رمز عبور خود را فراموش کرده اید ؟

*

مقایسه لوله پلی اتیلن و لوله های دیگر

 

مقایسه لوله پلی اتیلن و لوله های دیگر

خواص عمومی و مهندسی لوله های پلاستیکی به دلیل وجود استانداردها قابل کنترل است و از طرفی در بسیاری از کاربری ها به دلیل وجود همپوشانی خواص در بین پلاستیک های مختلف، چند انتخاب می تواند وجود داشته باشد . لذا می بایستی با شناخت کامل موقعیت کاربری و تسلط بر خواص مختلف انواع لوله های
پلاستیکی بهترین گزینه را انتخاب نمود .

 

 

در حالت کلی برای عموم لوله های پلاستیکی می توان مزایای زیر را در نظر گرفت:

.1 مقاومت در برابر خوردگی :

لوله های پلاستیکی در برابر اکثر مواد شیمیایی موجود در فاضلاب های خانگی دچار خوردگی نمی شود و همچنین به دلیل سطح صاف حداقل مقاومت را در برابر عبور و انتقال فاضلاب ها و سایر سیال ها دارند . این لوله ها هرگز دچار زنگ زدگی نمی شوند و خوردگی پیدا نمی کنند .

.2 سبکی و آسانی حمل و نقل :

علاوه بر سهل بودن و کاهش هزینه های حمل و نقل، در مورد لوله های پلاستیکی عملیات برش، اتصال و نصب نیز بسیار ساده تر از دیگر انواع لوله مانند لوله های فلزی انجام می شود .

.3 انعطاف پذیری و چقرمگی:

بخصوص در کاربردهای زیر زمینی انعطافپذیری لوله های پلاستیکی منجر به کمتر شدن تعداد اتصالات می شود و به راحتی مسیرهای انحنا دار لوله کشی می شوند

4. روش های متنوع اتصال :

در حالت کلی لوله های پلاستیکی قابلیت رزوه، اتصال با فلنج، جوش گرمایی، چسبانیدن، اتصالات فشاری و ... دارند و تنوع وسیعی را در ایجاد اتصال برای شرایط مختلف ایجاد می کنند .
5 .خواص هیدرولیکی عالی: لوله های پلاستیکی در گروه لوله های با سطح صاف قرار می گیرند و همین امر باعث می شود کمترین انرژی را برای انتقال سیالات مختلف احتیاج داشته باشند.

.6 طول عمر و هزینه کم تر نصب و نگهداری:

لوله های پلاستیکی در بیشتر موارد بیش از 22 سال است که استفاده شده اند و هنوز هم پایان عمر آن ها نرسیده است و از طرفی به دلیل هزینه های خرید، نصب و نگهداری کمتر نسبت به سایر لوله های رایج هزینه کمی را در طول بازه مورد استفاده لازم دارند . محدودیت ها اولین محدودیت مهم لوله های پلاستیکی استحکام و سفتی کم آن ها است . در مرحله بعد می توان گفت این لوله ها نسبت به دماهای بالا حساس هستند .

نگاهی بر مزایا و معایب لوله های پلاستیکی در حالت کلی خواص لوله های پلی اتیلنی

.1 مقاومت در برابر انتشار سریع ترک

یکی از اهداف مطلوب طراحی، اجتناب از بروز احتمالی انتشار سریع ترک (RCP) در لوله است، چرا که عواقب چنین رخدادی میتواند بسیار جدی باشد، بویژه هنگامی که ماده های اشتعال پذیر در حال انتقال از طریق لوله باشد . با این حال، حتی وقتی در حال انتقال مادهای خنثی مثل آب هستیم، نقیصه هایی چون RCP سبب از دست رفتن مقدار بسیار زیادی از سیال داخل لوله و بروز خرابی های وسیعی در لوله ها و اتصالات میگردند .
یکی از ویژگی های معروف لوله های پلی اتیلن این است که این لوله ها قبل از شکستن، نشتی می کنند . این ویژگی حاصل استحکام و چقرمگی بالای این مواد است . با این حال، استحکام پلی اتیلن با کاهش دما کاهش می یابد .
سایر عواملی که امکان بروز RCP را افزایش می دهند، عبارتند از : نوع سیال ) تراکم پذیر یا تراکم ناپذیر ( ، افزایش قطر لوله، افزایش ضخامت دیواره لوله و افزایش فشار کاری . تجربیات فراوان در مورد انتقال مواد تراکم ناپذیر نشان داده اند که در صورت نصب و عملکرد صحیح لوله های پلی اتیلن که با جوش گرمایی به هم متصل شده اند، احتمال بروز RCP بسیار کم است . در واقع احتمال بروز RCP برای لوله های پلی اتیلن بسیار کمتر از احتمال بروز آن در سایر لوله های گرمانرم است . تعریف شرایط جنس لوله، پارامترهای لوله و پارامترهای عملکردی که از بروز احتمالی RCP جلوگیری کنند، موضوع بسیار پیچیده ای است که همچنان در دست مطالعه است.

.2 مقاومت در برابر سایش

امروزه مرتباً از لوله های پلی اتیلن برای انتقال محلول های گرانولی یا دوغابی مانند ماسه، خاکستر بادی و زغال سنگ استفاده می شود . مزیت لوله های پلی اتیلن در این کاربرد، مقاومت زیاد پوشش لوله است، به عنوان مثال در آزمایشات نشان داده شده است که این مقاومت در هنگام انتقال دوغاب های دانه ریز، 1 تا 2 برابر بیشتر از مقاومت لوله های فولادی است . لوله های پلی اتیلن خواص الاستیکی دارند که تحت شرایط مناسب جریان سیال، موجب پراندن ذرات از روی سطح دیواره لوله می شوند . این ویژگی در ترکیب با استحکام پلی اتیلن، باعث ایجاد طول عمر مفیدی در لوله می شود که از بسیاری از لوله های فلزی بیشتر است .

.3 ضریب انبساط / انقباض

افزایش یا کاهش دما موجب افزایش یا کاهش متناظر با آن در طول لوله هایی می شود که در برابر حرکت کردن مهار نشدهاند . همچنین در مورد لوله هایی که در برابر حرکت مهار شده اند، این تغییرات دمایی منجر به شکل گیری تنش های طولی کششی یا فشاری در لوله می گردد . برای نصب، طراحی و عملکرد صحیح سیستم های خطوط لوله پلی اتیلن، باید در مورد هر دوی این رخدادها ) انبساط / انقباض ( ملاحظات کافی مد نظر قرار
بگیرد .
یکی از ویژگیهایی که لوله های پلی اتیلن را از لوله های فلزی متمایز می کند این است که ضریب انبساط حرارتی لوله های پلی اتیلن 11 برابر بزرگتر از لوله های فلزی است . این به معنای بروز انبساط / انقباض بیشتری در لوله های مهار نشده است . با این حال، یکی دیگر از وجوه ممیزه لوله های پلی اتیلن از لوله های فلزی، داشتن مدول الاستیک ظاهری بسیار کمتر لوله های پلیاتیلن است . در لوله های مهار شده این مسئله موجب شکل گیری سطح کمتری از تنش های طولی ناشی از حرارت می شود که به نوبه خود نیاز به نگهدارنده ها و قلاب ها را بسیار کمتر می کند .

.4 مقاومت شیمیایی

کلیاتی از اثراتی که انواع مختلف سیالات روی استحکام هیدرواستاتیک دراز مدت مواد اولیه لوله های پلی اتیلن میگذارند، و کاهش درجه ( در صورت نیاز ) به سبب مشاهده این اثرات، در زیر آورده شده است:
- محلول های آبی نمک ها، اسیدها و بازها، از آنجایی که پلی اتیلن در برابر حمله الکترولیتی مصون است، این محلول ها هیچ اثر منفی بر آن ندارند . بر همین اساس، برای این گونه مواد هم میتوان از طراحی مربوط به آب استفاده کرد .
فاضلاب و پساب، معمولاً این سیالات فاقد اجزایی می باشند که روی پلی اتیلن اثر گذار باشد. بنابراین برای اینگونه مواد هم از طراحی مربوط به آب استفاده   می شود .
عوامل فعال سطحی ) مثل مواد شوینده ها، الکل و گلیکول ها، شامل ضد یخ ( اگر چنین عواملی در سیال مورد انتقال وجود داشته باشند، باید هشدار داده شود که از نوعی از لوله های پلی اتیلن استفاده گردد که از مواد اولیه ای با مقاومت بسیار زیاد در برابر رشد آرام ترک ساخته شده باشند . برای چنین مواد اولیه ای، نیازی به کاهش درجه حرارت در مقایسه با آب معمولی وجود ندارد .
سیالات محتوی عوامل اکسید کننده، اکسید کننده های قوی مواد پلی اتیلنی را به تدریج تخریب میکنند . آهنگ این خرابی به غلظت و سطح فعالیت شیمیایی عامل اکسید کننده بستگی دارد . اگر آهنگ خرابی تحمیل شده بر پلی اتیلن محافظت نشده، کند باشد، می توان از لوله های پلی اتیلن که به مقدار کافی آنتی اکسیدان
دارند، استفاده کرد . اما اگر این آهنگ، تند باشد، بهتر است از لوله های پلی اتیلن استفاده نشود . بنابراین، مناسب بودن یا نبودن استفاده از لوله پلی اتیلن و یا مقدار کاهش درجه ای که باید اعمال شود، می بایست بصورت مورد به مورد بررسی گردد .
گازهای خنثی مانند هیدروژن، نیتروژن و دی اکسید کربن، این نوع گازها هیچ گونه تأثیر منفی ندارند و مقادیر طراحی مربوط به آب را می توان برای آن ها به کار برد .
هیدروکربن های گازی با وزن مولکولی پایین مانند متان و سولفید هیدروژن، مطالعات و تجربیات در دراز مدت نشان می دهند که استحکام دراز مدت در حضور اینگونه گازها، حداقل برابر با استحکام دراز مدت در حضور هوا یا آب است . بنابراین نیازی به کاهش درجه نیست.
بخارات تولید شده از گاز مایع، این بخارات شامل گازهایی با وزن مولکولی کمی بالاتر هستند . این گازها بدلیل اثر نرم کنندگی روی پلی اتیلن، منجر به کاهش اندک استحکام هیدرواستاتیک دراز مدت پلی اتیلن می شوند . معمولا در این مورد از ضرایب کاهنده فشار کاری مربوط به لوله های آب استفاده می شود . هیدروکربن های متداول در حالت مایع، مانند آنچه در گاز مایع و میعانات گازهای سوختی، در نفت خام، در بنزین، در سوخت های دیزلی و در نفت چراغ وجود دارد، از آنجایی که قرار گرفتن در معرض چنین مایعاتی موجب اثر نرم کنندگی بیشتری می شود، راهکار عملی در این موارد این است که یا درجه لوله های پلیاتیلن را بیش از بخارات کاهش دهیم، و یا از لوله با جنس دیگری استفاده کنیم . معمولاً برای کاربردهای مرتبط با نفت خام، ضریب
کاهش درجه 1.2 مورد استفاده قرار می گیرد .
هیدروکربنهای حلقوی، از آنجایی که هیدروکربنهای حلقوی مانند بنزن و تولوئن دارای اثر نرم کنندگی بسیار بیشتری هستند، نباید از پلی اتیلن برای انتقال آن ها استفاده کرد .

مقایسه لوله های پلی اتیلنی در برابر سایر لوله های رایج

مزایا و معایب کلی لوله های پلی اتیلنی

نقاط قوت

- بهترین مقاومت در برابر خوردگی و عوامل شیمیایی در هر دو سطح داخل و بیرون
- قیمت تمام شده پایین
- جوش پذیری
- انعطاف پذیری و داشتن رفتار چکش خوار
- دانسیته و وزن پایین
- سازگاری با محیط زیست و قابلیت بازیافت

نقاط ضعف

- نیاز به حفاظت در مقابل تاثیر سوء اشعه ماوراء بنفش
- افت مقاومت با گذشت زمان و تشدید آن با افزایش درجه حرارت
- ضعف در مقابل مکش ایجاد شده در لوله
- تاثیر سوء مواد نفتی و برخی از مواد شیمیائی ازقبیل الکلها ، هالوژنها و آروماتیکها بر روی این لوله ها
- عدم امکان ردیابی لوله های مدفون در ترانشه با فلزیاب
- امکان ایجاد خراش و بریدگیهای عمیق در سطح لوله هنگام حمل و نصب لوله ها
- برخی اتصالات بایستی از لوله های با فشار کاری بالاتر تهیه شوند و تفاومت ضخامت با لوله اصلی پیدا می کنند
- افزایش بسیار زیاد ضخامت در فشارهای کاری بالا
- لایه لایه شدن در اثر انتقال آب های حاوی کلر و کاهش طول عمر آن ها مقایسه لوله های پلی اتیلن در برابر لوله های PVC
- لوله های PVC در اثر آتش گرفتن شعله را پخش نمی کنند و فقط در نقطه آتش گرفته می سوزند و از بین می روند اما در صورت آتش گرفتن لوله های پلی اتیلنی آتش روی آن ها گسترش می یابد .
- لوله های PVC در هنگام سوختن گازهای سمی متصاعد می کنند .
- لوله های PVC در دماهای صفر درجه و کمتر از آن به شدت شکننده می شوند .اما لوله های پلی اتیلنی دراین دماها نیز رفتار چقرمه از خود نشان می دهند .
- در زمین های حاوی سنگ و سخره، لوله های PVC مقاومت به لرزه کمتری نسبت به لوله های پلی اتیلنی دارند .
- اتصالات ساده تر سیستم های لوله کشی PVC نسبت به پلی اتیلن، ) در تصویر زیر اتصال سمت راست مربوط به لوله های PVC و سمت چپ مربوط به خطوط لوله پلی اتیلن است.
لوله های - پلی اتیلنی به دلیل انعطاف بالا نسبت به تنش های وارده در حین نصب و یا نصب با ایجاد کمانش مقاوم تر هستند .
- اتصال دهی لوله های PVC آلوده کننده تر و اطمینان کمتری دارد .
- تعمیرات خطوط لوله های پلی اتیلنی آسان تر است.

مقایسه لوله های پلی اتیلن در برابر لوله های CPVC

- لوله های CPVC تحمل دمایی بالاتری دارند و برای انتقال آب های گرم نیز می توان از آن ها استفاده کرد . گرچه برای این منظور انواع لوله های پلی اتیلنی شبکه ای شده و مقاوم در برابر دما توسعه داده شده اند که می توانند جایگزین آن ها شوند .
- لوله های CPVC به شدت در برابر عبور اکسیژن مقامت تر هستند و در مواردی که شبکه لوله کشی اجزای فلزی نیز دارد لوله های CPVC با عبور کمتر اکسیژن خوردگی را کمتر می کنند .
- لوله های CPVC در برابر عوامل شیمیایی موجود در محیط بسیار حساس هستند و تخریب می شوند .
- لوله های CPVC هزینه تولید بالاتری دارند و وزن نهایی سنگین تری دارند . مقایسه لوله های پلی اتیلن در برابر لوله های فلزی
- قیمت تمام شده کمتر لوله های پلی اتیلنی
- حمل و نقل و نصب آسان لوله های پلی اتیلنی به دلیل سبکی
- عدم رسوب گیری، زنگ زدگی ایجاد خوردگی در لوله های پلی اتیلنی
- صاف و صیقلی بودن سطوح بیرون و داخل لوله های پلی اتیلنی
- قابلیت انعطاف پذیری در دماهای پایین لوله های پلی اتیلنی
- فرآیند تولید آسان تر لوله های پلی اتیلنی
- لوله های پلی اتیلنی عایق حرارتی هستند . این امر در انتقال سیالات موجب صرفه جویی در مصرف انرژی می شود .
- اتصال دهی آسان و متنوع بودن روش های اتصال دهی در خطوط لوله پلی اتیلن
- عدم نشت در اتصالات خطوط لوله پلی اتیلنی
- سازگاری با محیط زیست لوله های پلی اتیلنی، لوله های فلزی در اثر زنگ زدن به محیط زیست آسیب می زنند .
- مقاومت شیمیایی بالاتر لوله های پلی اتیلنی
- مقاومت به لرزه بیشتر لوله های پلی اتیلنی معایب لوله های پلی اتیلنی در برابر لوله های فلزی
- ضریب انبساط حرارتی بالاتر که موجب می شود در حین طراحی خط لوله مورد توجه قرار گیرد وتعداد نگهدارنده ها افزایش داشته باشد .
- استحکام مکانیکی پایین تر و کاهش استحکام مکانیکی آن ها با افزایش دما
- محدوده فشار کاری لوله های پلی اتیلنی محدود تر است.
- اشتعال پذیری لوله های پلی اتیلنی
- بیشتر بودن نویز ها در سیستم های تخلیه فاضلاب پلی اتیلنی در مقایسه با لوله های چدنی مقایسه لوله های پلی اتیلن در برابر لوله های GRP
) لوله های GRP در مستندات علمی تحت نام های FRP و RTRP نیز شناخته می شوند .(
- بالاتر بودن استحکام کششی لوله های پلی اتیلن
- رفتار چکش خوار و عدم شکنندگی لوله های پلی اتیلنی
- مقاومت بیشتر در برابر فشار هیدروستاتیک لوله های پلی اتیلنی
- ترک برداشتن لوله های پلی اتیلنی در مرحله شکست در برابر فشار هیدروستاتیک، این امر در حالی است که لوله های GRP در فشارهای هیدروستاتیک بالا کاملا می شکنند .
- مقاومت لوله های پلی اتیلنی در برابر لرزش های زمین و عدم شکنندگی بر خلاف لوله های GRP
- استحکام ضربه بالاتر لوله های پلی اتیلنی
- سازگار بودن لوله های پلی اتیلنی با محیط زیست، در لوله های GRP به دلیل وجود الیاف شیشه آلودگی محیط زیست می تواند ایجاد شود .
- مقاومت بیشتر در برابر مواد شیمیایی لوله های پلی اتیلنی
- بستر سازی ساده تر در لوله های پلی اتیلنی
- اتصال دهی متنوع تر بدون نشت لوله های پلی اتیلنی
- حمل و نقل آسان تر لوله های پلی اتیلنی، در حین حمل لوله های GRP بسیار بایستی مراقب ایجاد خراش و ضربه بر روی لوله بود .
- اتصال دهی دشوار بخصوص در مناطق گرم و سرد برای قطرهای بالای لوله های GRP
از جمله مزایای لوله های GRP نسبت به لوله های پلی اتیلنی می توان موارد زیر را بر شمرد :
- بر خلاف برخی از اتصالات پلی اتیلنی که از لوله تهیه می شوند، رتبه بندی فشار اتصالات مانند خود لوله است.
- عدم خورده شده و آسیب توسط حیوانات موذی مانند موش ها در لوله های GRP
- مقاومت بیشتر در برابر آتش و شعله لوله های GRP
- استحکام بیشتر از لوله های پلی اتیلنی
- فرآیند تولید لوله های پلی اتیلنی راحت تر است اما امکان بهینه سازی و مهندسی تولید در لوله های GRP به دلیل امکان تغییر فرمولاسیون، زاویه الیاف و نوع رزین مهیاتر است.

مقایسه لوله های پلی پروپیلن و پلی اتیلن

هر چند در کاربری های لوله های تحت فشار لوله های پلی پروپیلنی به دلیل مقاومت کم به ضربه، بخصوص در دماهای پایین و جوش پذیری ضعیف کاربرد ندارند اما در مصارف لوله کشی های آب گرم به دلیل مقاومت خوب پلی پروپیلن در دماهای بالا کاربرد دارد . از جمله معایب لوله های پلی پروپیلنی مقاومت ضربه کم، انعطافپذیری کم و جوش پذیری ضعیف است و در مقابل استحکام بیشتر و مقاومت در برابر سایش بالاتری دارد.

بالا