مشخصات فنی لوله های پلی اتیلن

لوله پلی اتیلن لوله ای است از جنس پلی اتیلن که به دلیل مزایای بسیار از جمله کیفیت بالا، سهولت بارگیری به دلیل وزن نسبتا پایین، نصب سریع و آسان، شعاع خمش مناسب، مقاومت بسیار خوب در دمای پایین در برابر ضربه و فشار این محصول را به بهترین انتخاب در پروژه های گوناگون تبدیل کرده است. این لوله ها با گرید تجاری PE80 و PE100 ساخته می شوند و به دو دسته لوله های تک جداره و دوجداره تقسیم بندی می شوند. این لوله ها با قطرهای مختلف تولید می شوند. لوله های پلی اتیلن تک جداره، کاربردهای ساده تری دارند و بیشتر برای انتقال آب و زهکشی در کشاورزی، محافظت از کابل های برق و مخابرات و … به کار می روند. لوله های پلی اتیلن دوجداره در بازار با نام لوله کاروگیت و لوله اسپیرال شناخته می شوند و بیشتر برای شبکه های کوچک و بزرگ انتقال آب و فاضلاب مناسب هستند.

نکته بسیار مهم در مورد سایز لوله های پلی اتیلن و کاربری آنها این نکته است که با افزایش قطر خارجی لوله، میزان دبی سیال خروجی از لوله نیز افزایش می یابد. به طور مثال، لوله پلی اتیلن با قطر خراجی ۱۶۰ میلی متر، دبی خروجی ۳۰ لیتر در ثانیه و لوله پلی اتیلن با قطر خارجی ۲۵۰ میلی متر، دبی خروجی ۷۳ لیتر در ثانیه را دارد.

برای لوله های تک جداره و دو جداره پلی اتیلنی، مشخصات فنی شامل ابعاد و اندازه لوله، قطر داخلی و خارجی، فشار اسمی، دبی خروجی، سختی و استحکام لوله ها و همچنین ضخامت لوله می باشد. یکی از موارد فنی بسیار مهم برای لوله های کاروگیت، مقاومت حلقوی آنها است. مقاومت حلقوی، ویژگی بسیار مهمی است که مشخص می کند لوله کاروگیت (با قطر مشخص) به چه میزان می تواند فشار کاری را در طول خط لوله تحمل کند و نحوه اتصالات و نصب آن تا چه میزان موفق خواهد بود.

برای طراحی بهینه یک سیستم لوله کشی و نیز استفاده مناسب از لوله های پلی اتیلنی، باید به طور کامل از مشخصات فنی و کاری این لوله ها آگاهی داشت. به بیان دیگر، در یک سیستم لوله کشی، نوع و ابعاد لوله های مورد استفاده با تکیه بر مشخصات فنی تعیین می شود.

تفاوت لوله پلی اتیلن PE100 و  PE80

تفاوت از نظر دانسیته (چگالی) مهم ترین وجه تمایز لوله های پلی اتیلن PE100 و  PE80می باشد. دانسیته مواد پلی اتیلنی در لوله های  PE80 نسبت به مواد پلی اتیلنی در لوله های PE100 کمتر  است. این تفاوت باعث افزایش ضخامت جداره و در نتیجه وزن بیشتر لوله PE80 در هر متر و در نتیجه قیمت بالاتر آن شده است.

اتصال و جوش کاری لوله های پلی اتیلن

یکی از نکات مهم در اجرای خطوط لوله انتقال سیالات توجه به فرآیند جوش قطعات مختلف لوله است. دو روش رایج انجام فرآیند جوشکاری در لوله های پلی اتیلنی جوش لب به لب و جوش الکتروفیوژنی است. مراحل عمده در فرآیند جوش لب به لب عبارتند از ذوب ناحیه سر لوله ها، در تماس قرار دادن ناحیه ذوب شده و اعمال فشار برای انجام فرآیند نفوذ دو لوله در هم و خنک کاری ناحیه جوش.

مراحل فوق، اعم از ذوب و خنک کاری به شدت به نوع گونه پلی اتیلن بستگی دارد. کوچکترین تغییر در ساختار پلی اتیلن منجر به تغییر رفتار ذوب و بلورینگی می شود. عامل ایجاد استحکام در ناحیه جوش در فصل مشترک دو لوله، و یا لوله و اتصال رخداد هم بلورینگی است. هر عاملی که ایجاد هم بلورینگی را تحت تاثیر قرار دهد منجر به ایجاد نواقص کوتاه و یا بلند مدت در خط لوله خواهد شد.

لوله های پلی اتیلن PE80 و PE100 گرچه در ظاهر یکسان می باشند اما تفاوت های بسیاری در ریز ساختار زنجیره های پلیمری دارند. لذا رفتار حرارتی شامل ذوب و بلورینگی آنها کاملا متفاوت با یکدیگر است. از نظر فیزیکی امکان جوش خوردن لوله ای از جنس PE80 با نوع PE100  ممکن است اما از نظر عملکردی چنین جوشی در بلند مدت عامل ایجاد نقصان در خط لوله می شود. آزمایشات کشش از محل جوش نشان می دهد چنانچه لوله هایی از جنس های PE80 و PE100 توسط جوش لب به لب به یکدیگر متصل شوند (PE80-PE80، PE100-PE100 و  PE80 -PE100 ) ، نتایج زیر بدست خواهد آمد:

با توجه به شکل فوق، نمونه های جوش خورده از یک جنس (نمونه های PE80-PE80 و PE100-PE100) از نظر کشسانی همانند یک نمونه یک پارچه عمل کرده و فرآیند جوش نقصانی در عملکرد آنها مشاهده نمی شود. اما نمونه های نامتناجس در اجزای جوش (نمونه  PE80 PE100) در کرنش هایی کمتر از نمونه خالص دچار نقصان و پارگی می شوند. دلیل این اتفاق ممانعت فاز PE80 از بلورینگی PE100، عدم رخداد هم بلورینگی و ایجاد حفرات در محل جوش به دلیل کاهش استحکام است. لذا می توان گفت گرچه جوش پذیری دو لوله با گونه های مختلف پلی اتیلن از نظر فیزیکی ممکن است اما از نقطه نظر علمی و ریزساختاری چنین کاری می تواند در بلند مدت منجر به ایجاد نقص در خطوط لوله شود. راهکار چنین مشکلاتی که گاها ممکن است در خطوط لوله پیش آید، استفاده از کوپلینگ های الکتروفیوژنی و انجام جوش الکتروفیوژن در محل اتصال، استفاده از فلنج و یا سایر اتصالات مکانیکی با رعایت اصول استاندارد می باشد.

PN در لوله های پلی اتیلن

PN نشان دهنده حداکثر فشار مجازی است که لوله پلی اتیلن می تواند تحمل کند. لوله های پلی اتیلن در فشارهای کاری مختلف تولید می شوند و هر چه مقدار PN در یک لوله بیشتر باشد، به معنای آن است که ضخامت دیواره آن بیشتر است.