آشنایی با لوله های پلاستیکی و پلیمری

این لوله ها در صنعت و ساخت و ساز کاربرد گسترده ای دارند. برای اولین بار استفاده از لوله های پلاستیک توسط آلمانی ها در سال 1930 انجام گرفت که از آن در تاسیسات ساختمان و برای تخلیه فاضلاب بهره گرفتند. البته همچنان از لوله های فلزی و سیمانی در تاسیسات به کار می گرفتند،

 

 

لوله های پلاستیکی

 

لوله های پلاستیکی در تاسیسات صنعتی و ساختمان و صنعت پتروشیمی استفاده می شوند .

این لوله ها در ساخت و ساز و صنعت کاربرد گسترده ای دارند. برای اولین بار استفاده از لوله های پلاستیک توسط آلمانی ها در سال 1930 انجام گرفت که از آن در تاسیسات ساختمان و برای تخلیه فاضلاب بهره گرفتند. البته همچنان از لوله های فلزی و سیمانی در تاسیسات به کار می گرفتند، اما با گذشت زمان و پیدا شدن معایب این لوله ها ، تصمیم به جایگزینی لوله های پلاستیکی کردند.

 

 

 

مزایای لوله پلاستیکی

 

• وزن کم

 

• حمل و نقل راحت

 

• نصب آسان

 

• مقاومت در برابر خوردگی

 

• رسوب کم در سطح داخلی

 

• تنوع و زیبایی

 

 

 

 

ساختار لوله های پلاستیکی از پلیمرهای آلی است که انواع آن درمقابل حرارت ، واکنش متفاوتی دارند :

 

1- ترموپلاستیک ها (Thermoplastics)

 

ترموپلاستیک ها جامدند و با افزایش حرارت نرم و فرم پذیر می شوند . مواد اولیه بسیاری از لوله های پلاستیکی شامل پلی پروپیلن (p.p) ، پی وی سی (pvc) ، پلی اتلین (pe) و ترموپلاستیک ها است. ترموپلاستیک ها با حرارت مجدد تغییر شکل می یابند.

 

 

الف) لوله پلی پروپیلن 

 

لوله پلاستیکی پلی پروپیلن دارای استانداردهای مختلفی است و از نظر کاربرد مانند لوله های پی وی سی است . با این تفاوت که درخواص ، مقاوم و کاربردی تر هستند. این لوله ها طیف وسیعی از دما را متحمل می شوند که این ویژگی لوله پروپیلن را در انتقال آب سرد و گرم مورد استفاده قرار داده است. همچنین لوله پلی پروپیلن مقاومت بالایی در برابر ضربه و مواد شیمیایی دارد. از مزیت های این لوله نصب و راه اندازی آسان آن می باشد.

 

ب) پی وی سی 

 

لوله های پی وی سی از پرکاربردترین لوله های پلاستیکی هستند که از زمان های قدیم مورد استفاده بوده است . این لوله ها نیز مقاومت زیادی در برابر مواد شیمیایی دارد و آتش را در سطح لوله گسترش نمی دهد . اتصال سریع ، وزن سبک و اجرای آسان از دیگر مزایای این لوله است.

از معایب این لوله ها می توان به یخ زدگی در دمای زیر صفر اشاره کرد که این امر باعث شد لوله های پلی اتیلنی جایگزین این لوله ها شوند. از دیگرمعایب این لوله به مقاومت کم در برابر نیروهای خارجی و حرارت بالا اشاره می شود.

 

لوله های پی وی سی به دو نوع تقسیم می شود:

 

• لوله های پی وی سی فشار قوی

 برای تهویه آب باران و لوله های اتصال سرویس بهداشتی کاربرد دارند و در رنگ های آبی و خاکستری در بازار موجود می باشند..

 

• لوله های پی وی سی فشار ضعیف

 این لوله ها برای سیستم فاضلاب ساختمان به عنوان لوله های جمع آوری کننده اصلی فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند و به رنگ های خاکستری روشن وجود دارند .

 

 

 

ج) پلی اتیلن

 

با پیدایش پلی اتیلن ، تمام عیوب دیگر لوله ها برطرف شد . این لوله ها نسل جدید لوله های پلاستیکی هستند. ویژگی پلی اتیلن این است که در برابر ارتعاشات زمین ، فشار ، ترک خوردگی ، شکست و تنش مقاومت خوبی دارند.

این لوله ها خود به سه دسته تقسیم بندی می شوند:

1. لوله های تک جداره 

2.لوله دو جداره

3.لوله کاروگیت

 

هر کدام یک از این لوله ها دارای کاربرد مخصوص می باشند . اتصال لوله های پلی اتلین به روش هایی مانند فلنج ، اورینگی ، بست ، دنده ، نر و مادگی ، اتصال جوش حرارتی و جوش سربه سر انجام می گیرد.

این لوله ها و اتصال آنها به شدت مورد پسند واقع شده به گونه ای که بسیاری از صنایع  از این لوله ها در تاسیسات خود استفاده می کنند . هم اکنون صنایع کشاورزی ، صنعت آب و فاضلاب ، نفت ، گاز و پتروشیمی ، بسته بندی مواد غذایی و ... از مصرف کنندگان پلی اتلین هستند.

از مواردی که در نصب این لوله باید بررسی شود تعیین محدوده دمایی عملیاتی ، فشار کاری ، جوشکاری ، تعمیرات و تجهیزات نصب لوله ، تست های کنترل کیفیت ، بازرسی خط لوله ، نصب لوله های تحت فشار ، ذخیره کردن لوله ها در کارخانه ، ابعاد و قطر لوله است.

 

 

 

2- ترموست ها (Thermosets) :

 

با افزایش حرارت شکل پذیر هستند و مجدد جامد می شوند و سختی خود را می گیرند . ترموست ها قابلیت حرارت مجدد و شکل پذیری را ندارند؛ در واقع تغییر ناپذیر می شوند.

 

 

خواص لوله های پلاستیکی 

 

مقاومت به سایش و خوردگی

جداره داخلی صاف

نارسایی در حرارت                               

نارسایی الکتریسته

چگالی لوله ها

خواص مکانیکی

قابلیت اشتغال

اتصالات کم و نشتی کمتر

مقاوم در برابر زنگ زدگی

خاصیت ارتجاعی

که در ادامه به توضیح مختصر هر یک می پردازیم.

 

 

• مقاومت به سایش و خوردگی

 

به طور کلی پلاستیک ها و همینطور لوله های درست شده از آن ها در برابر مایعات و گازه های خورنده مانند اسیدها و محلول ها مقاومت خوبی دارند. البته این مقاومت با غلظت مواد خورنده ، دما و لوله به کاربرده شده و با نوع این سیالات رابطه ی مستقیم وجود دارد. به طور مثال لوله های پلی اتیلن قادر است اسید سولفوریک 70 درصد را در 23 درجه سانتی گراد انتقال دهد.

 

 

• جدار داخلی صاف

 

جدار داخلی صاف باعث می شود که لوله ها رسوب گیری کمتری داشته باشند و گرفتگی و انسداد و افت فشار کمتری در آنها ایجاد می شود. این مشکلات در لوله های فلزی شایع است و موجب زنگ زدگی و مزه دار شدن مایعات درون می شود.

 

 

• نارسایی درحرارت  

 

با توجه به پایین بودن جذب حرارت این لوله ها این موضوع باعث می شود هدر رفت حرارتی کاهش یابد و این ویژگی برای مصرف سیستم های فاضلاب یک مزیت محسوب می شود . البته ضریب انبساط بالای لوله های پلاستیکی از معایبی است که از همین ویژگی این لوله ها ایجاد می شود. به عنوان مثال لوله های پی وی سی حداقل پنج برابر سایز فولادی آن منبسط می یابد و موجب پیچ و تاب آن در طی مسیر می شود که برای جلوگیری از آن باید راهکاری اندیشید. مثلا بست گذاری بیشتر که هزینه زیادی در پی دارد. حد تحمل لوله های پلاستیکی با توجه به نوعشان  بین 50 تا 150 درجه سانتی گراد است.

 

 

• نارسایی الکتریسته 

 

لوله های پلاستیکی در برابر الکتریسته عایق هستند و نسبت به شایع ترین مشکل خورگی لوله های فلزی مدفون در خاک یعنی پدیده خوردگی گالوانیک ایمن است که همین یک علت تخریب لوله ها است . 

 

 

• چگالی لوله های پلاستیکی

 

 لوله های پلاستیکی نسبت به لوله های فولادی ، بتنی و سیمانی سبک ترند به  همین دلیل بسیار فراوان اند . سبک بودن آن ها، هزینه حمل و نقل و نصب آن ها را کاهش می دهد و سرعت اجرا را تا چندین برابر افزایش می دهد زیرا نیازی به ماشین آلات برای اتصال ندارند .

 

 

• خواص مکانیکی  

 

لوله های پی وی سی در برابر نیروهای خارج از محیط مقاومت کمی دارند . این لوله ها نسبت به حرارت زیاد مقاوم نیستند و در صورت دمای بالا، فرم اولیه خود را از دست می دهند و تغییر شکل می یابند.همچنین لوله های پی وی سی خشک در برابر سرما مقاوم نیستند و می شکنند؛ بنابراین این لوله ها گزینه ی مناسبی برای مناطق سرد نیستند.لوله های پلاستیکی مقاومت کششی خوبی دارند و همین انعطاف پذیری آن ها به عنوان خصوصیت مهم و کاربردی محسوب می شود.

امروزه سعی برآن است که با مشبک کردن پلیمرها ، در جبران مقاومت مکانیکی لوله های پلاستیکی برآیند. همچنین قصد دارند تا با ترکیب فلز و پلاستیک درتولید لوله های پلاستیکی ، مقاومت آنها را زیادتر کنند. به این صورت که ما بین لایه بیرونی و درونی پلاستیک ، یک لایه فلزی قرار می گیرد.

 

 

• قابلیت اشتعال 

 

بزرگ ترین عیب لوله های پلاستیکی قابلیت اشتعال و تجزیه ی شیمیایی آنها است و با توجه به اینکه پلیمرها از مواد آلی و نفتی و پتروشیمی ساخته می شوند ، می تواند باعث آتش سوزی شود . برای رفع این ایراد پلیمرهای نسوز و دودزا جایگزین شد که به جای شعله ور دود میکنند که البته این نوع نیز مشکلات خود را دارد.

اتصالات کم و نشتی کمتر
مقاوم در برابر زنگ زدگی
خاصیت ارتجاعی

 

به دلیل مقاومت کم جداره این لوله ها باید از فنر لوله بازکنی برای گرفتی مجرای لوله ها استفاده کرد . در مجموع لوله هایی که در پتروشیمی برای ساخت لوله های تاسیساتی مورد استفاده اند از نوع ترموپلاستیک ها هستند و آنها پلاستیک های جامدی اند که با گرما میتوان به آنها تغییر شکل داد.