اطلاعات فنی و مشخصات لوله پلی اتیلن

لوله پلی اتیلن از پلیمر های گرم نرم (نوعی پلیمر که در درجه حرارت بالا نرم شده و شکل پذیری بالایی از خود نشان می دهد) تهیه می شود که در میان پلاستیک ها بیشترین سهم را در مصرف در سرتاسر جهان دارد.

معرفی لوله پلی اتیلن (Polyethylene)

درصد قابل توجهی از پلیمرهای گرمانرم ترموپلاستیک به لوله پلی اتیلن تبدیل می شود. به خاطر این که این نوع لوله مصارف بسیار زیادی دارد و با کاربرد گسترده ای که دارد در بسیاری از موارد جایگزین لوله های فولادی و آلومینیومی شده است.

لوله پلی اتیلن بر اساس نوع و میزان مواد اولیه تولید به سه دسته PE100، PE80 و PE63 تقسیم می شود. این سه دسته متداول ترین لوله های پلی اتیلنی هستند.

لوله های پلی اتیلن مزایا و برتری های گوناگونی نسبت به متریال های دیگر دارند. بارگیری و حمل و نقل آسان (به دلیل وزن نسبتاً پایین در مقایسه با لوله های فولادی)، قابلیت نصب سریع و ساده، مقاومت بالا در مقابل ضربه، مقاومت در برابر سایش، مقاومت عالی در برابر مواد شیمیایی، قابلیت سیلان سیال در داخل این لوله ها، قابلیت اتصال پذیری ساده و آسان، قابل انعطاف بودن و داشتن اتصالات متنوع جهت تکمیل خطوط لوله کشی از مزایای لوله پلی اتیلن می باشد.

خواص فیزیکی لوله پلی اتیلن

خواص فیزیکی به خواصی گفته می شود که مربوط به مشخصات و قابلیت های فیزیکی متریال می باشد بدون این که باری به لوله یا ماده اعمال شود.

مشخصات فنی پلی اتیلن بر اساس استاندارد EN:

(1) مقاومت در برابر فشار داخلی (165 ساعته)

در طول آزمون باید بدون عیب باقی بماند

سرپوش های انتهایی: نوع A و B
دمای آزمون: 80 درجه سانتی گراد
تعداد نمونه ها: 3
تنش محیطی: 3.9MPa
نوع آزمون: آب در آب
زمان آزمون: 165 ساعت

EN921:1994

(2) مقاومت در برابر فشار داخلی (1000 ساعته)

در طول آزمون باید بدون عیب باقی بماند

سرپوش های انتهایی: نوعA و B
دمای آزمون: 80 درجه سانتی گراد
تعداد نمونه ها: 3
تنش محیطی: 2.8 MPa
نوع آزمون: آب در آب
زمان آزمون: 1000 ساعت

EN921:1994

پایداری حرارتی (OIT)

بیش از 20 دقیقه

دما: 200 درجه سانتی گراد

EN: 728

چگالی بیش از 930 Kg/Cm³ مطابق با استاندارد ISO1183:1987

جدول بالا نمونه ای از مشخصات فیزیکی پلی اتیلن که بر اساس استاندارد EN:13476 برای ساخت لوله پلی اتیلن مورد استفاده قرار می گیرد را نشان می دهد. باید اشاره کنیم که لوله های پلی اتیلنی با توجه به نوع و مقدار مواد اولیه در تولید دارای نام های گوناگونی هستند که معمولاً بر اساس استاندارد EN نام گذاری می شود.

اگر بخواهیم مشخصات فیزیکی لوله پلی اتیلن را توضیح دهیم به موارد زیر می رسیم:

• دارای ساختار کریستالی – پلیمری (هرچقدر میزان کریستالی بودن پلی اتیلن بیشتر باشد چگالی آن بیشتر می شود)
• استحکام کششی (Tensile Tension) و سفتی (Stiffness) مناسب
• مقاوم در برابر رشد ترک
• عدم امکان تولید نشتی
• عدم فاسد شدن
• مقاوم در مقابل فشار و حرکت خاک اطراف
• مقاومت به خزش ضعیف (در دماهای بالا تغییر شکل می دهد)
• مقاومت خوب در محیط های اسیدی و بازی و در مقابل مواد شیمیایی
• عدم تشکیل رسوب در جداره داخلی لوله
• مقاومت بالا در مقابل سایش
• مقاومت بالا در مقابل موجودات جونده اطراف لوله
• عدم نیاز به حفاظت کاتدی و پوشش سطحی
• داشتن عمری طولانی
• مقاومت بالا در مقابل سرما و گرمای بالا
• قابلیت استفاده از انواع اتصالات جهت تکمیل خطوط لوله کشی

 خواص شیمیایی پلی اتیلن

پلی اتیلن (PE) نوعی پلیمر ترموپلاستیک است. بنابراین خواص شیمیایی آن شدیداً به فرآیند تولید پلی اتیلن، ساختار و درصد کریستاله بودن ساختار داخلی آن بستگی دارد.

مهمترین خواص شیمیایی لوله پلی اتیلن عبارت می باشد از:

• مقاومت بالا در مقابل سایش
• مقاومت عالی در محیط های بازی و اسیدی
• مقاومت بالا در مقابل مواد شیمیایی
• تجزیه پلی اتیلن و در واقع پلاستیک بسیار طولانی است. بنابراین عمر شیمیایی بالایی دارد
• ساختار آن می تواند ترکیبی از کریستالی و پلیمری یا آمورف باشد. هر چقدر درصد کریستالی بودن ساختار لوله پلی اتیلن بیشتر باشد خواص بهتری نشان می دهد.
• در مقابل اشعه ماوراء بنفش خورشید تجزیه می شود و تغییر فرم می دهد و در نهایت از بین می رود. بنابراین باید از پایدارکننده های نوری به صورت مستربچ استفاده کرد که معمولاً کربن سیاه یا دوده (Carbon Black) می باشد.
• مقاومت بالا در مقابل خوردگی گالوانیکی
• خاصیت جمع شوندگی بالا
• مقاوم در برابر زلزله و رانش زمین
• دارای خصوصیات هیدرولیکی عالی
• تغییر ندادن رنگ، مزه و بوی آب
• مقاومت بالا در مقابل هوازدگی و زنگ زدگی

خواص مکانیکی پلی اتیلن

لوله های پلی اتیلن دارای خواص مکانیکی مناسب هستند. در مقابل ضربه مقاومت بالایی دارند که این به خاطر ساختار پلیمری آن می باشد. استحکام و سفتی آن نیز به اندازه کافی هست تا در خطوط لوله کشی در مدت زمان های طولانی دچار شکست نشود و از بین نرود. لوله پلی اتیلن دارای مقاومت به خستگی استثنایی و بسیار بالایی است. همچنین پلی اتیلن شکل پذیر و انعطاف پذیر است.

انواع لوله پلی اتیلن

• لوله های پلی اتیلن تک جداره
• لوله های پلی اتیلنی دوجداره
• لوله پلی اتیلن مخصوص آبیاری
• لوله پلی اتیلن PEX
• لوله های پلی اتیلن PERT

 نحوه تولید لوله های پلی اتیلن

در تولید لوله های  پلی اتیلن مهم ترین نکته ای که باید در نظر گرفت مقاوم سازی لوله در مقابل اشعه ماوراء بنفش خورشید است که همانطور که اشاره کردیم از دوده برای پایداری نوری لوله های پلی اتیلن استفاده می شود. مقدار دوده باید بین دو درصد تا دو و نیم درصد باشد که مطابق با استاندارد EN13476 و DIN16961 می توان مقدار آن را تا 1.5% کاهش داد.

رنگ لایه خارجی لوله می تواند سیاه، نارنجی متمایل به قهوه ای و یا طوسی باشد. مواد اولیه برای تولید لوله های پلی اتیلنی عبارت هستند از:

• رزین های پلی اتیلنی دارای رنگدانه
• پایدار سازها
• آنتی اکسیدان ها

سایر مواد جهت بهبود خواص لوله طی فرآیند ساخت لوله های پلی اتیلنی و نیز طی سرویس دهی