شیک پارس

انواع لوله پلی اتیلن و تاریخچه تولید آن

diameterpolyethylene-768×512

یکی از ساده‌ترین و ارزانترین پلیمرهای موجود در بازار پلی اتیلن یا پلی اتن است. پلی اتیلن جامدی مومی و غیر فعال است که از پلیمریزاسیون اتیلن بدست آمده و با نماد اختصاریPE نمایش داده می‌شود.

تاریخچه تولید پلی اتیلن

پلی اتیلن نخستین بار  توسط شیمیدان آلمانی ” Hans Von Pechmanv ” به صورت اتفاقیسنتز شد. وی در سال ۱۸۹۸ هنگام حرارت دادن دی آزومتان ، ترکیب مومی شکل سفیدی را سنتز کرد که بعدها پلی اتیلن نامیده شد.”ازیک ناوست” و”رینولرگیسون” از شیمیدان‌های معروف در ۱۹۳۳ اولین سنتز صنعتی پلی اتیلن را  بطور تصادفی کشف کرد. آنان با حرارت دادن مخلوط اتیلن و بنزالدئید در فشار بالا به ماده‌ای موم ‌مانند دست یافتند.

علت این واکنش وجود ناخالصی‌های اکسیژن‌دار در دستگاه‌های مورد استفاده بود که بعنوان ماده آغازگر پلیمریزاسیون عمل کرده بود. در سال  ۱۹۳۵ “مایکل پرین”  یکی دیگر از دانشمندها این روش را توسعه داد و تحت فشار بالا پلی‌اتیلنرا سنتز کرد که این روش اساسی برای تولید صنعتی LDPE در سال ۱۹۳۹ شد.

 

مواد اولیه تولید لوله پلی اتیلن و مقایسه آن ها
پلی اتیلن ازهیدروکربن واتیلن تحت اثر درجه حرارت زیاد وفشار فوق العاده باال ساخته می شود. نام تجاری مواد مصرفی برای تولید لوله پلی اتیلنPE63,PE80,PE100 می باشد .
لوله پلی اتیلن با مواد۶۳ PE
مواد ۶۳ PE دارای دانسیته کمی نسبت به مواد جدیدتر بودند و بنابراین دارای وزن و ضخامت بیشتری هستند که باعث می شود هزینه تولید بسیار بیشتر از مواد جدید تر باشد، بنابر این استفاده از این مواد توجیه اقتصادی ندارد و در حال حاضر از رده خارج شده اند.
لوله پلی اتیلن با مواد ۸۰ PE
استفاده از مواد ۸۰ PE برای تولید لوله پلی اتیلن بعد از آن رایج شد که تولید کنندگان فهمیدند که با افزایش دانسیته مواد اولیه می توان با داشتن ضخامت و وزن کمتر، لوله ای با قابلیت تحمل فشار بیشتر و قیمت ارزانتر تولید کرد.
لوله پلی اتیلن با مواد۱۰۰ PE
مواد ۱۰۰ PE جزء جدیدترین نوع مواد اولیه تولید لوله پلی اتیلن می باشد که جزء مواد مرغوب محسوب می شود. لوله پلی اتیلن ۱۰۰ PE با داشتن دانسیته بیشتر، وزن و ضخامت کمتر ی دارد و نیز می تواند فشار بیشتری را تحمل کند.
به طور کلی می توان مزایای لوله پلی اتیلن pe100 را نسبت به دیگر مواد اولیه به شرح زیر بیان نمود:

۱٫مقاومت باالتر در برابر رشد ترک آرام و ضریب ایمنی باالی محصول
۲٫فرآیندپذیری بهتر و میزان خروجی باالتر و کاهش هزینه های تولید
۳٫انعطاف پذیری بهتر برای کالف پیچی، نگهداری و نصب لوله
۴٫مقاومت هیدروستاتیکی باالتر
تولید کنندگان لوله پلی اتیلن فهمیدند که با افزایش چگالی مواد اولیه لوله پلی اتیلن می توان با داشتن ضخامت و وزن کمتر، لوله ای با قابلیت تحمل
فشار بیشتر و قیمت کمتر تولید نمود. بنابر این استفاده از مواد ۸۰ PE برای تولید لوله پلی اتیلن آغاز شد .مواد ۱۰۰ PE جزء جدیدترین نوع مواد اولیه
تولید لوله پلی اتیلن می باشد که جزء مواد های گرید و با کیفیت محسوب می شود و از سال ۱۹۹۷ در اروپا بعنوان گریدی مناسب در صنعت لوله مطرح
گردیده است. لوله پلی اتیلن ۱۰۰ PE با داشتن دانسیته بیشتر، وزن و ضخامت کمتری دارد و نیز می تواند فشار بیشتری را تحمل کند. هم اکنون در
ایران تولید لوله پلی اتیلن با مواد اولیه ۸۰ PE و ۱۰۰ PEرواج دارد.
۵٫مقاومت باالتر در برابر رشد ترک سریع

کاربرد:

پلی‌اتیلن در تولید انواع لوازم پلاستیکی مورد استفاده در آشپزخانه و صنایع غذایی کاربرد فراوانی دارد. در تولید ظروف پلاستیکی سبک و همچنین کیسه‌های پلاستیکی از LDPE استفاده می‌شود .در تولید ظروف شیر و مایعات و انواع وسایل پلاستیکی آشپزخانه HDPE  مورد استفاده قرار می گیرد. در تولید لوله‌های و اتصالات لوله‌کشی معمولا از MDPE استفاده می شود.

بدلیل بالا بودن میزان انعطاف‌پذیری در تهیه انواع وسایل پلاستیکی انعطاف‌پذیر مانند لوله‌هایی با قابلیت خم شدن ، LLDPE  کاربرد  به سزایی دارد .در تولید پلی اتیلن‌هایی با زنجیر بلند و دارای شاخه‌های کوتاه اخیرا پژوهش‌های فراوانی صورت گرفته است. این پلی اتیلن‌ها در اصل HDPE با تعدادی شاخه‌های جانبی هستند. این پلی اتیلن‌ها ترکیبی ، استحکام HDPE و انعطاف‌پذیری LDPE را دارند.

مقایسه پلی اتیلن با دیگر انواع مواد:

امروزه لوله های پلی اتیلنی جایگاه خود را در کاربردهای تحت فشار به خوبی یافته اند. این مسأله خصوصاً در مواردی که قطر لوله مورد نظر کمتر از ۳۰۰ میلیمتر است به خوبی مشهود است. زیرا کارفرمایان و مشاورین پروژه ها اغلب با در نظر گرفتن هزینه مواد اولیه و خصوصیات مورد نظرشان از لوله به این نتیجه رسیده اند که  لوله های پلی اتیلنی بهترین انتخاب ممکن در مقایسه با سایر انواع لوله هستند.

اکثر مشاورین  با افزایش قطر لوله خطوط انتقال با در نظر گرفتن تنها قیمت مواد ، به این نتیجه می رسند که استفاده از پلی اتیلن  اقتصادی نبوده و بیشتر به سراغ چدن داکتیل می روند.

رقیب اصلی پلی اتیلن در سایزهای بالا در واقع چدن داکتیل بوده و مشاورین تنها در صورت وجود شرایط ویژه به سراغ پلی اتیلن می روند. علی رغم تفکر حاکم بر بازار، باید به این نکته تأکید داشته باشیم که صرف توجه به قیمت بالاتر پلی اتیلن نسبت به چدن در لوله های با سایز بالا، در بسیاری از موارد صحیح نبوده و باید مسائل دیگری نیز نظیر هزینه های نصب ، اتصال ، نگهداری و تعمیر و … در انتخاب جنس لوله مدنظر قرار گیرد.

با در نظر گرفتن خواص بی نظیر و منحصر به فرد پلی اتیلن  هر مصرف کننده‌ای به این نتیجه خواهد رسید که در فشار کاریهای کمتر از ۲۵ بار بهترین انتخاب پلی اتیلن است.

موارد استفاده از محصولات پلی اتيلن و لوله پلی اتیلن:

 

  • شبكه های گاز رسانی
  • شبكه های زهكشی
  • شبكه های آبرسانی شهری و روستائی
  • سیستم های آبیاری متحرك
  • پوشش كابلهای مخابراتی و فیبر نوری
  • پوشش كابل های برق
  • پوشش لوله های فلزی
  • سیستم های مایعات و فاضلاب صنعتی
  • شبكه های آبیاری تحت فشار (قطره ای و بارانی)
  • شبكه های فاضلاب شهری و روستائی
  • بعنوان كانال های تهویه

انواع پلی اتیلن مورد استفاده در صنعت لوله:

در ساخت لوله های پلی اتیلنی، معمولا دو نوعِ  پلی اتیلن به نام های PE80 و PE 100 مورد استفاده قرار می گیرند. حداقل مقاومت مورد نیاز بعد از ۵۰ سال کارکرد در دمای سیال۲۰ درجه سانتیگراد عدد مشخصه نوع ماده MRS گفته می شود. بالاتر رفتن عدد نشان دهنده بهبود بیشتر کیفیت محصولات تولیدی میباشد .به همین دلیل در بسیاری از کشورها تلاش های زیادی برای جایگزینی PE100 به جای PE80 انجام شده است.

برتری های پلی اتیلن PE 100 نسبت به پلی اتیلن  PE 80 :

۱-داشتن مقاومت بالاتر وضخامت کمتر

۲-داشتن مقاومت بالاتر در فشارهای کاری بالا

۳-توانایی انتقال حجم بالاترسیال به دلیل سطح مقطع جریان بیشتر

۴-صرفه جویی در هزینه با توجه به وزن کمتر در فشارهای کاری بالا

به همین دلایل هر چند قیمت مواد اولیه PE100 نسبت به دو نوع دیگر بیشتر است اما با توجه به ویژگیها و امکاناتی که خواص این محصول دارا م باشد می توان خروجی مورد نظر را در هر متر لوله با قیمت یکسان و با کیفیت برتر تولید کرد.

مزایای لوله های پلی اتیلن آبرسانی

  •  عایق بودن در برابر حرارت
  • حمل و نقل آسان به علت سبکی
  •  عدم خوردگی و زنگ زدگی
  • ارزانی قیمت
  •  یکنواختی ضخامت جدارة لوله ها
  •  قابلیت انعطاف حتی در سرمای زیر صفر
  •  نشکن و ترک برنداشتن در اثر و فشار خارجی
  •  صاف و صیقلی بودن جدارة داخلی و در نتیجه حداقل ته نشین شدن رسوبات
  •  تولید در سیستم متریک و غیره با قطرهای متنوع و به طول های مورد نظر به صورت حلقه ی شکل
  •  عدم لزوم ماشین آلات سنگین و حجیم جهت نصب و جوشکاری

 

لوله های پلی اتیلن بطور کلی در دو نوع تولید می شوند :

  • لوله های پلی اتیلن دو جداره
  • لوله های پلی اتیلن تک جداره

برای کاربرد در شبکه های بدون فشار (ثقلی)  لوله های پلی اتیلنی دوجداره اسپیرال طراحی شده اند و حداکثر فشار طراحی آنها ۱٫۵ bar می باشد. این لوله ها با این تفکر ایجاد شده اند که در عین بالا بودن مقاومت حلقوی لوله (یکی از مهمترین پارامترهای طراحی در لوله های مدفون و تحت بار) از وزن پایینتری نسبت به لوله های تک جداره برخوردار باشند.

از آنجاییکه مقاومت حلقوی تابعی از شکل جداره لوله است ، طراحی جداره به صورت مقاطع مستطیل شکل بوده که این باعث افزایش مقاومت حلقوی می شود. به واسطه تکنولوژی خاص تولیدی شرکت آلمانی Bauku ، این لوله ها تا سایز ۳۵۰۰ میلیمتردر این شرکت با کیفیت بسیار بالا و مطابق با تمام استانداردها قابل تولید میباشد . بدون شک یکی از پیچیده ترین فرآیندها در صنعت پلی‌اتیلن ،تولید و بکارگیری لوله‌های دو جداره اسپیرال برای شبکه‌های انتقال و توزیع آب و فاضلاب است.

متأسفانه در کشورما به دلیل محدویت فرآیند منطقی جهت انتقال دانش فنی مورد نیاز برای طراحی و تولید این لوله ها ، آگاهی کمتری از ویژگی‌های این محصول وجود دارد. به همین دلیل، واحد مهندسی و فروش شرکت تدبیر نوین سازان TNS) ) با تطابق دهی ویژگی‌های فنی و مهندسی محصولات اسپیرال خود ، با مشخصات ارائه شده از طرف متقاضیان ، مشاوه ای مطمئن در خصوص انتخاب بهترین مدل جهت بهترین کارائی ارائه می دهد که کلیه عوامل مؤثر بر طراحی و استفاده از محصولات اسپیرال مدفون در خاک را بر اساس استاندارد‌های روز کارگذاری لوله‌های پلی‌اتیلن، ویژگی‌های خاک محیط، شاخص‌های رفتار مکانیکی لوله‌های پلی‌اتیلن در قطرهای بالا را در بر میگیرد .

استانداردهای لوله های دوجداره:

از جمله استانداردهای بسیار مهم میتوان به موارد ذیل اشاره نمود :

  •  ATV A 110 : استاندارد محاسبات هیدرولیکی
  • DIN 16961 : استاندارد تولید
  •  DN ,EN1610: استاندارد نصب و تست
  • EN 13476 : استاندارد تولید
  •  AVS 2207 , 2209 : استاندارد مربوط به جوشکاری مخصوصا جوش اکستروژن
  •  ATV A 127 E : استاندارد مقاومت مربوط به فاضلاب و سیستم های آبی

کاربردها:

لوله های پلی اتیلنی دوجداره اسپیرال دارای کاربردهای فراوانی می باشند که  می توان به استفاده در خطوط انتقال فاضلاب، آبگیرها و آبریزهای درون دریا، ترمیم خطوط انتقال فاضلاب قدیمی (relining)، ساخت منهول، ساخت آبرو (پل)، ساخت مخازن نگهداری مواد شیمیایی و تانکهای سپتیک، ایجاد معابر غیر هم سطح زمین و کاربردهای خاص دیگر اشاره نمود.

 

مخازن پلی اتیلن:

چون پلی اتیلن ماده ای است که از لحاظ شیمیایی غیر فعال بوده و با مواد دیگر واکنش نمی دهد ، برای نگهداری موادی نظیر آب آشامیدنی که مسائل بهداشتی و زیست محیطی نظیر عدم تغییر بو و مزه و خصوصیات (با گذشت زمان) برای آنها بسیار مهم است، از آن استفاده می شود.

مخازن پلی اتیلنی به علت مقاومت مناسب در شرایط جوی مختلف و انعطاف پذیری از دوام بالایی برخوردار بوده و زمان کاربری مفید نسبتاً طولانی دارند. به خصوص در مواردی که نیاز به مدفون نمودن تانک مورد نظر وجود دارد (نظیر تانکهای سپتیک) انعطاف پذیری پلی اتیلن مقاومت آن را در مقابل فشار ها و نیروهای اعمالی بالا می برد. به علاوه، به علت خاصیت ضد خوردگی پلی اتیلن، تانکهای سپتیک پلی اتیلنی در زمینهای مرطوب از دوام بسیار بالایی برخوردار هستند

کاربرد مخازن:

  •  مخازن نگهداری آب آشامیدنی
  • ـمخازن نگهداری مواد نفتی
  • ـمخازن نگهداری مواد شیمیایی
  •  مخازن جمع آوری فاضلاب خانگی (تانکهای سپتیک)
  • مزایای مخازن پلی اتیلنی:
  • ـقیمت مناسب
  •  مقاومت بالا در مقابل خوردگی
  • بهداشتی بودن
  • قابلیت تولید با شفافیتهای مختلف
  • دوام و عمر طولانی
  •  بدون نشت
  • قابلیت تولید متنوع
  • نصب آسان

همچنین دیدن فرمایید

telegram

-------------------------------------