در این مقاله شما را با انواع لوله پلی اتیلن و ویژگی های آن آشنا می کنیم. با الو باغبون همراه باشید!

لوله پلی اتیلن و HDPE، لوله پلی اتیلن ۱۰۰ ، نسل سوم لوله های رده پلی اتیلن به شمار می آید و سه ویژگی کلیدی برای برخورداری از تعادل بهینه دارد:

• حداقل مقاومت مورد نیاز (MRS): این ویژگی، باعث ایجاد مقاومت طولانی مدت و پایداری در برابر ترک خوردگی می شود.
• مقاومت در برابر آسیب های استرس: این ویژگی، گاهی اوقات تحت عنوان مقاومت در برابر رشد آهسته ترک نیز شناخته می شود.
• مقاومت در برابر انتشار سریع ترک.

نصب لوله  پلی اتیلن ۱۰۰ فرآیندی ساده و آسان، انعطاف پذیر و بدون خوردگی است و بعلاوه از دوامی بالای ۱۰۰ سال برخوردار است.

 می توان به کمک جوش لب به لب یا  الکتروفیوژن، قطعات را جوش داد تا شبکه ای ایجاد شود که فاقد فشار نشتی گاز و یا آب باشد.

از جوش لب به لب عمدتا برای کاربردهای بدون ترانشه استفاده می شود زیرا این فرآیند، نمای بیرونی یکدست و بدون پستی و بلندی ایجاد می کند و بنابراین کارگذاشتن لوله ها داخل زمین یا درون لوله میزبان، به نحوی ساده تر و ایمن تر امکانپذیر است.

ویژگی لوله های پلی اتیلن و HDPE پلی اتیلن ۱۰۰

• حداقل مقاومت مورد نیاز (MRS): 10 MPa معادل ۱۴۵۰ psi
• فشار پایه طراحی هیدرواستاتیک (HDB): 1600 psi معادل ۱۱ MPa
• مقاومت فشاری مجاز:  ۷.۹۳ MPa
• مقاومت کششی: ۲۳ MPa
• کشیدگی در هنگام شکست: ۶۰۰%<
• مدول الاستیسیته (۵۰ سال): ۲۰۰ MPa
• مدول شکست: ۱۰۰۰ MPa
• نسبت پواسون: ۰.۴۵
• ضریب انبساط حرارتی: ۱.۳ x 10-4 °C-1

ضریب اصطکاک

• کلبروک – وایت: ۰.۰۰۱۵۲mm
• هازن ویلیامز: ۱۵۰-۱۵۵
• عوامل موثر: ۰.۰۰۹ (آب)، ۰.۰۱۰ (فاضلاب شهری)

مقاومت در برابر دما در لوله پلی اتیلن

ویژگی های لوله  پلی اتیلن ۱۰۰ ، در دمای استاندارد ۲۰ یا ۲۳ درجه سانتیگراد قابل اندازه گیری هستند. در واقع این خصوصیات تا حد زیادی تحت تاثیر دما هستند و بنابراین در دماهای بالاتر ویژگی هایی نظیر MRS، کاهش می یابند.

در نتیجه لازم است که عوامل کاهش بر MRS و به دنبال آن MOP در دماهای بالاتر اعمال شوند. کدها و استانداردهایی وجود دارند که برای تعریف عوامل کاهش مورد استفاده قرار می گیرند.

بعنوان مثال می توان به AWWA C901 و C906 اشاره کرد. البته عوامل کاهش استانداردی نیز وجود دارند که می توانند به این طراحی اعمال شوند.

ISO13761:1996 ، عوامل کاهش را برای اعمال روی MOP در دماهای بالاتر تعریف می کند. این موارد در جدول زیر نشان داده شده اند.

درجه حرارت به سانتیگراد	۲۰	۲۵	۳۰	۳۵	۴۰
عامل کاهش فشار	۱.۰۰	۰.۹۳	۰.۸۷	۰.۸۰	۰.۷۴

جدول A.2 در کتابچه راهنمای لوله های پلاستیکی ارائه شده از سوی انستیتوی ایالات متحده امریکا، شامل عوامل کاهش زیر است. در این جدول، همبستگی با فاکتورهای ISO مشخص شده است.

طرح ISO13761: 1996 عوامل کاهشی را برای اعمال روی MOP در دماهای بالاتر مشخص می کند که در ادامه به آنها اشاره می شود:

درجه حرارت به فارنهایت(سانتیگراد)	۷۳ (۳۲)	۸۰ (۲۷)	۹۰ (۳۲)	۱۰۰ (۳۸)
عامل کاهش فشار	۱.۰۰	۰.۹۴	۰.۸۶	۰.۷۸

مقاومت در برابر ساییدگی

نمودار زیر به تغییرات شبکه های فاضلاب شهری اشاره می کند که در آن مواد جامد همراه با آب، طی عملکردهای متوالی پمپ منجر به سایش در طول لوله شده اند.

در این میان،  پلی اتیلن ۱۰۰ بهترین مقاومت ر ا در برابر ساییدگی  و فشار ناشی از این مواد آلاینده از خود نشان داده و این امر در شکل زیر به خوبی مشهود است.

البته باید گفت که میزان سایش، به عواملی نظیر زاویه برخورد و نوع مواد ساینده بستگی دارد.

در زوایای برخورد ۹۰ درجه (ساییدگی در برابر ضربه) ، میزان فرسایش ناشی از سایش مواد شکننده بالاترین مقدار را دارد و در مواد شکل پذیر کمترین حد را داراست.

در مواد شکل پذیر، ذرات مسدود کننده به طور دایم سطح پلاستیکی را تغییر فرم می دهند تا پوششی از ذرات ایجاد شود.

با مواد شکننده، نفوذ ذرات باعث شکسته شدن رسوب ناشی از ساییدگی می شود.

مواد شکننده در شرایط فرسایش در برابر ضربه، مقاومت کمتری نسبت به مواد شکل پذیر دارند. در زاویه کم برخورد (فرسایش سایشی) ، عکس این قضیه رخ می دهد. در واقع مواد سخت تر، در برابر عمل فرسایشی جریان ذرات ساینده بهتر مقاومت می کنند.

بین سختی و مقاومت نهایی ماده، یک رابطه نسبی وجود دارد. با افزایش مقاومت یا سختی مواد لوله کشی، میزان سایش مواد ساینده کاهش می یابد.

لازم است در نظر داشته باشید که سیستم لوله کشی برای مقاومت در برابر سایش، باید سخت تر از ماده قابل انتقال بین لوله ها باشد.

بعلاوه نرخ پوشش سایندگی در مواد مختلف لوله کشی معمولا مشابه است، البته به شرطی که سختی آنها از مواد موجود در مایع انتقال داده شده بیشتر باشد.

در کل باید گفت که ماده لوله که بسیار سخت تر از مواد منتقل شده داخل آن باشد، منجر به هیچ سایشی نخواهد شد و البته هزینه بالاتری نیز دارد.

برعکس، زمانی که ماده انتقال داده شده در لوله از مقاومت بالاتری نسبت به لوله برخوردار باشد، عبور ناگهانی آب همراه با آلاینده، منجر به سایش لوله خواهد شد.

انواع متفاوتی از پوشش ها وجود دارد که در یک سیستم لوله کشی متداول بکار گرفته می شوند.  بخش های مستقیم عمدتا تجربه سایش فرسایشی بیشتری دارند.

تغییرات سایز و جهت، می توانند منجر به سایش فرسایشی و نیز سایش در برابر ضربه شوند و لازم است که لوله ها با توجه به این نکات طراحی شوند.

بارگذاری موج دار و خستگی زا (Surge & Fatigue Loading)

طراحی فرآیند بارگذاری موج دار و خستگی زای لوله  پلی اتیلن ۱۰۰

انواع لوله های پلی اتیلن ۱۰۰

علاوه بر لوله های متداول پلی اتیلن ۱۰۰، انواع مختلفی از این لوله ها نیز برای کاربردهای ویژه توسعه داده شده اند.

 پلی اتیلن ۱۰۰ RC

RC، نشاندهنده مقاومت در برابر ترک خوردگی است. لوله های    پلی اتیلن ۱۰۰ RCرزینی بوده و مقاومت در برابر فشار ناشی از ترک خوردگی را افزایش می دهند.

این در حالی است که مانند لوله های  پلی اتیلن ۱۰۰ معمولی، دارای قابلیت حفظ MRS و مقاومت سریع در برابر انتشار ترک می باشند.

این لوله ها، در نصب های دشوارتر بکار برده می شوند و به خصوص برای روش های بدون ترانشه بسیار مناسب هستند.

گفتنی است که در اروپا حدود ۲۵ درصد از کاربردهای این نوع لوله، به نصب  و احیا در استفاده های بدون ترانشه مربوط می شود.

مواد  پلی اتیلن ۱۰۰ دو حالته با مقاومت زیاد در برابر انتشار آهسته و سریع ترک، در مجموعه ای تحت عنوان PAS (ویژگیهای در دسترس عمومی ) ۱۰۷۵ طبقه بندی شده اند.

این مجموعه اطلاعاتی نظیر ابعاد، الزامات فنی و شرح آزمایش را در مورد  لوله های پلی اتیلنی برای روش های نصب جایگزین ارائه می دهد.

در مجموعه PAS 1075 که مکملی برای استانداردها و دستورالعمل های موجود به شمار می آید، سه نوع لوله مختلف RC وجود دارد:

• نوع اول: لوله های دیواری جامد تک لایه  ساخته شده از پلی اتیلن ۱۰۰ RC .
• نوع دوم: لوله هایی با لایه های محافظتی یکپارچه دارای ابعاد پلی اتیلن ۱۰۰ RC.
• نوع سوم: لوله هایی با ابعاد منطبق با DIN 8074 / ISO 4065 همراه با پوشش محافظ خارجی. لوله داخلی از پلی اتیلن ۱۰۰ RC ساخته شده است.

به طور کلی نوع اول و دوم، برای کاربردهای ترانشه باز که در آنها از ملات ماسه ای استفاده نمی شود، مدنظر قرار می گیرند. نوع سوم نیز عمدتا در کاربردهای بدون ترانشه استفاده می شوند.

 پلی اتیلن ۱۰۰ RT

RT نشاندهنده مقاومت در برابر دماست.

پلی اتیلن ۱۰۰ RT رزینی است که در عین حال که خواص مکانیکی لوله های  پلی اتیلن ۱۰۰ معمولی را حفظ می کند، در دماهای بالاتر مقاومت بیشتری از خود نشان می دهد.

بنابراین عمدتا در مواردی که دمای محیط یا مایع به صورت همیشگی بالای ۵۰ درجه سانتیگراد است کاربرد دارد و بیشتر در آب گرم، موارد صنعتی و گاهی در شبکه های آب و گاز زیرزمینی استفاده می شود.

اما باید گفت که برای مناطق و کاربردهای گرم، یک ضرورت به شمار می آید.

لوله Barrier PE

برخی از انواع گازها و مایعات، می توانند به داخل پلی اتیلن نفوذ کنند.

بنابراین در مواردی نظیر حفظ و پاکیزگی آب آشامیدنی، هنگامی که لوله  پلی اتیلن ۱۰۰ در زمین آلوده نصب می شود و لازم است که مایع درون لوله از آلودگی ها و ذرات ناخالص محفوظ بماند، استفاده از یک لوله مانع یا همان Barrier پلی اتیلن یک ضرورت محسوب می شود.

این لوله یک لایه مانع اکسترود شده است که بین لایه های  پلی اتیلن ۱۰۰ پیچیده می شود.

لایه مانع معمولا از یک فویل آلومینیومی ساخته شده، اما گاهی از یک پلیمر خاص نظیر EVOH نیز تهیه می شود.

لوله های مانع  پلی اتیلن ۱۰۰، توسط چندین تولیدکننده مختلف پلی اتیلن ارائه می شوند نظیر:

سیستم Radius: Puriton

Egeplast GmbH: SLA

سیستم های لوله GPS PE: Protecta-Line

لوله پلی اتیلن روکش دار

لوله  پلی اتیلن ۱۰۰ روکش دار، از یک لایه بیرونی بسیار سخت و اکسترود شده پلی اتیلنی ساخته می شود تا از  پلی اتیلن ۱۰۰ در شرایطی که نصب لوله دشوار است، محافظت کند.

این نوع لوله، عمدتا برای روش های بدون ترانشه نظیر دریل کردن جهت دار و یا ترکیدن لوله و مواردی که ممکن است خطر آسیب دیدگی لوله در زمان نصب وجود داشته باشد، کاربرد دارد.

جالب است بدانید که در برخی از انواع لوله های پلی اتیلن ۱۰۰ روکش دار نظیر ProFuse، این لایه خارجی قابل کنده شدن است. تا امکان کوپلینگ الکتروفیوژن برای اتصال مستقیم به پلی اتیلن وجود داشته باشد.

این لایه قابل حذف، از مزایای افزوده شده جهت تمیز نگه داشتن سطح پلی اتیلن برای الکتروفیوژن است. لوله های   پلی اتیلن ۱۰۰  روکش دار RC، معمولا لوله های نوع سوم تحت PAS1075 هستند.

در ضمن باید گفت که لوله های مانع پلی اتیلن ۱۰۰ روکش دار نیز، توسط چندین تولیدکننده مختلف پلی اتیلن ارائه می شوند نظیر:

سیستم Radius: Puriton

Egeplast GmbH: SLA

Pipelife: Robust Pipe

سایر لوله های اکسترود شده PE

اکستروژن همزمان  پلی اتیلن ۱۰۰، امکان تولید چندین نوع لوله اضافی را فراهم می کند.

این لوله ها، اغلب دارای لایه هایی مختلف با عملکرد متفاوت بوده و شامل پوشش های داخلی و خارجی و لایه ها یا نوارهایی برای نظارت بر نشت یا تشخیص لوله هستند.

گفته می شود که این لوله های دارای نوارها یا لایه های تشخیص، در نصب های بدون ترانشه کاربرد دارند. زیرا روش هایی نظیر دریل کردن جهت دار اجازه نمی دهد که نوارهای نشانگذار هشدار دهنده در بالای لوله پوشیده شوند.
چندین تولید کننده وجود دارند که لوله های چند لایه ای خاص  پلی اتیلن ۱۰۰ را عرضه می کنند. و می توانند اطلاعات بیشتری را ارائه دهند.

اندازه های موجود لوله

به لحاظ تئوری نمی توان محدودیتی برای طول لوله های پلی اتیلن در نظر گرفت. اما در واقع این امر با محدودیت هایی مواجه است.

به عبارت دیگر عواملی نظیر حمل و نقل، سهولت مدیریت لوله ها در سایت، شرایط عمومی سایت و عوامل محلی در تعیین طول لوله ها نقشی اساسی دارند.

در نهایت باید گفت که لوله پلی اتیلن ۱۰۰ در سه فرم مستقیم (قطر ۹۰ میلی متر به بالا) و با طول های ۶، ۱۰، ۱۲، ۱۵، ۲۴ و ۳۰ متری موجود است.

برای پروژه های خاص نظیر تاسیسات دریایی و نظایر آن نیز متناسب با شرایط، طول های ویژه ای درنظر گرفته می شود.

مجموعه الو باغبون متشکل از متخصصین مجرب در زمینه نگهداری فضای سبز، گلکاری باغچه، کاشت انواع نهال و درخت، دیوار سبز، کاشت انواع گل، آبیاری هوشمند و… چه در محل سکونت شما چه در محل کار شما و چه در فضای بیرونی، باغ، ویلا و….  فعالیت میکند.