Eu encontrei o culpado. De alguma forma, esses discos com dois dígitos em seu nome tinham um GPT neles, enquanto aqueles com um único dígito não tinham. Limpei todos os discos assim:
dd if=/dev/zero of=/dev/dm-xx bs=1M count=100
Depois disso, consegui criar PVs em todos eles. Não consigo dizer de onde vieram essas GPTs.