PEパイプ 固有の柔軟性と伸びを備えているため、脆性材料 (鋳鉄や PVC パイプなど) よりも優れた耐凍結性を備えています。ただし、完全に「凍結しない」わけではありません。
1. PE パイプはなぜ比較的凍結に強いのですか?
パイプ内の水が凍結すると、その体積は約 9% 膨張し、大きな膨張応力が発生します。 PE パイプは主にその材料特性を通じてこの状況に対処します。
高い柔軟性と延性: PE (ポリエチレン) は、低温でも良好な靭性と伸びを維持する熱可塑性プラスチックです。氷の膨張応力が発生しても、PE パイプはすぐには脆く破壊されません。代わりに、パイプは弾性および塑性変形を受けます。つまり、パイプの直径がわずかに拡大し、氷の膨張のためのスペースが提供され、この応力が吸収および軽減されます。
優れた耐衝撃性：低温でもPVCなどの素材に比べて耐衝撃性に優れ、瞬間的な応力に対しても割れにくいです。
比較すると、鋳鉄パイプは直接破裂します。 PVC パイプは低温でもろくなり、砕けます。一方、PE パイプは通常、過剰な伸びにより亀裂や破損に「押し込まれ」ます。
2. PE パイプの耐凍結限界
上記の利点にもかかわらず、PE パイプには依然として機械的な限界があります。
凍結状態：凍結がひどい場合、生成される氷柱が大きくなりすぎ、膨張応力がPEパイプの降伏強度と引張強度の限界を超え、最終的には破損につながります。
パイプの状態：パイプの両端が水で満たされ、閉じ込められている場合：パイプの両端が固定されていると、内部の水が凍結して膨張すると、パイプは縦方向の収縮によって補償できなくなります。すべての応力がパイプ壁に集中するため、パイプが破損しやすくなります。
欠陥：パイプ自体の傷や製造上の欠陥、接合欠陥が耐圧の弱点となり、凍結膨張時に破損につながる可能性があります。
3. PEパイプの凍結を防ぐには?
PE パイプが耐凍性に優れているからといって満足しないでください。積極的な凍結防止対策が不可欠です。
適切に設置することが最も効果的な方法です。PE パイプは局所の霜線よりも下に埋める必要があります。これが最も確実で根本的な凍結防止策です。霜線の深さについては、地元の水道局または建設局に問い合わせてください。
設置されたパイプの断熱：深く埋められないパイプ部分や露出しているパイプ部分（入口、水道メーターの前後など）については、断熱綿、パイプシェルなどで包む必要があります。必要に応じて、電熱テープを使用して積極的に加熱できます。
ドレンパイプ：長期間使用しない場合や極寒が予想される場合は、パイプ内の水を抜くことが凍結や亀裂を防ぐ最も確実な方法です。元栓を閉め、一番下の排水弁とすべての蛇口を開けて、パイプ内に水が凍らないようにしてください。
