ویژگی های لوله های پلیمری

از شروع كاربرد وسیع فلزات در صنایع گوناگون، تاكنون محققان همیشه در تلاش تولید آلیاژهای برتر و یا انتخاب یك پوشش مناسب به عنوان روكش جهت تقلیل خوردگی و افزایش مقاومت آنها در مقابل عواملی همچون زنگ زدگی بوده اند دراین راستا آبكاری ، تولید فلزات آلیاژی و در نهایت استفده از رنگ و روكشی از انواع پلیمرها مورد نظر قرار گرفته است.پاره ای از پلیمرها توانسته اند جایگزین خوبی برای فلزات گردند به عنوان مثال درصنعت تاسیسات لوله كشی ساختمان ها و صنایع گوناگون كه مساله خوردگی فلزات همیشه موجب خسارت عمده به صورت مستقیم وغیر مستقیم بوده است این لوله ها جایگزین وسایل فلزی شده اند . لوله های تولید شده از این نوع مواد دارای مزایای زیادی از قبیل ارزانی و نصب آسان می باشد البته این لوله ها نقاط ضعفی مانند محدودیت در انتقال حرارت و یا عدم تحمل فشار و دمای بالا نیز دارند . جهت رفع این نقیصه ، تلفیق مواد پلیمر و فلز مورد توجه محققان قرار گرفته است باید در نظر داشت كه نحوه انتخاب هر یك بر اساس كاربری ، محدودیت ها و خواص فیزیكی ، شیمیایی ، مكانیكی آنها تعیین می‌شود و امروزه مصرف و كاربرد لوله های پلیمری رواج یافته و در حال گسترش است . از لوله های پلیمری می توان برای انتقال اسیدهای خورنده ، گازهای خورنده ، فاضلاب های خورنده ، نفت خام ، فاضلاب ، گاز طبیعی و آب استفاده كرد. لوله های پلیمری درمقایسه با لوله های سنتی مورد استفاده دارای مزایا و معایبی است . مزایای این لوله ها را می توان مقاومت در برابر خوردگی ، استفاده ساده تر ، افت فشار كمتر ، انعطاف پذیری و بسیاری عوامل دیگر ذكر كرد.

 

ویژگی های لوله های پلیمری

 

  • مقاومت در برابر خوردگی:

سیستم های لوله كشی پلاستیكی در مقابل اكثر مواد شیمیایی متداول خانگی و تعداد زیادی از موادی كه ممكن است وارد سیستم فاضلابی بهداشتی شوند مقاوم هستند دیواره های صاف لوله های پلاستیكی امان انتقال موثر و بهتر فاضلاب و آب را ممكن میسازد دراین لوله ها اثری اززنگ زدگی و خوردگی نیست .

 

  •  استفاده ساده تر:

مواد لوله های پلیمری از مواد لوله های دیگر سبك تر است و بنابراین نیاز به تجهیزات استفاده كننده سنگین ندارد به عنوان مثال ، بریدن و اتصال و نصب لوله های پلیمری ساده تر از روشی است كه در مورد لوله های فلزی به كار می رود با توجه به این كه امروزه هزینه نیروی كار ، پارامتر مهمی در قیمت نهایی مخصوص سیستم های لوله كشی است مزیت این لوله ها روشن تر می شود .

 

  • انعطاف پذیری و سفتی:

اكثر لوله های گرما نرم پلیمری، انعطاف پذیری خوبی نسبت به مواد لوله های دیگر دارند و این ویژگی خصوصیات مهمی برای كاربرد لوله ها در زیرزمین است . این لوله ها می توانند پستی و بلندی های زمین را با تعدد كمتری اتصالات نسبت به موارد مشابه طی كنند . به دلیل انعطاف پذیری خوب این نوع لوله ها در شرایط سخت و ناملایم ، آب و هوایی ، كارایی این نوع لوله ها خوب است .

 

  • ارتعاشات:

لوله و اتصالات پلیمری درمقابل ارتعاشات مختلف با توجه به استانداردهای مختلف ارائه شده مقاوم هستند . لوله و اتصالات پلیمری براساس استاندارد 3387 DIN بایستی شرایط فركانس 3/23 هرتز و تعداد نوسان 10485000 مرتبه را با موفقیت سپری كند. باتوجه به انعطاف‌پذیری لوله های پلیمری، این نوع لوله ها می توانند لرزش های ناشی از زمین لرزه و یا ارتعاشات ناشی از كاركرد موتور (كمپرسوره) را تحمل كنند .

 

تعداد روش های اتصال

 

روش های زیادی برای اتصال این نوع لوله ها وجود دارد كه ازجمله این روش ها می توان به:

  • اتصال پرسی
  • اتصال همجوشی حرارتی
  • اتصال چسبی
  • اتصال فلنج
  • اتصال رزوه ای

 

اشاره كرد .

 

معایب لوله های پلیمری

 

  • درجه اشتغال :

از جمله محدودیت های مواد پلیمری ، اشتغال پذیری آنها می باشد . طبق استاندارد 4102 DIN با اضافه كردن بعضی از تركیبات آبی ، تركیبهای استرسهای فسفیت و برم دار به این مواد پلیمری ف می توان لوله های اشتعال ناپذیر تولید كرد .در این صورت این مواد پلیمری دركلاس مواد 2B جا میگیرند كه درصورت سوختن هیچ گونه گاز سمی نیز تولید نكند و طبق تاییدهای موجود برای آب آشامیدنی از نظر پزشكی نیز سرطان زا نمی باشد . هر چند كه موادی نظیر پی وی سی خود با خود در مقابل شعله مقاوم می باشد.

 

  • تغییر انبساط طولی :

این عیب بزرگ لوله های پلیمری با رهنمون های جدید نظیر اضافه كردن لایه های فلزی نظیر الومنیوم ، استفاد از خم های U شكل در نصب و یا تغییر درساختار لوله های پلیمری (مانند مشبك كردن) برطرف شده است.

 

درنهایت می توان معایب و مزایای لوله های پلیمری و فلزی را در جدول های زیر خلاصه كرد :

معایب لوله های فلزی

معایب لوله های پلیمری

خوردگی از داخل و خارج

عدم مقاومت مكانیكی

رسوب پذیری

عدم تحمل فشار و دمای زیاد

وزن زیاد

 

غیراقتصادی بودن

 

 

 

مزایای لوله های فلزی

مزایای لوله های پلیمبری

مقاومت مكانیكی زیاد

عدم خوردگی از داخل و خارج

تحمل فشار و دمای زیاد

رسوب ناپذیری و افت فشار كم

ضریب انبساط طولی كمتر

مونتاژ سریع و آسان

نفوذ ناپذیری صد درصد

اقتصادی بودن

 

  • دسته بندی لوله های پلیمری

 

لوله های پلیمری به دو دسته گرما نرم و گرما سخت تقسیم می شوند.

از جمله لوله های پلیمری گرما نرم :

لوله های پلی اتیلن (PE)، پی وی سی (PCB) ، پلی بوتیلن (PB) و پلی پروپیلن (PP).

 

از جمله لوله های پلیمری گرما سخت :

لوله های فایبر گلاس مسلح شده (ERP).

 

تعدد روش های اتصال ، استفاده از این لوله ها را در كاربردهای مختلف امكان پذیركرده است.

 

  • هیدرولیك خوب

به علت دیواره های صاف این نوع لوله ها ، مقاومت آنها دربرابر جریان كم است و باعث افت كمتر فشار می شود .

 

  • عمرطولانی

عمر سرویس دهی هر سیستم لوله مشی عامل مهمی است .حدود ربع قرن است كه میلیون‌ها سیستم لوله كشی با لوله های پلیمری و كارایی خوب انها در حال اجرا است اگرسیستم لوله كشی با استفاده ازلوله های پلیمری درست نصب شود دربعضی از شرایط می توان عمر كاركرد آنها را نامحدود در نظر گرفت .

 

  •  عایق صوت

این نوع لوله ها عایق صوت و امواج بوده و دارای كاربرد در سیستم های مخاربراتی میباشند ، به عنوان مثال به دلیل لایه محافظ آلومینوم در لوله های چند لایه ، از آن می توان در كاربردهای مخابراتی استفاده نمود .

 

  •  استفاده درسیستم گرمایش كفی

طی سالیان اخیر سیستم گرمایش كفی به دلیل ظهور نسل جدیدی از لوله های پلیمری تولد دوباره ای یافته اند . محدودیت های اصلی لوله های پلاستیك گرما نرم ، مقاومت و سفتی نسبتاً پایین و حساسیت به دمای بالای آنهاست . به دلیل این محدودیت ها كاربرد لوله های گرما نرم پلاستیكی اساساً به مواردی كه فشار و دما كم است محدود می شود. بازهم با وجود این محدودیت ها استفاده ازاین لوله ها درحال گسترش است در زیر مختصری از این محدودیت ها به صورت خلاصه، توضیحاتی داده می شود:

 

  • نفوذ اكسیژن:

هر چند كه لوله های پلیمری نسبت به عبور اكسیژن درمقایسه با لوله های فلزی مقاوم نیستند ولی امروزه با تمهیداتی نظیر چند لایه كردن لوله ها به نوعی مساله نفوذ اكسیژن را كه در لوله های پلیمری وجود داشته را حل كرده اند در نتیجه این تجهیزات از هر گونه خوردگی و آسیب به دیگ های بخار ، منابع ، اتصالات و غیره در شرایط معمولی جلوگیری بعمل عمل می آید .

 

  •  تاثیر مواد افزودنی در آب آشامیدنی:

آب آشامیدنی باید از وجود فلزات سنگین نظیر جیوه (Hg) ، كادمیوم (‍Cd) ، سرب (Pb) و آرسنیك (As) عاری باشد . به این منظور آب را بعد از استرلیزه كردن به مدت 72 ساعت در لوله های كه می خواهند آزمایش كنند قرار داده و سپس به كمك دستگاه جذب اتمی میزان عناصر سنگین و حتی بعضی از آنیون ها اندازه گیری می شوند .

 

 مقادیر اندازه گیری عناصر موجود در آب برحسب PPM:

طبق جدول زیر میزان بسیار ناچیزی از این عناصر و درباره استاندارد در آب موجود در لوله به چشم می آید .

 

كلر

سولفوریك

آهن

سرب

آرسنیك

مس

جیوه

روی

005/20

005/0

005/0

005/0

0001/0

0001/0

0008/0

0024/0