لوله پلی اتیلن چیست و دارای چه ویژگی هایی است؟
لوله پلی اتیلن که به اختصار به آن (PE) هم گفته می شود، یک نوع لوله تولید شده از پلیمریزاسیون اتیلن به روش اکستروژن است است که دارای انواع تک جداره، دو جداره، آبیاری، PEX، و لوله PE-RT و پرفشار ارائه می شود. در فرایند ساخت این لوله، زمانی که مونومرهای اتیلن تحت پلیمریزاسیون قرار می گیرند، پلی اتیلن تولید می شود.
پلی اتیلن خاصیت ترموپلاستیک دارد، به این معنی که هنگامی که به آن گرما وارد شود، دچار تغییر شکل می شود.
لوله پلی اتیلن، مقاوم است، منعطف است و طول عمر زیادی دارد.
در فرایند ساختن لوله پلی اتیلن از چه دستگاه هایی استفاده می کنند؟
تولید لوله های پلی اتیلن در مراحل مختلفی انجام می گیرد و در هر مرحله از دستگاه های گوناگونی استفاده می شود. به دلیل پیوستگی فرایند تولید، ایجاد اختلال در هر کدام از این دستگاه ها باعث وقفه در کل سیستم ساخت می شود.
1. با کمک مکنده ها، مواد اولیه وارد دستگاه اکسترودر می شوند. دستگاه های اکسترودر در فرایند تولید نقش مهمی را ایفا می کنند.
از این دستگاه ها به جهت شکل دادن به مواد اولیه و آماده کردن مواد برای مراحل بعدی تولید استفاده می شود. شکل دادن به محصولات نهایی نیز از وظایف دستگاه های اکسترودر است.
2. مواد در قالب به شکل فشرده و یکنواخت توزیع می شوند.
3. برای ساختن و شکل دادن به لایه خارجی از دستگاه کاریکاتور استفاده می کنند.
4. برای برش لوله ها در ابعاد مختلف از اره استفاده می کنند.
5. در پایان فرایند تولید لوله پلی اتیلن با استفاده از جریان آب محصول نهایی را خنک می کنند.
چند نوع لوله پلی اتیلن وجود دارد؟
انواع لوله های پلی اتیلن با توجه به فاکتورهای مختلف در دسته بندی های مختلفی قرار می گیرند.
با توجه به معیار دانسیته (چگالی پلی اتیلن در زمان تولید) مواد سازنده لوله های پلی اتیلن در سه گروه قرار می گیرند.
1. LDPEیا پلی اتیلن با چگالی پایین:
این پلی اتیلن در مولکول های خود شاخه های مولکولی بلندی دارد و فاصله مولکول های آن از هم زیاد است. همین سبب شده است که چگالی آن پایین باشد.
2. LLDPEیا پلی اتیلن با چگالی کم خطی:
شاخه های فرعی مولکولی در این نوع پلی اتیلن هم زیاد است ولی در طول زنجیره پلیمر تعداد کمی از آن ها وجود دارد. زنجیره پلیمر در این محصول خطی است به همین دلیل به آن پلی اتیلن خطی گفته می شود.
3. MDPEیا پلی اتیلن با چگالی متوسط:
این نوع پلی اتیلن، مقاومت بسیار خوبی دارد. همچنین ضربه پذیری بالایی دارد. از این پلی اتیلن برای ساختن درب بطری ها و ظروف بسته بندی استفاده می شود.
4. HDPEیا پلی اتیلن با چگالی بالا:
تعداد شاخه های فرعی مولکول ها در این نوع پلی اتیلن کمتر است. در این نوع پلی اتیلن، مولکول ها دارای ساختار فشرده تری هستند و به همین سبب چگالی آن بالاتر است و پلی اتیلن سنگین نامیده می شود.
انواع لوله پلی اتیلن بر اساس نوع دیواره لوله:
1. لوله پلی اتیلن تک جداره:
به لوله های پلی اتیلن تک جداره، لوله های پلی اتیلن فشار قوی هم گفته می شود. این لوله ها برای انتقال سیالات مجاز تحت فشار استفاده می شوند. کاربردهای این لوله شامل مواردی مانند استفاده در پروژه های نفتی، لوله های آبرسانی، لوله های گازرسانی، فاضلاب و کشاورزی است. بیشترین استفاده از این لوله ها در کشاورزی و برای آبیاری قطره ای صورت می گیرد.این لوله ها دارای یک لایه پوششی هستند.
لوله های تک جداره دارای انواع مختلفی هستند:
● لوله PE100: این لوله های پلی اتیلنی در سیستم آبرسانی و لوله های آتش نشانی بیشترین کاربرد را دارد.
● لوله PE80
● لوله PE63
لوله پلی اتیلن دو جداره:
لوله های دو جداره دارای دو لایه یا جداره می باشند. یک لایه در بیرون لوله که مواج است و یک لایه هم درون لوله که دارای سطحی صاف است.
لوله کاروگیت:
قطر این لوله بین 800 تا 1000 میلی متر است. این لوله در اکثر مواقع به عنوان یک مجرای زیرزمینی استفاده می شود زیرا فشار داخلی ندارد.
برای انتقال فاضلاب از این لوله ها استفاده می کنند.
لوله های آبیاری:
این لوله ها زیر مجموعه لوله های تک جداره هستند ولی به دلیل استفاده زیاد در کشاورزی، این لوله ها در یک گروه بندی جدا قرار می گیرند و با استاندارد جداگانه ای تولید می شوند. لوله های کشاورزی از نظر تراکم بدنه و چگالی به چند دسته تقسیم می شوند:
لوله های آبیاری با چگالی بالا HDPE pipe: بخش اصلی سیستم آبیاری تحت شار از این لوله ساخته شده است. این لوله ها به حالت کلاف تولید می شوند.
لوله های آبیاری با چگالی پایین LDPE pipe: این لوله ها دارای قطر کمتری هستند چگالی کمتری دارند و آستانه تحمل فشار پایین تری هم دارند. عمر این لوله حدود 10 تا 15 سال است.
نوار آبیاری: نوع دیگری از لوله آبیاری است که از آن جهت آبیاری قطره ای گلخانه ها و مزرعه ها استفاده می کنند.
لوله PEX:
به لوله های پلی اتیلن شبکه ای شده لوله PEX گفته می شود. لوله های PEX نمونه اصلاح شده لوله پلی اتیلن هستند تا در برابر دما مقاوم باشند و طول عمر بیشتری داشته باشند. چگالی این لوله ها بالاتر از سطح متوسط است. این لوله در برابر حرارت از خود مقاومت بالایی نشان می دهد و به همین دلیل از آن در سیستم اطفای حریق آتش نشانی استفاده می شود. کاربرد دیگر این لوله در سیستم توزیع آب سرد و گرم است.
لوله PE-RT:
این لوله ها زیر مجموعه لوله های PEX هستند. تفاوتی که این لوله ها با لوله های PEX دارند در مقاومت حرارتی بالاتر آن هاست. این لوله ها در سیستم های گرمایشی و سرمایشی کاربرد دارند. دلیل دیگری که سبب می شود این لوله ها بیشتر در ساختمان ها استفاده شوند، مقاومت آن ها در برابر ترک خوردگی است.
تولید لوله پلی اتیلن شامل چه مراحلی می شود؟
تمامی لوله هایی که دیواره سخت یا پروفیلی دارند، در طی فرایند تولید، مراحل زیر را پشت سر می گذارند:
1. حرارت دادن به مواد اولیه
2. قالب گیری مواد
3. مخلوط کردن مواد اولیه
4. فرم دهی مواد خام به شکل محصول نهایی
5. تثبیت فرم مواد در فرایند خنک سازی
مزایای استفاده از لوله های پلی اتیلن:
لوله های پلی اتیلن بسیار اتصال پذیر هستند و شیوه نصب آن ها بسیار ساده است. این موضوع باعث افزایش سرعت نصب لوله های پلی اتیلن می شود که در نهایت منجر به افزایش سرعت انجام پروژه می شود.
2. استحکام بسیار بالای لوله های پلی اتیلن
3. لوله های پلی اتیلن به سبب ویژگی مقاوم بودن و داشتن اتصالات مناسب و محکم بدون نشتی هستند.
4. لوله های پلی اتیلن بدنهای منعطف دارند و در مواقع لزوم ایجاد خمیدگی و تغییر جهت در لوله، این کار حتی بدون بست و اتصال و فقط با خم کردن لوله امکان پذیر است. هرچند بسیار بهتر است که در این شرایط از اتصالات مناسب لوله استفاده شود.
5. تغییرات ناگهانی دما با ایجاد انبساط و انقباض لحظه ای در مواد و اجسام، سبب تغییرات سریع حجم در آن ها می شود و موجب بروز شکستگی و ترک خوردگی می شود. لوله های پلی اتیلن تا حد زیادی در مقابل تغییرات دما مقاوم هستند و آسیب نمی بینند.
6. لوله های پلی اتیلن در برابر زمین لرزه و رانش زمین مقاوم هستند و به دلیل استحکام بالایی که دارند، در مواقع بروز چنین مشکلاتی دچار آسیب نمی شوند.
7. جنس لوله های پلی اتیلن مانند لوله های فلزی نیست که در محل های مرطوب با اکسیژن واکنش بدهند و دچار خوردگی و اکسایش شوند. مواد پلاستیکی این لوله ها با عناصر دیگر وارد واکنش شیمیایی نمی شوند و این باعث می شود لوله های پلی اتیلنی از نظر شیمیایی کاملا با ثبات باشند.
8. این لوله ها به دلیل وزن کم و سبک بودن شان به راحتی نصب میشوند و همین امر سبب نصب سریع و افزایش سرعت پیشرفت پروژه می شود. از طرفی به دلیل وزن کم این لوله ها، برای نصب آن ها در تونل های زمینی حفر شده به دستگاه های بسیار بزرگ و سنگین نیازی نیست.
می توان گفت لوله پلی اتیلن با داشتن تمام این مزیت ها دارای دوام و طول عمر بالایی است.
امروزه لوله های پلی اتیلن جایگاه خود را به خوبی در مصارف تحت فشار پیدا کرده اند. لوله های پلی اتیلن با خواص منحصر به فردی که دارند، جایگزین مناسبی شده اند برای انواع لوله هایی که در گذشته استفاده می شدند. جنس لوله های قدیمی از فلزهای مختلف مانند چدن، مس و یا آلومینیوم بودند.
بنابراین لوله پلی اتیلن می تواند گزینه بسیار مناسبی برای سیستم های انتقال سیالات در پروژه های مختلف باشد. برای نمونه در پروژه های صنعتی، نیروگاه ها، خطوط انتقال فاضلاب، سیستم های آبیاری تحت فشار قطره ای و بارانی، خطوط انتقال و توزیع آب یا گاز از لوله های پلی اتیلن استفاده می شود.
