لوله پلی اتیلن

/لوله پلی اتیلن
لوله پلی اتیلن 2019-08-28T18:04:25+03:30

با اولین سنتز مواد پلی اتیلن در سال 1898، دانشمندان به خواص فوق العاده این مواد پی بردند و تصمیم گرفتند به صورت صنعتی این ماده را در مقادیر بالا تولید کنند. اولین سنتز صنعتی پلی اتیلن، در سال 1933 انجام شد. دانشمندان موفق شدند مواد پلیمری را تولید نمایند که استحکام بسیار بالایی داشته و می تواند طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی را به خود اختصاص دهد.با تحقیقات مستمری که بر روی این مواد پلیمری انجام دادند، توانستند سه نوع پلی اتیلن با چگالی متفاوت تولید کنند. برای هر کدام از انواع پلی اتیلن ها، گریدهای مختلف تجاری سنتز شد. این گریدها برای تولید وسایل و لوازم مختلفی در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند.

گریدهای PE100 و PE80، در تولید لوله پلی اتیلن کاربرد دارند. نوع PE100 بهترین نوع مواد پلی اتیلن است که به انواع دیگر آن برتری دارد. این نوع ماده اولیه، در برابر فشارهای کاری بالا، مقاومت خوبی دارد. لوله هایی که توسط این نوع مواد پلی اتیلن ساخته می شوند، حجم بالایی از سیال را از خود عبور می دهند و در برابر انواع تنش ها، پایدارند.

لوله پلی اتیلن باکیفیت

امروزه لوله های پلی اتیلن در صنعت لوله کشی کاربرد بسیار گسترده ای پیدا کرده اند و این نکته مرهون مزایای بسیار آنها است. هر چند کاربرد پلی اتیلن در صنعت مساله تازه ای نیست ولی همزمان با رشد علم و فناوری، لوله های پلی اتیلن نیز در حال بهبود رو به افزایشی هستند و از قافله استفاده از فناوری های نوین عقب نمانده اند. باکیفیت بودن لوله پلی اتیلن به مراحل مختلف تولید آن بستگی دارد. مواد اولیه در این میان نقش زیادی دارند. کیفیت رزین های پلی اتیلنی با یکدیگر یکسان نیست. نقش نوع و مقدار مواد افزوده به رزین ها از جمله رنگ، کوپلیمر و پایدار کننده ها بسیار حیاتی است. میزان دانسیته پلی اتیلن تاثیر بسیاری بر روی خواص مکانیکی و هیدرولیکی لوله ساخته شده نهایی دارد. در صنعت لوله سازی نوعی از پلی اتیلن با نام پلی اتیلن با دانسیته بالا (HDPE) بیشترین استفاده را دارد. از پلی اتیلن نسبتا سنگین نیز در صنعت لوله سازی استفاده می شود. استانداردهای زیادی وجود دارد که بر کیفیت مواد اولیه، طرز ساخت و ویژگی های لوله ساخته شده نهایی نظارت می کنند. بهترین راه قضاوت در مورد باکیفیت بودن لوله های پلی اتیلن استفاده از این استانداردها و مطابقت نتایج حاصل با دامنه مجاز ارائه شده توسط استانداردها است. علاوه بر کیفیت مواد اولیه و سنتز، نقش مرحله طراحی نیز اهمیت فوق العاده ای پیدا کرده است. طراحی و ساخت لوله های پلی اتیلن در قطرها و طول های متنوع و طراحی لوله هایی که جایگاه های اتصال متنوعی داشته باشند، باعث آزادی عمل بیشتر در فرآیند لوله کشی می شود و پروژه های لوله کشی راحت تر و تمیزتر به اتمام خواهد رسید. همچنین در نظر گرفتن تک جداره یا دو جداره بودن لوله ها اهمیت زیادی دارد. لوله های دوجداره میزان تبخیر کمتر و ویژگی های مکانیکی بهتری دارند. لوله های دوجداره باکیفیت طوری ساخته می شوند که با وجود دو جداره بودن سبک تر از خیلی از لوله های تک جداره می باشند. محصولاتی مثل لوله های کاروگیت، حاصل اهمیت دادن به مرحله طراحی هستند. در طراحی این محصولات از این فکر نو استفاده شده است که ویژگی های جداره داخلی و جداره خارجی لوله بهتر است با یکدیگر متفاوت باشد. جداره خارجی در تماس با محیط بیرون است و بحث مقاومت مکانیکی و کششی در آن اهمیت دارد. این جداره باید طوری ساخته شود که در حین حمل و نقل و استفاده و یا براثر عوامل مخرب بیرونی آسیب نبیند. ولی جداره داخلی در تماس مستقیم با سیال است، باید مقاومت شیمیایی بالا و خواص هیدرودینامیکی خوبی داشته باشد تا هم به طول عمر لوله اضافه شود و هم سیال حرکت یکنواختی در آن داشته باشد و گیر نکند.

لوله پلی اتیلن PE100

با گسترش دانش و فناوری، سطح کیفیت لوله های پلی اتیلن نیز در حال افزایش است. لوله پلی اتیلن PE100 یکی از بهترین لوله های پلی اتیلن عصر حاضر است، در واقع PE100 یک نام تجاری است. مواد اولیه استفاده شده در ساخت PE100 بسیار مرغوب و باکیفیت بوده و از فناوری های نوین در ساخت آنها استفاده می شود. دانسیته PE100 نسبت به لوله های پلی اتیلن معمولی بالاتر است و در عین حال قادر است فشار بیشتری را تحمل کند. این لوله از انعطاف پذیری خوبی هم بهره مند است. خاصیت ضد اشعه فرابنفش بودن آن نیز نسبت به لوله های پلی اتیلن معمولی بالاتر است و این نشان می دهد در تکنولوژی ساخت آن از پایدار کننده های اشعه UV بهتری استفاده شده است. مقاومت PE100 در برابر رشد آرام ترک (SCG) و رشد سریع ترک (RCP) چشمگیر است. PE100 دارای ضریب ایمنی بالایی است و استانداردهای زیادی را در زمینه قوانین بهداشت و سلامت رعایت کرده است، از جمله UNI EN 12201, EN 1622, UNI EN 1622, UNI EN ISO 15494, EN 12201، به همین دلیل لوله های PE100 برای کاربرد در لوله کشی آب آشامیدنی توصیه شده اند. بخصوص در مکان هایی که دمای آب ممکن است به بالای 40 درجه سانتی گراد برسد، ممکن است سایر لوله ها برای انتقال آب های گرم مضراتی داشته باشند، ولی PE100 یکی از بهداشتی ترین لوله هایی است که تا بحال تولید شده است. مقاومت هیدرواستاتیک PE100 نیز از تمام لوله های پلی اتیلن ساخته شده تا امروز بیشتر است. از جمله موارد کاربرد لوله های پلی اتیلن PE100 می توان به استفاده در شبکه های آبرسانی شهری و روستایی، کاربرد در شبکه های توزیع فاضلاب، کاربرد در سیستم های آبیاری تحت فشار چه قطره ای و چه بارانی، کاربرد در شبکه ها و سیستم های زهکشی، کاربرد در پروژه های گاز رسانی اشاره کرد. لازم به ذکر است سایر لوله های پلی اتیلن هم در زمینه های کاربری ذکر شده استفاده می شوند ولی استفاده از PE100 بدلیل مزایایی که دارد بخصوص در برخی کاربردها به صرفه تر و مفیدتر است. به عنوان مثال، با توجه به افزایش گرما در چند سال اخیر، در پروژه های مربوط به انتقال آب شرب، استفاده از لوله هایی مثل PE100 که کم خطرتر و ایمن تر هستند و از استانداردهای سلامتی بالاتری برخوردارند، کمتر سلامت انسان ها را به خطر می اندازد. همچنین استفاده از آنها در سیستم های آبیاری تحت فشار و یا هر جایی که امکان آسیب و فشار به شبکه لوله کشی وجود داشته باشد، بدلیل مقاومت بیشتر و احتمال کمتر ترک خوردگی، مفیدتر است.

لوله پلی اتیلن PE 80

همزمان با پیشرفت فناوری به مرور زمان، لوله های بتنی و سیمانی جای خود را به لوله های پلاستیکی دادند. انواع لوله های پلاستیکی PVC و پلی اتیلن در صنایع مختلف کاربرد فرآوان دارند. لوله های پلی اتیلن به دلیل دارا بودن ویژگی های خاص، مورد توجه صنایع بسیاری هستند.تاریخچه استفاده از لوله پلی اتیلن PE80 به حدود 70 سال قبل باز می گردد. این لوله ها برای اولین بار در اروپا و آمریکا مورد استفاده قرار گرفتند. کاربری لوله پلی اتیلن PE80 در انتقال و جابه جا نمودن سیالات شیمیایی، انتقال سیالات خنک کننده، کاربرد در صنعت خودرو سازی، کاربرد به عنوان پوشش محافظ و عایق کابل های برق و فیبرهای نوری و …، می باشد.لوله های پلی اتیلن از مواد اولیه پلی اتیلن ساخته می شوند. پلی اتیلن در انواع مختلف PE63، PE80 و PE100 در پالایشگاه تولید می شود. هر یک از این مواد ویژگی های مخصوص به خود را دارد. لوله پلی اتیلنی که از مواد PE80 ساخته می شود دانسیته کمتری نسبت به مواد PE100 دارد؛ هزینه تولید لوله پلی اتیلن PE80 خیلی بیشتر از انواع دیگر است. از مواد خام پلی اتیلن PE80 در ساخت لوله کاروگیت و لوله پلی اتیلن دو جداره نیز استفاده می شود.

لوله پلی اتیلن PE80 چه ویژگی هایی دارد؟

  • مقاومت در برابر عوامل شیمیایی
  • مقاومت در برابر ضربه، سایش و خمش
  • انعطاف پذیری بالا
  • عدم خوردگی و زنگ زدگی
  • قابلیت جوش و اتصال آسان
  • حمل و نقل و جابه جایی آسان
  • مقاومت در برابر تجزیه، فسادپذیری و رشد میکروارگانیسم ها

لوله پلی اتیلن PE80 توانایی تحمل فشار کاری 4 تا 25 بار را دارد. استفاده از این لوله ها نسبت به لوله پلی اتیلن PE63 بیشتر است؛ اما لوله های پلی اتیلن PE100 بهتر از سایر انواع لوله ها هستند. بنابراین، کاربرد و استفاده از مواد PE100 به دلیل مقاومت و پایداری و همچنین عملکرد بهتر و قیمت مناسب تر آن بیشتر شده است.

موارد بسیاری را می توان درباره لوله پلی اتیلن، ذکر کرد؛ یکی از مهم ترین این بخش ها، کاربردها و مزایای لوله پلی اتیلن است که در ادامه مقاله به بررسی آن ها خواهیم پرداخت.

کاربرد لوله پلی اتیلن:

لوله های پلی اتیلن  HDPE، از رایج ترین نوع لوله های صنعتی هستند که کاربردهای وسیعی در سیستم های آبرسانی، فاضلاب، زهکشی، انتقال آب دریا، لوله های حریق، سیستم های زمین گرمایی و … دارند. دوام و طول عمر لوله پلی اتیلن تا حدود 60 سال تخمین زده شده است. امروزه بیشترین کاربرد لوله پلی اتیلن، در صنایع آب و فاضلاب است. در ادامه برخی از مهم ترین کاربرد های این لوله ها را بیان می کنیم.

سیستم آبرسانی

لوله های HDPE به صورت گسترده برای سیستم های تأمین آب در سراسر جهان استفاده می شوند. لوله کشی با لوله پلی اتیلن، سیستمی کارآمد و ایمن را برای انتقال آب برای آبیاری گیاهان، تصفیه آب، مخازن، ایستگاه های پمپاژ آب در مناطق صنعتی، فرآهم می کند.

ویژگی های منحصر به فرد لوله های پلی اتیلن، باعث شده است این لوله ها مورد توجه مهندسان در سراسر جهان قرار بگیرند؛ از طرف دیگر، نسل جدید این لوله ها دارای مقاومت بالا نسبت به حرارت و فشار زیاد هستند و از این رو کاربرد وسیعی در صنایع آب و فاضلاب خواهند داشت.

صنایع دریایی:

عوامل متعددی وجود دارد که موجب می شود لوله های HDPE ، بهترین گزینه برای کاربردهای صنایع دریایی باشند. برخی از این ویژگی های مهم به شرح زیر است:

  • مقاومت در برابر فرسایش، خوردگی شیمیایی و ترک خوردگی
  • مقاومت در برابر تنش و فشار
  • انعطاف پذیری بالا و توانایی خوب در خم شدن
  • وزن سبک و شناورماندن در آب دریا
  • سهولت حمل و نقل، نصب و اتصال لوله ها
  • حداقل هزینه تعمیرات و نگهداری

لوله پلی اتیلن برای انتقال آب دریاچه ها، اقیانوس ها و رودخانه ها و در درجه حرارت 4 تا 10 درجه سانتی گراد، به کار می روند.

سیستم های هیدروالکتریک

لوله های پلی اتیلن با قطر بزرگ، برای انتقال آب به نیروگاه ها استفاده می شوند. آب مصرفی نیروگاه ها، برای توربین ها و سایر مصارف صنعتی به کار می رود. وزن سبک، شعاع خمیدگی مناسب، سهولت نصب، انعطاف پذیری، اتصالات بدون جوش، عملکرد هیدرولیکی عالی، مقاومت زیاد در برابر فشار و همچنین طول عمر طولانی، از مزایای لوله های پلی اتیلن با چگالی بالا به شمار می روند.

سیستم های انتقال فاضلاب

بیش از 60 سال است که لوله های پلی اتیلن برای انتقال فاضلاب در صنعت، مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع لوله ها مقاومت بسیار خوبی در برابر بسیاری از مواد شیمیایی و گازهای فاضلاب مخرب دارند. از دیگر خواص لوله پلی اتیلن می توان به مقاومت در برابر خوردگی، سایش و عدم رسوب گذاری اشاره کرد.

لوله های پلی اتیلن انعطاف پذیری خوبی دارند بنابراین در صورت نصب در زیر زمین، در برابر حرکات احتمالی زمین مقاومت خوبی دارند و خطر شکست در آن ها به صفر نزدیک است. لوله های پلی اتیلن دو جداره، پر کاربردترین نوع لوله های انتقال فاضلاب هستند.

کشاورزی

ضخامت مناسب لوله های پلی اتیلن، باعث شده این لوله ها در صنعت کشاورزی در زمینه آبیاری، زهکشی و تأمین آب مورد استفاده قرار می گیرند. این لوله ها از نظر اقتصادی مقرون به صرفه هستند.

لوله پلی اتیلن، بهترین نوع لوله برای سیستم لوله کشی زهکشی است. به دلیل انعطاف پذیری بالا و شعاع خمیدگی تا  20 OD، نصب این لوله ها به اتصالات جانبی نیاز نخواهد داشت.سیستم های لوله کشی  HDPE ، در برابر شرایط محیطی و انواع آب شور مقاوم هستند. تمام اتصالات لوله پلی اتیلن در بخش کشاورزی، بدون نشتی بوده و راندمان عمل بالایی دارند. مزایای استفاده از این لوله ها از جمله سبکی، سهولت در نصب و حمل و نقل و هزینه های جانبی، برای کشاورزان اهمیت زیادی دارد.

کاربرد لوله پلی اتیلن در معدن

سیستم لوله های HDPE بهترین انتخاب برای انتقال مواد معدنی و انواع زباله در معادن هستند.

برخی از مزایای استفاده از لوله پلی اتیلن در معادن عبارتند از:

  • مقاومت خوب در برابر سایش و ضربه
  • مقاومت در برابر مواد شیمیایی
  • مقاومت در برابر خوردگی
  • هزینه کم
  • سهولت نصب

کاربرد مهم دیگر لوله پلی اتیلن، استفاده در سیستم های حریق می باشد. این لوله ها در برابر حرارت های زیاد، مقاومت بالایی دارند

روش تولید لوله پلی اتیلن

روش تولید لوله‌های پلی اتیلن به اکستروژن (Extrusion)‌ معروف است. مراحل کلی این روش به شرح زیر است:

مواد خام

کیفیت ماده رزین شروع کننده باید به دقت در نظر گرفته شود چرا که مسلما نقش کلیدی در تولید محصول نهایی دارد. به این منظور تست‌ها و آزمایش‌های استانداردی روی مواد اولیه انجام می‌شود تا از کیفیت آنها اطمینان حاصل شود. خواص فیزیکی مهم مثل شاخص ذوب شدن، مقاومت ترک در برابر فشار محیطی (ESCR)، رشد کند ترک (SCG) و آزمون‌های پایدار کنندگی روی مواد اولیه انجام می‌شود.

اکسترودر

مواد اولیه شامل رزین‌های پلی اتیلن، پایدار کننده UV و رنگدانه با هم مخلوط می‌شوند. اکستروژن شامل گرما دادن، ذوب کردن، مخلوط کردن و هدایت به سمت قالب است، یعنی جایی که مواد به شکل لوله فرم می‌گیرند. مواد وارد دستگاه اکسترودر می‌شوند، حرارت داده شده و ذوب می‌شوند. دما توسط یک ترموکوپل کنترل می‌شود. تنظیم دما بسیار مهم است، میزان گرمایی که پلیمر جذب می‌کند باید با دقت مونیتور شود. دما معمولا بین 390 تا 450 درجه فارنهایت است. همچنین مواد تحت فشار بالا هم قرار می گیرند (2000-4000 psi). سپس توسط یک میله خاص و چرخان (Extrusion Screw) به سمت جلو هدایت می‌شوند. اگر از رزین طبیعی استفاده شود لازم است تا مواد رنگ کننده هم اضافه شوند. به این منظور از وسیله‌ای مخلوط کننده استفاده می‌کنند که شامل تعدادی حلقه برجسته و دوکی شکل و میخ خاص است.

غربالگری

پلیمر ذوب شده اکسترودر را به شکل دو نوار روبان مانند ترک می‌کند. سپس از غربالی (Screen Pack) می‌گذرد که شامل صفحات توری است و در مقابل آن هم یک صفحه فلزی جامد سوراخ‌دار قرار می‌گیرد. غربالگری از ورود آلوده کننده‌ها به مرحله بعد تولید جلوگیری می‌کنند. این مرحله به تولید لوله‌ی یکنواخت‌تر کمک می‌کند. برای تعویض غربال‌ها، بیشتر اکسترودرها مجهز به ابزار عوض کننده اتوماتیک غربال هستند.

قالب گیری

مواد اولیه ذوب شده و هوموژن شده در این مرحله وارد قالب می‌شوند تا به شکل لوله درآیند.

سایزدهی

لوله وارد سیستم سایزدهی می‌شود. سطح لوله به اندازه کافی خنک می‌شود تا بتواند ابعاد مناسب را حفظ کند و در یک فرم استوانه‌ای باقی بماند. سپس توسط ابزار برش داده به سایزهای دلخواه در می‌آید.

خنک کردن

هر چند لوله در مرحله قبل هم خنک شد، به مرحله خنک کنندگی مجددی هم نیاز است تا گرمای باقی مانده خارج شود. خنک کنندگی در یک دامنه دمای بهینه 4 تا10 درجه سلسیوس انجام می‌شود.

برای دریافت محصولات لوله پلی اتیلن و نحوه سفارش میتوانید با مجموعه ایران پایپ تماس حاصل کنید.