ساختار لوله های پلی اتیلنی دوجداره اسپیرال

لوله های پلی اتیلنی دوجداره اسپیرال برای کاربرد در شبکه های بدون فشار (ثقلی) طراحی شده اند و حداکثر فشار طراحی آنها 1.5 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 تولید، این لوله ها تا سایز 3000 میلیمتر نیز قابل تولیدند.

مزایا:
١ـ سبکی لوله ها
٢ـ انعطاف پذیری
٣ـ مقاومت خارجی لوله ها در مقابل بارهای وارده
٤ـ سرعت اجرا
٥ـ نصب راحت
٦ـ ضریب زبری پایین
٧ـ مقاومت در مقابل مواد شیمیایی
٨ـ طول عمر بالا
٩ـ تنوع اتصالات
۱۰- غیر سمی بودن

کاربردها:

لوله های پلی اتیلنی دوجداره اسپیرال دارای کاربردهای گوناگون و متنوعی است که از آنها 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.
 عمده انتقال فاضلاب شهری توسط لوله های دفنی در زمین انجام می گیرد. لوله های کاروگیت بدلیل طراحی آنها دارای مقاومت حلقوی مناسب جهت اعمال بارهای وارده در زیر زمین با حداقل شیب و کمترین وزن ممکن که سبب کاهش قیمت لوله و نهایتاً هزینه کمتر، انتقال سیال را بعهده دارند.
پلی اتیلن دارای خواص لازمه و طول عمر بالا و تامین خواسته های بشر در انتقال فاضلاب که کمترین خوردگی توسط گازها و اسیدهای فاضلابی را شامل میگردد را دارد.
تنوع تولید این لوله ها با اتصالات مربوطه، بخش عمده ای از انتقال فاضلاب را در کشور بعهده دارد.
عموماً لوله های کاروگیت با اندازه قطر داخلی شناخته میشوند.


لوله های اسپیرال پلی اتیلن مزایای استفاده و کاربردها
تاریخچه انواع لوله
لوله کشی آب و تصفیه فاضلاب به عنوان یکی از راههای تأمین و بازیافت آب جهت مصارف مختلف امروزه در اغلب کشورهای دنیا به عنوان پروژه های زیربنائی مطرح و در دست اجرا می باشد. شبکه لوله های پلی اتیلن به عنوان ارزانترین با دوام ترین و سهل الوصول ترین گزینه جهت اجرای شبکه های فاضلاب در دنیا مطرح می باشد.

مزایای لوله اسپیرال پلی اتیلن

- مقاومت خوردگی بالا
عدم خوردگی در محلولهای شیمیایی شامل مواد بیولوژیکی (بدون آنکه هیچ واکنشی بدهند و یا ضایعاتی داشته باشند).
عدم تاثیر پذیری در خاک های مهاجم زمین های کشاورزی
فهرست تعدادی از موادی که پلی اتیلن در مقابل آنها از خود مقاومت خوبی نشان می دهند:
• استیک اسید 25٪.
• آمونیاک گاز و مایع، سدیم هیدروکسید 40٪،
• هیدروژن پروکسید 50٪،
• هیدروفلوئوریک اسید 60٪،
• اسید هیدروکلریک 30٪،
• اسید فسفریک 50٪،
• اسید پروکلریت 15٪،
• سدیم هیدروکسید 15٪،
• سدیم پروکسید 10٪
• اسید سولفوریک 30٪

مقاومت موارد فوق در ماکزیمم درجه حرارت بوده و در هر مورد با افزایش غلظت طول عمر لوله پلی اتیلن کاهش یافته و خوردگی افزایش می یابد.
مقالات متعددی در خصوص مقاومت شیمیایی لوله‌های پلی اتیلن در در بخش مطالب تخصصی دسترس می باشد.

- محدوده دمای کاری وسیع
ماکزیمم دمای مجاز برای سیال درون لوله و یا محیط اطراف
• برای کاربرد کوتاه مدت 82.2 درجه سلسیوس
• برای کاربرد بلند مدت 60درجه سلسیوس

- انعطاف پذیری
• نیاز به اتصالات کمتر نسبت به لوله های مشابه به دلیل انعطاف پذیری بیشتر
• مناسب در صنایع دریایی و شرایط ناهموار به دلیل شعاع خمش بالای HDPE( تقریباً 25 تا 40 برابر قطر لوله)
• امکان بارگیری و نصب سهل تر به دلیل قابلیت انعطاف بالای لوله های پلی اتیلن
- اتصالات مناسب با آب بندی کامل
مقاومت جوش, برابر و یا حتی بیشتر از لوله به دلیل همگن بودن جوش و لوله (جوش لب به لب روش مرسوم اتصال برای لو له های HDPE می باشد.)
امکان اصلاح هرگونه نقصی قبل از کارگذاری نهایی زیرا جوش می تواند در محل کارگذاری ترانشه انجام شود.
- رفتار هیدرولیکی مناسب تر
• امکان انتقال مقدار آب بیشتر در مقایسه با لوله های از جنس دیگر با سایز مشابه به دلیل افت ناشی از اصطکاک پایین لوله HDPE.
به عبارت دیگر:
• برای یک دبی مشخص می توان از لوله HDPE با سایز کوچکتر استفاده کرد.
(C=150, K= 0.01 – 0.015 mm)


مقاومت بالا در برابر سایش

    

- امکان استفاده در دماهای پایین
- وزن سبک و امکان جا به جایی راحتتر
- هزینه پایین انتقال و نصب
- غیر سمی بودن
- مقاومت ضربه خوب

خواص پلی اتیلن:
پلی اتیلن مذاب به هنگام سرد شدن کریستالیزه می شود و زنجیره های بلند موکولی آن در کریستالیتهای بسیار کوچک جای می گیرد. هر چه طول زنجیره ها کوتاهتر و درجه انشعاب کمتر باشد این عمل بهتر انجام میشود. اگر ماده مذاب به آرامی سرد شود کریستالیت ها ساختار بزرگی که گویچه (اسفرولایت) نامیده می شود به وجود می آورند. ناحیه کریستالی ,چگالی بیشتری نسبت به ناحیه آمورف دارد و لذا تعیین درجه کریستالیزاسیون مواد با توجه به چگالی آن امکان پذیر است.

• با افزایش چگالی (بالا رفتن درجه کریستالیزاسیون) خواص زیر افزایش می یابد :
- درجه حرارت ذوب کریستالی
- تنش کششی در نقطه تسلیم (Stress yield)

- مدول، سفتی و سختی
- مقاومت در برابر حلالها
• و خواص زیر کاهش می یابد :
- قدرت ضربه پذیری
- شفافیت
- مقاومت در برابر تنش ترک خوردگی محیطی ESCR
• با افزایش وزن مولکولی خواص زیر افزایش می یابد :
- قدرت ضربه پذیری
- تنش کششی در نقطه پارگی
- مقاومت در برابر تنش ترک خوردگی محیطی
روش تولید لوله پلی اتیلن
 فرآیند تولید لوله های پلی اتیلن به روش اکستروژن می باشد که مواد اولیه به صورت گرانول به داخل دستگاه اکسترودر وارد شده و در اثر حرارت ذوب می شود .
 سپس مواد ذوب شده به وسیله ماردون (میله مارپیچ) به جلو رانده می شود و پس از خروج از اکسترودر وارد قالب می شود . مواد پخته شده پس از خروج از سر قالب ، از کالیبراتور عبور نموده و در تانک وکیوم با اعمال فشار مناسب شکل داده می شوند . سطح لوله به محض خروج از کالیبراتور بوسیله لایه هایی از جریان آب سرد خنک می گردد .
حرارت بالای مذاب پلی اتیلن بعد از خروج از قالب بتدریج در تانک وکیوم و پس از آن در تانک های خنک کننده با استفاده از آب سرد کاهش می یابد .
لوله پلی اتیلن تولید شده بوسیله دستگاه کشنده بتدریج از درون تانک های خلاء و خنک کننده کشیده شده و بوسیله دستگاه مارک زن ، مشخصات فنی ، تاریخ تولید ، علامت استاندارد و نشان اختصاری نام شرکت بر روی آن ثبت می گردد و سپس بوسیله دستگاه برش در متراژهای مختلف و معین بریده می شوند .
کلیه مراحل تولید توسط دستگاه‌های کاملا اتوماتیک کنترل و مانیتور میشود که کیفیت محصول نهایی قابل قبول و در حد نام شرکت و استاندادرها باشد.

پلاستیک ها
در چند سال اخیر کاربرد پلاستیک ها به شدت افزایش یافته است. یکی از انگیزه های اولیه برای بدست آوردن این مواد جایگزینی توپهای عاجی بیلیارد بوسیله یک ماده ارزانتر بود.
پلاستیک ها توسط ریختن در قالب، فرم دادن، اکستروژن و نورد تولید می شود و به صورت قطعات توپر، روکش، پوشش، اسفنج، الیاف و لایه های نازک وجود دارند. پلاستیک ها مواد آلی با وزن مولکولی بالا هستند که می توانند به شکل های مختلف در آیند. بعضی از آن ها به صورت طبیعی یافت می شوند ولی اکثر آنها به صورت مصنوعی به دست می آیند.
بطور کلی پلاستیک ها در مقایسه با فلزات و آلیاژها خیلی ضعیف تر، نرم تر، مقاوم تر در برابر یون های کلر و اسید کلریدری، مقاومت کمتر در برابر یون های اکسید کننده مثل اسید نیتریک، مقاومت کمتر در برابر حلال ها و دارای محدودیت حرارتی پایین تر می باشد. خزش در درجه حرارت های محیط یا سیلان سرد از نقطه ضعف های پلاستیک ها به ویژه ترموپلاست ها می باشد.
ترموست ها و ترموپلاست ها
ترموپلاست ها (گرما نرم) با افزایش درجه حرارت نرم می شوند و موقعی که سرد می شوند به سختی اولیه باز می گردند. اکثر آن ها را می توان ذوب نمود.
ترموست ها (گرما سخت) با افزایش درجه حرارت سخت می شوند و با سرد شدن سختی خود را حفظ می کنند و با حرارت دادن تحت فشار شکل می گیرند و تغییر شکل مجدد آنها ممکن نیست.
خواص پلاستیک ها را می توان با افزودن مواد نرم کننده، سخت کننده و فیلر بطور قابل ملاحظه ای تغییر داد. پلاستیک ها مانند فلزات خورده نمی شوند.

ترمو پلاست ها:

▪ فلورو کربنها:. تفلون و کل اف و فلورو کربن ها فلزات نجیب پلاستیک ها هستند به این معنی که تقریبا در تمام محیط های خورنده تا دمای ۵۵۰ درجه فارنهایت مقاوم هستند. این ها از کربن و فلور ساخته شده اند اولین تترا فلوراتیلن توسط دوپنت تولید شد و تفلون نام گرفت. تفلون علاوه بر مقاومت خوردگی ، دارای ضریب اصطکاک کمی است که می تواند مانند یک روغن کار سطح فلزاتی که بر روی هم سایش دارند از خورده شدن در اثر اصطکاک (خوردگی فیزیکی) محافظت کند.
▪ پلی ونیل کلراید (PVC): این ماده اساسا سخت است ولی با اضافه کردن مواد نرم کننده و وینیل استات میتوان آنرا نرم نمود. کاربرد این ماده در لوله ها و اتصالات ، دودکش ها ، هواکش ها، مخازن و روکش ها می باشد.

▪ پلی پروپیلن (PP): پلی پروپیلن، پرو فاکس و اسکان برای اولین بار در ایتالیا به وجود آمدند و دارای مقاومت حرارتی و خوردگی بهتری نسبت به پلی اتیل بوده و همچنین از آن سخت تر هستند. برای ساخت والو ها، بطری هایی که توسط حرارت استریل می شوند و لوله و اتصالات به کار می رود.