بررسی و معرفی لوله پلی اتیلن
لولههای پلی اتیلن به دو نوع تک جداره و دوجداره تقسیم میشوند که در ادامه به روش تولید هر دو نوع میپردازیم. لولههای پلی اتیلن تک جداره که از جمله لولههای پلیمری هستند، در واقع از یک لایه تشکیل شدهاند و در موارد مختلفی از جمله انتقال آب شرب و لولههای سیستمهای آتشنشانی مورد استفاده قرار میگیرند.
از لولههای دوجداره پلی اتیلن یا لوله دوجداره کاروگیت که تحمل فشار بسیار زیاد خارجی را دارند، برای مواردی مانند پل سازی و راه سازی استفاده میکنند.
مواد اولیه تولید لوله پلی اتیلن دوجداره کاروگیت، دارای خواصی مانند مقاومت شیمیایی بالا، انعطافپذیری زیاد، سبک بودن وزن و همچنین مقاومت بسیار بالا در مقابل حرارت، برق، ضربه و مواد خورنده هستند.
تولید لوله پلی اتیلن تک جداره، به روش اکستروژن و تولید لوله دوجداره کاروگیت به روش اکستروژن پیوسته است که در ادامه به آن اشاره میشود
موارد استفاده و کاربرد لوله پلی اتیلن
موارد استفاده لولههای پلی اتیلن با گذشت زمان رشد چشمگیری داشته و این رشد فزاینده به دلیل استفاده از تکنولوژیهای جدید در ساخت مواد اولیه پلی اتیلن با کیفیت بهتر، باعث شده است تا نسل جدیدی از لولههای پلی اتیلن های گرید (high grade) به وجود بیاید.
لوله پلی اتیلن از حدود ۷۰ سال پیش در صنایع مختلف اروپا و سپس ایالات متحده مورد استفاده قرار گرفته است. از جمله کاربریهای حال حاضر لوله پلی اتیلن میتوان انتقال آب (سیستمهای آبرسانی، آبیاری تحت فشار و …)، انتقال و جابجایی سیالات شیمیایی، سیالات خنککننده و گرم کننده، استفاده به عنوان پوشش محافظ و عایق کابلهای برق و فیبر نوری و مصارف گوناگون و مختلف دیگر را نام برد.
لوله پلی اتیلن تک جداره، از جمله این لولهها است که میتوان از آن در فشارهای بین ۲ تا ۴۰ اتمسفر (بسته به مواد اولیه و قطر و ضخامت لوله) در صنایع مختلف استفاده نمود. ویژگیهای منحصر بفرد لوله پلی اتیلن نسبت به انواع دیگر لولهها (فولادی، آزبست، و …) باعث گردیده است که سرعت رشد استفاده از این لولهها در شبکههای انتقال و توزیع آب و سیستمهای آبیاری تحت فشار نسبت به دیگر موارد بسیار بیشتر باشد.
مشخصات و شکل ظاهری لوله پلی اتیلن
از ویژگی ها و مشخصات ظاهری لوله پلی اتیلن می توان به موارد زیر اشاره کرد :
- ضریب زبری پایین
- عدم گرفتگی لوله در اثر رسوبات
- مقاوم در مقابل حلالها و گازهای شیمیایی
- وزن کم در مقایسه با لولههای بتنی مشابه
- عدم نیاز به ماشین آلات سنگین در موقع اجراء
- صرفه جویی در هزینههای اجرائی
- عمر بسیار طولانی بهرهبرداری
- تولید با تکنولوژی جدید و به روز باکیفیت بالا
معرفی انواع لوله پلی اتیلن
لوله پلی اتیلن تک جداره
لوله پلی اتیلن تک جداره از جمله لوله های پلیمری است که بسته به مواد اولیه، قطر و ضخامت لوله، می توان از لوله پلی اتیلن تک جداره، در فشارهایی بین 2 تا 40 اتمسفر در صنایع مختلف استفاده کرد. ويژگي های منحصر بفرد لوله پلی اتيلنی نسبت به انواع ديگر لوله، منجر رشد سریع استفاده از اين محصول در شبكههای انتقال و توزيع آب رسانی و گاز رسانی نسبت به ديگر موارد شده است. به گونه ای که در پنجاه سال گذشته اين صنعت با پيشرفت هایی که در زمينه توليد انواع لوله پلی اتیلن و اتصالات پلی اتیلن کرده است، خود را به عنوان جايگزين مناسبی برای لوله های فلزي،PVC ، GRP و چدنی مطرح نموده است و توانسته در اکثر موارد به عنوان جايگزين اين قبيل لوله ها، لوله های خود را مطرح نمايد.
روش توليد لوله پلی اتیلن تک جداره
فرآيند توليد لوله پلی اتيلن تک جداره به روش اكستروژن می باشد كه مواد اوليه به صورت گرانول به داخل دستگاه اكسترودر وارد شده و در اثر حرارت ذوب می شوند. مواد ذوب شده به وسيله ماردون (ميله مارپيچ) به جلو رانده شده و پس از خروج از اكسترودر وارد قالب می شوند . مواد پخته شده پس از خروج از سر قالب، از كاليبراتور عبور نموده و در تانك وكيوم با اعمال فشار مناسب شكل داده می شوند. سطح لوله به محض خروج از كاليبراتور بوسيله لايه هايی از جريان آب سرد خنك می گردد.
لوله پلی اتیلن توليد شده به وسيله دستگاه كشنده، به تدريج از درون تانك های خلاء و خنك كننده كشيده شده و بوسيله دستگاه مارك زن، مشخصات فنی، تاريخ توليد، علامت استاندارد و نشان اختصاری نام شركت بر روی آن ثبت می گردد و سپس بوسيله دستگاه برش، در متراژهای مختلف و معين بريده می شوند. کلیه مراحل تولید توسط دستگاههای کاملا اتوماتیک کنترل می شوند که کیفیت محصول نهایی قابل قبول و در حد نام شرکت و استاندادرها باشد.
لوله پلی اتیلن دو جداره
عموما به لوله هایی که شامل دوجداره بیرونی با ظاهر موجدار یا حلقه حلقه و لایه داخلی صاف و صیقلی هستند، که برای انتقال سیالات اسیدی و بازی، شبکه های جمع آوری فاضلاب، شبکه های آبرسانی و پساب های صنعتی بکار برده می شوند، لوله پلی اتیلن کاروگیت یا دوجداره می گویند. همانطور که از نام آن ها پیداست لوله پلی اتیلن دوجداره از دولایه تشکیل شده و هر دو لایه از مواد پلی اتیلن هستند. در واقع لوله پلی اتیلن کاروگیت با اندازه قطر داخلی شناخته می شوند همچنین به رنگ مشکی و لایه درون آن ها اغلب به رنگ آبی و یا زرد دیده می شود .
هدف از تولید لوله کاروگیت افزایش مقاومت و کاهش زبری نسبی درون لوله فاضلاب می باشد. با توجه به اینکه جریان فاضلاب حاوی مواد جامد می باشد، کاهش زبری نسبی لوله کاروگیت باعث کاهش رسوب گذاری جریان فاضلاب می گردد که این امر به نوبه خود منجر به کاهش هزینه های نگهداری شبکه جمع آوری فاضلاب می گردد.
سطوح داخلی و خارجی لوله و اتصالات کاروگیت باید صاف و تمیز بوده و نباید شیار،تاول، سوراخ و یا هر گونه ناهمواری دیگری در آن مشاهده گردد. انواع لوله های دوجداره جهت انتقال فاضلاب و سیالات بدون فشار داخلی طراحی و ساخته شده اند. این نوع از لوله پلی اتیلن توانایی تحمل فشار خارجی بسیار بالایی دارد و به همین دلیل در صنایع دیگر نیز از این لوله ها استفاده می شود.
لوله پلی اتیلن اسپیرال
لوله پلی اتیلن اسپیرال با تکنولوژی بالا، در سایز های بزرگ (از 1000 تا 3000) و دیواره آن ها از پلی اتیلن دانیسته بالا یعنی (HDPE) ساخته می شود. همچنین در مقایسه با لوله بتنی و لوله PVC جزء یکی از اقتصادی ترین و بادوام ترین لوله ها بشمار می رود. لوله پلی اتیلن اسپیرال از نظر مشخصات فنی سبک تر از لوله های تک جداره ساخته می شوند که می توانند برای انتقال فاضلاب و یا سیالات به کار روند.
در صورتی که وزن خاک از آستانه تحمل لوله های کاروگیت بالاتر باشد، لوله پلی اتیلن اسپیرال نیز به جای لوله های کاروگیت قرار می گیرد. لوله پلی اتیلن اسپیرال را می توان در زمینه های مختلف به کار برد، برای مثال می توان در زمینه خطوط انتقال فاضلاب، ترمیم خطوط انتقال فاضلاب قدیمی ،آبگیرها و آبریز های درون دریا ، ایجاد معابر غیر هم سطح زمین ،ساخت مخازن نگهداری مواد شیمیایی و کاربرد های خاص دیگر اشاره کرد.
مشخصات فنی لوله پلی اتیلن
مشخصات فنی لوله های پلی اتیلن معمولا به این شکل توضیح داده می شود که این لوله ها چه مقدار بار را میتوانند تحمل کنند یعنی فشاری که از دورن به ان وارد میشود باید چقدر باشد خب این یعنی اینکه باید لوله هارا با توجه به نیاز با مشخصات دقیق تهیه فرمایید.
برای مثال اگر لوله ایی فشار کاری ان 6 بار است اصلا نباید انرا در جایی که شار اب 8 است استفاده کنید به این دلیل که این لوله ها منفجر میشود یا همان منجر میشود از دیگر مشخصات این لوله ها گرید های ان است یعنی مواد اولیه ای که لوله ها از ان تولید میشود مواد اولیه PE100 این مواد از بهترین مواد های موجود برای تولید لوله های پلی اتیلن است که با وزن کم لوله ها باعث مقاومت بسیار خوب ان میشود.
مواد اولیه PE80 این مواد اولیه هم بیشترین کاربرئ را در پروژه ها دارد به طوری که همه برای اجرای پروژه تاکید دارند مواد PE63 این مواد اولیه امروزه در پروژه ها اصلا استفاده نمیشود زیرا این لوله ها با وجود وزن بسیار بالا وضخامت بالای لوله بازهم از مقاومت مناسبی برخوردار نیست این لوله ها به دلیل وزن بالا قیمت ان بسیار بالا خواهد بود.
فرایند ساخت و تولید لوله پلی اتیلن
تولید لوله پلی اتیلن تکجداره
لوله پلی اتیلن تکجداره از جمله لولههای پلیمری است که با توجه به ویژگیهای لوله پلی اتیلن نسبت به دیگر لولهها، روند استفاده از این محصول رو به افزایش است.
تولید لوله پلی اتیلن تکجداره به روش اکستروژن میباشد. مواد اولیه که به صورت گرانولهای شفاف هستند، در موارد مختلف در صنایع لاستیک و پلاستیک مورد استفاده قرار میگیرند. در این روش مواد اولیه ، به داخل دستگاه اکسترودر وارد و سپس در اثر حرارت ذوب میشوند.
در ادامه مواد ذوب شده به وسیلهی ماردون به جلو رانده شده و پس از خروج از دستگاه اکسترودر، وارد قالب میشوند. در ادامه، مواد پخته شده پس از خروج از قالب از کالیبراتور عبور میکنند و با استفاده از تانک وکیوم و با اعمال فشار شکل داده میشوند.
سطح لولهها بلافاصله پس از خروج از دستگاه، به وسیلهی جریان آب سرد، خنک میشود. در پایان پس از ثبت مشخصات فنی، علامت استاندارد، تاریخ تولید و نشان شرکت، لولهها به وسیلهی دستگاه برش در اندازههای مختلف برش داده میشوند.
تولید لوله پلی اتیلن تکجداره که در بالا شرح داده شد، بسیار مختصر بود و در رابطه با عملکرد دستگاههای تولید صحبتی نشد. باید به این موضوع اشاره کرد که اگر هرکدام از ماشین آلات خط تولید در فرآیند تولید لوله پلی اتیلن تکجداره به درستی کار نکنند، فرآیند تولید با مشکل جدی روبهرو خواهد شد. اطمینان از سلامت دستگاههای خط تولید ضروری است.
تولید لوله دوجداره پلی اتیلن
تولید لوله دوجداره پلی اتیلن وجه شباهتهایی با تولید لوله پلی اتیلن تکجداره دارد و به روش اکستروژن است اما ماشین آلاتی که در این خط تولید به کار میرود متفاوت است. برای مثال در فرآیند تولید لوله دوجداره پلی اتیلن از دو دستگاه اکسترودر استفاده میشود که یکی از این دستگاهها برای تولید لایه داخلی و دستگاه دیگر برای تولید لایه خارجی مورد استفاده قرار میگیرد.
همانطور که اشاره شد، در این فرآیند نیز مانند تولید لوله پلی اتیلن تکجداره، مواد اولیه وارد دستگاه اکسترودر شده و ذوب میشوند. تعیین دمای مناسب در این مرحله بسیار مهم است و دماهای متفاوت باعث تفاوت نوع محصول تولید شده میشود.
در ادامه لوله برای شکل گرفتن از داخل محفظ های عبور کرده و برای ایجاد کردن حلقه در سطح خارجی لوله، از قالبهای دوار و پیوسته استفاده میشود. در پایان از جریان آب سرد برای خنک کردن لوله استفاده میشود.
نحوه تولید لوله پلی اتیلن فشار قوی
تولید لولههای پلی اتیلن فشارقوی نیز همانند سایر لولههای پلی اتیلن مراحلی نظیر مراحل زیر را باید طی کند:
- حرارت دادن
- قالبگیری
- ترکیب کردن
- تبدیل مواد خام به شکل موردنظر
- خنک کردن
استاندارد و کیفیت لولههای پلی اتیلن، به موارد مختلفی بستگی دارد که توجه کردن به آنها در فرآیند خط تولید بسیار مهم و حیاتی است. عملکرد دستگاههای خط تولید لوله پلی اتیلن، تاثیر به سزایی در کیفیت محصول نهایی خواهد داشت. در پایان خط تولید، واحد کنترل کیفیت از لولههای نمونه برداری کرده و پس از اطمینان از استاندارد محصول، تایید نهایی انجام میگیرد.
تامین مستقیم لوله پلی اتیلن
خرید و فروش عمده لوله پلی اتیلن
صادرات و واردات لوله پلی اتیلن
کشورهای آمریکا، آلمان، فرانسه و انگلیس جز بزرگترین تولیدکنندگان لوله پلی اتیلن در جهان هستند.
ساسول با سرمایه گذاری کلان کراکر پلاس برای تولید پلی اتیلن در آمریکای شمالی جایگاه اول را برای تولید این محصول به خود اختصاص داده است. کراکر پلاس شرکت ساسول در زمینی به مساحت 2200 هکتار با سرمایه کل 11 میلیارد دلار یعنی 2 میلیارد دلار بیشتر از سرمایه گذاری این شرکت در سایت لوئیزیانا در حال ساخت است.
جهت صادرات باید بازار جهانی محصول مورد نظر را در نظر گرفت. پیش بینی بازار جهانی برای پلی اتیلن در سال 2023 برابر با 2.6 درصد افزایش نرخ رشد مرکب سالیانه تا سال 2024 است. بنابراین افزایش رشد مرکب سالیانه طی پنج سال آینده سبب توجه به این محصول برای تولید و صادرات خواهد بود. ایران نیز یکی از مهمترین تولیدکنندگان پلی اتیلن در آسیا است.
نگهداری و بسته بندی لوله پلی اتیلن
لوله های پلی اتیلن به شکل کلاف و یا شاخه تولید میشوند و روی تریلرهای کفی به محل پروژه مورد نظر حمل میشوند.
لولههای پلی اتیلن که به صورت کلاف میباشند، باید در حین تولید طوری کلاف پیچ شوند که تغییر شکل موضعی مثل کمان، پیچش و شکست رخ ندهد. تولید لوله پلی اتیلن به صورت کلاف با اندازه اسمی 90 میلی متر و 110 میلی متر و SDR بزرگتر از 17 مجاز نمیباشد و باید به صورت شاخهای تولید این سایزها انجام پذیرد.
تولید لوله پلی اتیلن به صورت کلاف با اندازه 90 و 110 میلیمتر یا SDR21 با توجه به احتمال تغییر شکلهای موضعی از قبیل کمانش و پیچش و ایجاد تنشهای موضعی باید مورد توافق کاربر و تولید کننده قرار بگیرد. در بارگیری لولهها به صورت تو در تو (تلسکوپی) باید حداقل یک سایز فاصله و داشتن لبه انتها و ابتدای تریلر که هنگام شتاب و ترمز گیری از سر خوردن جلوگیری کند.
خارج کردن لولههای تو در تو باید بعد از تخلیه انجام شود، کف تریلر باید صاف و عاری از هرگونه میخ و لبه تیز باشد تا از آسیب به لوله جلوگیری شود.
در هنگام تخلیه و انبار باید از تماس لولهها با هر نوع روغن و سوختهای هیدروکربنی مانند گازوئیل جلوگیری شود. لوله با قطر بزرگتر باید کف تریلر قرار بگیرد و اتصالات در کارتن یا گونیهای مناسب بستهبندی شود.
لولههای پلی اتیلن به دلیل خواص مکانیکی خود در دماهای پایین شکنندهتر هستند، بنابراین هنگام بارگیری و باراندازی میبایست توصیه های تولید کننده را در این زمینه مراعات نمود.
در بارگیری و باراندازی لولهها می بایست از تجهیزات لیفتراک که دارای شاخک های صاف است یا جرثقیل مناسب استفاده شود.