:: اخبار و مقالات::::مقالات::

شناخت و مقایسه انواع لوله‏ های پلاستیکی‎ ‎

با توجه به استفاده روز افزون از لوله‏ های پلاستیکی در تأسیسات صنعتی و ساختمان‏های کشور و تولید و توزیع انواع مختلف لوله‏ های ‏پلاستیکی با نام‏ها و جنس‏های مختلف به موازات توسعه صنعت پتروشیمی، انتخاب و خرید بهترین و مناسب ترین نوع لوله‏ی پلاستیکی برای ‏یک کاربرد خاص آسان نمی‏باشد و نیازمند مطالعه و شناخت انواع معمول این لوله‏ هاست‎.‎

شناخت و مقایسه انواع لوله‏ های پلاستیکی‎ .

با توجه به استفاده روز افزون از لوله‏ های پلاستیکی در تأسیسات صنعتی و ساختمان‏های کشور و تولید و توزیع انواع مختلف لوله‏ های ‏پلاستیکی با نام‏ها و جنس‏های مختلف به موازات توسعه صنعت پتروشیمی، انتخاب و خرید بهترین و مناسب ترین نوع لوله‏ی پلاستیکی برای ‏یک کاربرد خاص آسان نمی‏باشد و نیازمند مطالعه و شناخت انواع معمول این لوله‏ هاست‎.‎

شناخت و مقایسه انواع لوله‏ های پلاستیکی‎ ‎
شناخت و مقایسه انواع لوله‏ های پلاستیکی‎ ‎

با توجه به استفاده روز افزون از لوله‏ های پلاستیکی در تأسیسات صنعتی و ساختمان‏های کشور

و تولید و توزیع انواع مختلف لوله‏ های ‏پلاستیکی با نام‏ها و جنس‏های مختلف به موازات توسعه صنعت پتروشیمی،

انتخاب و خرید بهترین و مناسب ترین نوع لوله‏ی پلاستیکی برای ‏یک کاربرد خاص آسان نمی‏ باشد

و نیازمند مطالعه و شناخت انواع معمول این لوله‏ هاست‎.‎

بکارگیری لوله‏ های پلاستیکی در تأسیسات به اواسط دهه‏ی ۱۹۳۰ میلادی برمی‏گردد.

در آن زمان برای اولین بار آلمان‏ها از لوله‏ های ‏پلاستیکی برای سیستم‏های تخلیه فاضلاب استفاده کردند.

بعدها شناخت هر جه بیشتر معایب و نقاط ضعف لوله‏ های فلزی باعث گردید تا لوله‏ های ‏پلاستیکی

به مرور زمان و در بسیاری موارد جایگزین لوله‏ های فلزی گردند‏‎.‎

از مهمترین معایب لوله‏ های فلزی می‏توان به خوردگی، رسوب‏گیری سطوح داخلی، وزن زیاد،

حمل و نقل و نصب مشکل آن‏ها (در مقایسه با ‏لوله‏ های پلاستیکی) اشاره نمود‏‎.‎

لوله‏ های پلاستیکی نیز اگرچه دارای معایب و مشکلات خاص خود می‏باشند اما انواع خاصی از آن‏ها

برای کاربردهای خاصی از آن‏ها برای ‏کاربردهای خاصی مناسب‏ترین انتخاب می‏باشند و ضمناً

با توجه به پیشرفت های روز‏افزون در دانش و فن‏آوری صنایع پتروشیمی و علوم ‏مهندسی پلیمر

روشهایی برای مقاوم‏‎سازی و کیفیت بخشی به لوله‏ های پلاستیکی و برطرف‏سازی عیوبشان ابداع گردیده

که بسیار موثر بوده‏اند و ‏هم اکنون نیز تحقیقات گسترده‏ای در زمینه و همچنین تولید پلاستیک‏ها

و پلیمرهای جدید به ویژه پلیمرهای کامپوزیتی برای تولید لوله‏ های صنعتی ‏در حال انجام است‏‎.‎

پلاستیک‏ها مواد دست‏ ساز بشر هستند که پایه‏ ی اصلی آن‏ها پلیمرهای آلی می‏باشد و از تنوع فراوانی برخوردارند.

اصولاً پلاستیک‏ها را براساس ‏رفتارشان در برابر حرارت به دو دسته کلی تقسیم‏ بندی می‏کنند که عبارتند از‏‎:‎

‎ ‎‏۱‏‎- ‎ترموپلاستیک‏ها‎ (Thermoplastics).‎

‎ ‎‏۲‏‎- ‎ترموست‏ها‎ (Thermosets).‎

بطور کلی ترموپلاستیک‏ها در درجه حرارت معمولی محیط جامد بوده و با افزایش درجه حرارت نرم و شکل‏پذیر می ‏شوند.

آن‏ها را می‏توان با ‏اعمال حرارت تغییر شکل داد و مجدداً به شکل اولیه بازگرداند غالب مواد بکار رونده در ساخت لوله‏ های پلاستیکی

از نوع ترموپلاستیک‏ها ‏هستند که از جمله می‏توان به پلی‏پروپیلن‎ (p.p)‎، پی‏وی‏سی‎ (PVC) ‎یا پلی‏اتیلن‎ (PE) ‎اشاره نمود.

اما ترموست‏ها مواد نسبتاً تردی می‏باشند. ‏بطوریکه به راحتی نمی‏توان آن‏ها را حتی با اعمال حرارت تغییر شکل داد.

آن‏ها یکبار برای همیشه شکل داده می‏شوند و شکل تغییرناپذیر و ثابت ‏خود را حفظ می ‏کنند‎.‎

خواص لوله‏ های پلاستیکی

انتخاب ماده‏ ی مناسب برای ساخت لوله‏ ها به سیال منتقل شونده و مشخصه‏ های سرویس و شرایط کاری سیستم بستگی دارد.

بسته به نوع ‏پلاستیک‏ها ممکن است برخی از خصوصیات پلاستیک‏ها برای سیستم و تأسیسات مورد نظر ما مطلوب

و برخی نیز نامطلوب می‏باشد. انواع لوله ‏های پلاستیکی‎ ‎به هر حال برخی از خصوصیات نامطلوب را می‏توان

از طریق طراحی و نصب اصولی کاهش داد یا حذف نمود اما آنچه مسلم است انتخاب ‏جنس مناسب لوله

برای کاربردهای متفاوت مستلزم داشتن دانش کافی درباره‏ی خواص،

مزایا و معایب انواع لوله‏ های پلاستیکی است.

در زیر به ‏بررسی مهمترین خصوصیات و ویژگی‏های لوله ‏های پلاستیکی می‏پردازیم‎.‎

مقاومت به سایش و خوردگی

بطور کلی لوله‏ های پلاستیکی از مقاومت چشمگیری در برابر انواع اسیدها، محلول‏های نمکی، مایعات و گازهای خورنده برخوردارند.

در مورد ‏سایش‎ (erosion) ‎میزان مقاومت لوله‏ های پلاستیکی به نوع سیال منتقل شونده از داخل لوله و

شرایط سرویس و سیستم بستگی دارد‏‎.‎

میزان مقاومت به خوردگی لوله‏ های پلاستیکی با افزایش غلظت برخی از مواد شیمیایی خاص تغییر می‏کند.

برای مثال لوله ‏های پلی ‏اتیلن می‏تواند ‏اسید سولفوریک ۷۰ درصد را در‏‎ °C) ‎‏۲۳‏‎ °F ‎‏۷۳‏) ‎انتقال دهد

در حالی که برای انتقال اسیدسولفوریک ۹۵ درصد مناسب نمی‏ باشد‎.‎

درجه حرارت نیز عامل مهم و تعیین کننده‏ای برای مقاومت لوله‏های پلاستیکی در برابر خوردگی است.

برای مثال برخی از لوله‏ های پلی ‏اتیلن که ‏برای انتقال گازهای حاوی اکسیدهای نیتروژن در‏‎ °C‎‏۲۳‏‎ ‎مناسب می‏ باشند،

نباید برای انتقال این گازها در‏‎ °C‎‏۵۰‏‎ ‎مورد استفاده قرار گیرند‎.‎

فرمولاسیون خاص یک ماده‏ ی پلاستیکی مشخص نیز می‏تواند عاملی در تعیین میزان مقاومت کلی ماده

در برابر مواد شیمیایی خورنده و میزان ‏غلظت آن‏ها باشد‎.‎

صافی جداره‏ ی داخلی

لوله‏ های پلاستیکی جداره‏ های داخلی فوق‏ العاده صافی را دارند که باعث جلوگیری از تجمع هر نوع رسوب

بر روی جداره‏ های داخلی‏شان ‏می ‏گردد و بنابراین بروز مشکل گرفتگی و انسداد به واسطه ‏ی کاهش تدریجی قطر داخلی

در اثر تجمع رسوبات در مورد لوله ‏های پلاستیکی ‏منتفی می ‏گردد. در حالی که لوله ‏های فلزی

به مرور زمان در اثر خوردگی از بین رفته و در اثر تجمع رسوبات بر روی سطوح داخلی‏شان افت ‏فشارهای اصطکاکی

در آن‏ها افزایش یافته و در نتیجه ظرفیت آن‏ها برای انتقال سیالات کاهش خواهد یافت‎.‎

خواص حرارتی

بطور کلی قابلیت هدایت حرارتی لوله‏ های پلاستیکی نسبت به دیگر لوله ‏ها پائین‏تر است

که در نتیجه تلفات حرارتی یا بالعکس جذب حرارت از ‏طریق جداره این لوله‏ ها،

انواع لوله های پلاستیکی به حداقل ممکن (در مقایسه با دیگر لوله‏ها) می ‏رسد. این خصوصیت لوله‏ های پلاستیکی

در ‏مواردی که از این لوله‏ ها برای سیستم‏های فاضلاب استفاده گردد یک مزیت به حساب می ‏آیند.

چرا که از ته‏نشین شدن مواد چرب همراه فاضلاب ‏در لوله‏ ها و کاهش نرخ تخلیه جلوگیری به عمل می ‏آید.

نرخ انبساط حرارتی لوله‏ های پلاستیکی در مقایسه با دیگر لوله‏ ها بالاتر است و

این نکته ‏را باید به هنگام طراحی تأسیساتی که دارای نوسانات زیاد درجه حرارت می‏باشند، مدنظر داشته باشیم.

برای مثال ضریب انبساط حرارتی‎ ‎P.V.C) ‎نوع‎ I /C‏°۶‏‎- ‎‏۱۰‏‎×‎‏۵۰‏‎ ‎تا ۶۳) پنج برابر فولاد(‎ /C‏°۶‏‎- ‎‏۱۰‏‎× ‎‏۱۲)‏‎ ‎است.

به همین علت تعداد بست‏ها و نگه‏دارنده‏های مورد نیاز جهت ‏نصب لوله‏‎ ‎‏های پلاستیکی در مقایسه با لوله‏ های فلزی

به مراتب بیشتر بوده و در فواصل کمتری نسبت به یکدیگر (در مقایسه با لوله ‏های ‏فولادی) باید نصب گردند.

به همین دلیل در صورتی که لوله ‏های پلاستیکی بدرستی مهربندی نشوند، به هنگام نوسانات زیاد حرارتی مستعد

پیچ و ‏تاب خوردگی‎ (Snaking) ‎خواهند بود. لوله ‏های پلاستیکی وقتی در معرض درجه حرارت بالا قرار گیرند،

نرم می‏شوند و به همین دلیل باید از ‏عبور دادن این لوله ‏ها از نقاط خیلی گرم یا از مجاورت وسایلی که حرارت بالایی تولید می‏کنند،

خودداری نمود. حد بالای تحمل درجه حرارت در ‏لوله‏ های پلاستیکی بسته به جنس و نوعشان از‏‎ °C‎‏۵۰‏‎ ‎تا حداکثر‎ °C‎‏۱۵۰‏‎ ‎متغیر است‏‎.‎

مشخصه‏ های الکتریکی

بطور کلی پلاستیک‏ها هادی جریان الکتریسیته نیستند و به همین علت انواع لوله های پلاستیکی

هیچگاه در معرض خوردگی‏های گالوانیکی و ‏الکتروشیمیایی قرار نمی‏گیرند. همان طور که می‏دانید،

بروز پدیده‏ی خوردگی گالوانیک در لوله‏ های فلزی مدفون در زیر خاک یکی از مهمترین ‏دلایل آسیب دیدن

و از بین رفتن تدریجی این لوله‏ هاست‏‎.‎

چگالی

لوله‏ های پلاستیکی بسیار سبک‏تر از لوله‏ های فولادی، آزبستی، بتنی و سیمانی هستند

و از نظر چگالی در محدوده‏ی ۹/۰ تا ۳‏cm/gr‏۲‏‎ ‎(بسته به ‏نوع و فرمولاسیون) قرار دارند.

سبکی لوله‏ های پلاستیکی مزیت‏های فراوانی را برای این نوع لوله به ارمغان آورده است.

از جمله آنکه ‏هزینه ‏های حمل و نقل و نصب آن‏ها به مراتب کمتر شده و حمل و نقل آن‏ها به آسانی و با سرعت بیشتری

در مقایسه با دیگر لوله‏ ها صورت ‏می‏گیرد. اغلب لوله ‏های پلاستیکی به راحتی با دست نصب می‏شوند

و در بیشتر موارد نیاز به ماشین آلات و ابزار خاصی ندارند‏‎.‎

خواص مکانیکی

آنچه مسلم است پلاستیک‏ها مقاومت مکانیکی فلزها را ندارند. خواص مکانیکی لوله های پلاستیکی اما قابلیت انعطاف بالاتری برخوردارند.

‏مقاومت پلاستیک‏ها در برابر نیروهای کششی بیش از حد لازم می‏باشد. با افزایش درجه حرارت

سیستم لوله‏ کشی مقاومت مکانیکی لوله‏ های ‏پلاستیکی پائین‏تر آمده اما مقاومت در برابر ضربه بیشتر می‏ گردد.

از آنجا که لوله‏ های پلاستیکی عموماً چقرمه (محکم و در عین‏حال بسیار ‏انعطاف‏پذیر) هستند،

ضربات خارجی وارده به سطح خود را با حداقل خسارت یا حتی هیچگونه صدمه‏ای به خوبی جذب می‏کنند.

در حالیکه همین ‏ضربات در مورد لوله‏ های با جنس ترد می‏تواند باعث بروز صدمات جدی گردد‏‎.‎

قابلیت اشتعال‏

لوله‏ های پلاستیکی عمدتاً از پلیمرها ساخته می‏شوند و ترکیبات آلی دیگری نیز به همراه دارند و بنابراین قابل اشتعال می‏باشند.

البته پلاستیک‏های ‏مختلف رفتارهای کاملاً متفاوتی را در برابر آتش از خود نشان می‏دهند.

در اغلب موارد آتش باعث تجزیه شیمیایی در ساختار لوله ‏های پلاستیکی ‏گردیده

و محصولات حاصل از احتراق این لوله‏ ها باعث گسترش و افزایش حجم آتش می‏شوند‎.‎

رده‏ بندی لوله‏ های پلاستیکی از نظر تحمل فشار‏

به جز لوله‏ های مورد استفاده در فاضلاب و سیستم‏های تخلیه، تمام لوله ‏های پلاستیکی از نظر تحمل فشار رده‏بندی شده ‏اند.

بطور کلی سه روش ‏استاندارد برای رده‏ بندی لوله‏ های پلاستیکی از نظر تحمل فشار موجود است که عبارتند از‏‎:‎

‎ ‎‏۱‏‎- ‎عدد شجول‎ (schedule number):‎‎

‎که از رابطه‎ (P/S)×‎‏۱۰۰۰‏‎ ‎قابل محاسبه است که در آن‎ (P) ‎فشار سیستم (سرویس) مورد نظر

و‎ (S) ‎حد مجاز تنش‎ (allowable stress) ‎است و مسلم است که هر دو باید با واحدهای یکسان در این فرمول قرار داده شوند.

انواع لوله های پلاستیکی

‎ ‎‏۲‏‎- ‎نسبت ابعادی استاندارد‏‎ (SDR):‎

‎ SDR ‎که مخفف‎ (Standard dimension Ratio) ‎است از تقسیم قطر خارجی لوله به ضخامت آن قابل محاسبه است‏‎.‎

‎ ‎‏۳‏‎- ‎رده ‏بندی عددی برای سطح فشار قابل تحمل‏‎:‎

‎ ‎در این روش برای هر لوله فشار قابل تحمل به صورت عددی مشخص می‏ گردد.

برای مثال معمول‏ترین رده‏های فشاری لوله ‏های پلاستیکی ‏عبارتند از ۵۰، ۱۰۰، ۱۲۵، ۱۶۰، ۲۰۰، ‏PSI ‎‏۳۱۵‏‎.

برخی اوقات نیز برای رده‏ بندی فشاری و شناسایی لوله ‏های ترموپلاستیکی از کدهای ‏چهار رقمی

و یک پیشوند الفبایی که نشان دهنده‏ ی نوع پلیمر است، استفاده می‏گردد.

رقم اول و دوم این کد چهار رقمی به ترتیب نشانگر نوع و ‏پایه‏ی رزین و رقم سوم و چهارم میزان فشار لازم

جهت تست هیدرواستاتیکی لوله را به صورت تقسیم شده بر ۱۰۰ و برحسب‎ Psi ‎بیان ‏می‏ دارند.

برای مثال کد “۱۱۲۰‏‎ “ PVC ‎نشانگر لوله‏ ای است که از جنس پلی‏ وینیل کلراید‎ PVC ‎نوع ۱ و

پایه‎ (grade) ‎‏۱‏‎ ‎شاخه شده است و ‏فشار تست هیدرواستاتیک آن‏‎ psi ‎‏۲۰۰۰‏‎ ‎معادل‎ Mpa ‎‏۸/۱۳‏ ‎می‏باشد‎.‎

دوام و پایداری لوله‏ های پلاستیکی

آزمایش‏های گوناگون انجام شده در آزمایشگاه‏های مجهز صنعتی و همچنین تجربیات عملی در محیط‏های عملیاتی حاکی

از آن است که لوله ‏های ‏پلاستیکی (از نوع ترموپلاستیک‏ها) مدفون در زیر خاک،

در مقابل حملات هرگونه باکتری، قارچ و دیگر میکرو ارگانیسم‏ها (موجودات ذره ‏بینی) کاملاً ایمن می ‏باشند‎.‎

مقاومت در برابر عوامل جوی

لوله‏ های پلاستیکی وقتی در معرض اشعه ‏ی ماوراءبنفش‏‎ (UV) ‎قرار گیرند، مستعد تجزیه شیمیایی

و فساد و تباهی به واسطه‏ ی آن هستند تابش ‏اشعه‏ ی ماوراءبنفش بر سطح لوله‏ های پلاستیکی

باعث ترد و شکننده شدن آن‏ها و در نتیجه مستعد شدن آن‏ها برای ترک خوردگی می‏گردد.

‏امروزه توسط افزودن مواد بازدارنده‏ی تابش‏های ماوراءبنفش و تغییر در فرمولاسیون لوله ‏های پلاستیکی

این لوله ‏ها را در برابر عوامل جوی ‏مقاوم می ‏نمایند‎.‎

کاربرد لوله‏ های پلاستیکی

مهمترین موارد کاربرد لوله‏ های پلاستیکی عبارتند از: سیستم‏های فاضلاب، آب‏رسانی، آبیاری، توزیع آب

، باغبانی، تصفیه خانه‏های فاضلاب، ‏صنایع غذایی، کارخانجات داروسازی و‏‎ …‎

در سالیان اخیر در صنایع نفت و گاز نیز برای خطوط انتقال گاز طبیعی و نفت خام در بسیاری از موارد

از لوله ‏های پلاستیکی استفاده شده است‏‎.‎

موم ته‏ نشین شونده در لوله ‏های انتقال نفت خام باعث گرفتگی و کاهش قطر مؤثر این لوله ‏ها می‏گردد

که با استفاده از لوله‏های پلاستیکی این ‏مشکل رفع می ‏شود‎.‎

روش‏ های مقاوم‏سازی پلاستیکی و افزایش طول عمر آن‏ها

جهت بالابری مقاومت مکانیکی و افزایش طول عمر پلیمرها تحقیقات انواع لوله های پلاستیکی وسیعی به عمل آمده

و امروزه یکی از مهمترین ‏روش‏هایی که بدین منظور اتخاذ می‏گردد، روش مشبک‏‎ (Gross link) ‎کردن پلیمرهاست.

در این روش ساختار مولکولی طولی و زنجیره‏ای ‏پلیمرها به ساختار شبکه‏ای (فضایی) تغییر می‏یابد

و بدین وسیله پلیمرها در برابر تنش‏های وارده مقاوم خواهند شد‎.‎

یکی دیگر از روش‏های بالابری مقاومت مکانیکی لوله‏ های پلاستیکی، تلفیق فلز و پلاستیک در ساخت این لوله‏ ها

به طریقی است که یک لایه ‏فلزی برای مثال آلومینیوم در میانیک لایه داخلی و خارجی از جنس پلاستیک قرار می‏گیرد.

در واقع یک لوله‏ ی فلزی با جداره‏ ی نازک در دل ‏یک لوله‏ ی پلاستیکی قرار می‏گیرد‎.‎

حافظه‏ ی حرارتی لوله‏ های پلاستیکی

در اکثر موارد که خم یا هرگونه تغییر شکل نادرست و غلطی به لوله ‏های پلاستیکی داده شود،

با اعمال حرارت لوله به حالت و شکل اولیه‏ ی خود ‏باز گشته و به همین دلیل اصطلاحاً گفته می‏شود که

لوله‏ های پلاستیکی (البته از نوع ترموپلاستیک‏ها) از ” حافظه حرارتی‎ (Thermal ‎memory) ” ‎برخوردارند‎.‎

سر و صدا‏‎ (Noise) ‎در لوله‏ های پلاستیکی

در صورتیکه جهت سیستم‏های تخلیه‏ی فاضلاب از لوله‏ های پلاستیکی استفاده شود،

صدای تولیدی به هنگام تخلیه‏ ی فاضلاب در مقایسه با ‏لوله‏ های چدنی بیشتر خواهد بود.

زیرا همانطور که می‏دانید یکی از مهمترین خواص مهندسی چدن‏ ها انواع لوله های پلاستیکی، قابلیت بالای جذب ‏صدا و ارتعاشات است.

همانطور که می‏دانید‎ PVC ‎یک پلیمر قابل انعطاف و‏‎ ABS ‎یک پلیمر سخت و انعطاف ناپذیر است.

بر اساس نتایج به ‏دست آمده در آزمایشگاه‏های فنی صدای تولیدی در نتیجه‏ی تخلیه فاضلاب در لوله‏ های‎

PVC ‎در مقایسه با لوله‏ های چدنی بین ۶ تا ۱۰ دسی‏بل‎ ‎‎(DB) ‎بیشتر و در لوله‏ های‎

ABS ‎در مقایسه با لوله ‏های چدنی بین ۸ تا ۱۵ دسی‏بل‎ (DB) ‎بیشتر است‏‎.‎

تجربیات آزمایشگاهی حاکی از آن است که با افزایش سطح صدا در لوله‏ ها به اندازه‏ی ۱۰ دسی‏بل انسان تصور می‏نماید

که سطح صدا دو برابر ‏شده است‎.‎

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دکمه بازگشت به بالا