đặt trong điều kiện lạnh.
• Ống có chiều dày thành 14,9mm trở xuống phải được thử ở 0°C theo ISO 3127 với tỷ lệ va đập thực (TIR) không quá 10%.
• Độ bền gãy (fracture toughness) khi thử theo ISO 11673: Ống có chiều dày từ 4mm đến dưới 6mm phải có độ bền gãy không dưới 3,25 MN·m^(-3/2), ống có chiều dày từ 6mm trở lên phải có độ bền gãy không dưới 3,75 MN·m^(-3/2).

ANH

6. Kích thước và yêu cầu cơ học về phụ kiện ống theo ISO 4422

Phụ kiện bao gồm phụ kiện ép phun và phụ kiện gia công sau làm từ ống. Tiêu chuẩn 4422 3 quy định chi tiết kích thước cho từng loại.

• Với phụ kiện nối keo dung môi, chiều dài lắp đặt phải tuân thủ ISO 264
• chiều dài lỗ ranh phải tuân thủ ISO 727.
• Chiều dày thành của lỗ ranh nối keo không được nhỏ hơn 75% chiều dày thành danh nghĩa của ống.

6.1 Với phụ kiện mối nối vòng đệm đàn hồi

Phụ kiện mối nối vòng đệm được ISO 4422 quy định:

• Chiều dài lắp đặt phải tuân thủ ISO 6455.
• Độ sâu lắp vào tối thiểu của phụ kiện lỗ ranh đơn phải tuân thủ ISO 2045,  phụ kiện lỗ ranh kép phải tuân thủ ISO 2048.
• Đường kính trong của lỗ ranh, hình dạng rãnh vòng đệm phải đảm bảo phụ kiện đáp ứng tất cả thử nghiệm áp lực thủy tĩnh.

ANH

6.2 Với phụ kiện ép phun nối keo dung môi

khi thử theo ISO 12092 với các tổ hợp nhiệt độ và áp suất thử không được hỏng trong thời gian thử tương ứng. Phụ kiện ép phun mối nối vòng đệm đàn hồi cũng phải đáp ứng yêu cầu tương tự.

ANH

6.3 Với phụ kiện làm từ ống

Để áp dụng loại phụ kiện này thì ống sử dụng phải tuân thủ yêu cầu của ISO 4422-2:1996.

ANH

7. Đảm bảo chất lượng và truy xuất nguồn gốc theo ISO 4422

Nhiệt độ hóa mềm Vicat phản ánh khả năng chống biến dạng nhiệt. Khi xác định theo ISO 2507-1 và ISO 2507-2, nhiệt độ hóa mềm Vicat không được dưới 74°C. Khi thử theo ISO 580, phụ kiện ép phun phải đáp ứng yêu cầu, ngoại trừ độ sâu của vết nứt tại điểm phun không được lớn hơn 30% chiều dày thành. Ghi nhãn đầy đủ đảm bảo truy xuất nguồn gốc.

7.1 Với phụ kiện

Tất cả phụ kiện phải được ghi nhãn vĩnh viễn các thông tin:

• Tên hoặc nhãn hiệu nhà sản xuất
• Vật liệu (PVC-U hoặc PVC-UH)
• Kích thước
• Số hiệu ISO 4422 và áp suất danh nghĩa PN.

7.2 Với ống

Ghi nhãn phải được in hoặc dập trực tiếp lên thành ống.

8. Nhãn hiệu nào tại VN áp dụng ISO 4422

ISO 4422 là nền tảng chất lượng cho hệ thống ống PVC-U cấp nước. Tuân thủ nghiêm ngặt ISO 4422 1996, đặc biệt là 4422 2 cho ống và 4422 3 cho phụ kiện, đảm bảo hệ thống cấp nước an toàn, bền vững và đáp ứng yêu cầu nước uống.

ANH

Ống nhựa uPVC Dekko là với hệ mét một trong những theo hiệu tiên phong trong việc áp dụng ISO 4422, với cả ống C = 2.0 và C = 2.5