با توجه به کاربردی که لوله های پلاستیکی در تأسیسات صنعتی، ساختمان ها، تولید و توزیع انواع مختلف لوله های پلاستیکی دارند که به واسطه توسعه صنعت پتروشیمی با نام ها و جنس های مختلف انتخاب می شوند، لذا برای اینکه بدانیم کدام لوله پلی اتیلن برای یک کاربرد خاص مناسب است، قطعا انتخاب آسان نخواهد بود. به همین دلیل بهتر است مطالعات خود را در این حوزه بیشتر کنیم.
کاربرد لوله های پلاستیکی
استفاده عمومی از لوله های پلاستیکی در تاسیسات از اواسط دهه ۱۹۳۰ آغاز شد. این لوله ها برای اولین بار توسط آلمان ها برای سیستم های تخلیه فاضلاب در آن زمان مورد استفاده قرار گرفت. بعدها با مقایسه لوله های پلاستیکی با لوله های فلزی و برتری نوع پلاستیکی و همچنین نقاط ضعف لوله های فلزی، باعث گردید که بعد از مدتی لوله های پلاستیکی جایگزین لوله های آهنی در بسیاری از موارد شوند. مهمترین معایب لوله های فلزی عبارت بودند از خوردگی، رسوب گیری سطوح داخلی، وزن زیاد، حمل و نقل و نصب مشکل آنها. این لوله ها نیز اگرچه دارای معایب و مشکلات خاص خود میباشند اما برای کاربرد های خاص در تاسیسات و یا سایر صنایع بهترین گزینه استفاده از انواع خاصی از این لوله های پلاستیکی می باشد. در ضمن با توجه به اینکه دانش و فناوری صنایع پتروشیمی و علوم مهندسی پلیمر پیشرفت روز افزونی دارند، روش هایی برای مقاوم سازی و کیفیت بخشی به لوله های پلاستیکی و بهبود ویژگی هایشان ابداع گردیده که بسیار موثر بودهاند و هم اکنون نیز تحقیقات گستردهای در زمینه تولید پلاستیک ها و پلیمرهای جدید به ویژه پلیمرهای کامپوزیتی برای لوله های صنعتی در حال انجام است. مواد به کار رفته در پلاستیک ها غالبا از نوع پلیمر های آلی می باشند و از تنوع زیادی برخوردارند.
اصولاً پلاستیکها براساس رفتارشان در برابر حرارت به دو دسته کلی تقسیم بندی می شوند:
۱. ترموپلاستیک ها (Thermoplastics)
۲. ترموست ها (Thermosets)
بطور کلی شکل ترموپلاستیک ها در حرارت معمولی محیط به صورت جامد بوده و با افزایش درجه حرارت نرم و شکل پذیر میشوند. این نوع پلاستیک ها با اعمال حرارت تغییر شکل داده و میتوان آن ها را مجدداً به شکل اولیه بازگرداند. در ساخت لوله های پلاستیکی معمولا از ترموپلاستیک ها استفاده می شود که از جمله آنها میتوان به پلی پروپیلن، پی وی سی یا پلی اتیلن اشاره نمود. برخلاف ترموپلاستیک ها، ترموست ها را نمیتوان به راحتی با اعمال حرارت تغییر شکل داد. آنها یکبار برای همیشه شکل داده میشوند و شکل تغییرناپذیر و ثابت خود را حفظ میکنند.
ویژگی های لوله های پلاستیکی
انتخاب ماده ی مناسب برای ساخت لوله ها به سیال منتقل شونده و ویژگی های سرویس و شرایط کاری سیستم بستگی دارد. اینکه چه نوع پلاستیک هایی برای سیستم و تاسیسات مورد نظر ما بهتر می باشد بستگی به نوع پلاستیک ها دارد که برخی از آنها مناسب و برخی دیگر نامناسب می باشند.
از طریق طراحی و نصب اصولی می توان برخی از این خصوصیات نامطلوب پلاستیک ها را کاهش و یا حتی حذف کرد. اما در کل برای انتخاب بهترین جنس لوله جهت کاربرد مورد نظر خود باید دانش کافی در مورد خواص، ویژگی ها، کاربردها، مزایا و معایب لوله های پلاستیکی داشته باشید.
مهمترین خصوصیات و مشخصات پلاستیک ها
لوله های پلاستیکی غالبا مقاومت بالایی در برابر سایش، خوردگی، اسیدها، محلول های نمکی، مایعات و گازهای خورنده دارند. در مورد سایش (erosion)، میزان مقاومت لولههای پلاستیکی به نوع سیال منتقل شونده از داخل لوله و شرایط سرویس بستگی دارد. میزان مقاومت به خوردگی لوله های پلاستیکی با افزایش غلظت برخی از مواد شیمیایی خاص تغییر میکند. برای مثال لوله های پلی اتیلن توانایی انتقال اسید سولفوریک ۷۰ درصد را در C° ۲۳دارند در حالیکه برای انتقال اسیدسولفوریک ۹۵ درصد مناسب نمیباشند. یکی از عوامل تعیین کننده برای مقاومت لوله های پلاستیکی در برابر خوردگی، درجه حرارت است. برای مثال برخی از لوله های پلی اتیلن که برای انتقال گازهای حاوی اکسیدهای نیتروژن در C °۲۳ به کار می روند، نباید برای انتقال این گازها در C °۵۰ مورد استفاده قرار گیرند. فرمولاسیون خاص یک مادهی پلاستیکی مشخص نیز میتواند عاملی در تعیین میزان مقاومت کلی ماده در برابر مواد شیمیایی خورنده و میزان غلظت آنها باشد.
صافی جداره داخلی
لوله های پلاستیکی جداره های داخلی بسیار صافی را دارند که باعث جلوگیری از تجمع هر نوع رسوب بر روی این جداره ها میگردد. در مقابل، لوله های فلزی هستند که در اثر خوردگی به مرور زمان از بین می روند و تجمع رسوبات بر روی سطوح داخلیشان باعث افت فشارهای اصطکاکی در آنها می شوند و در نتیجه ظرفیت آنها برای انتقال سیالات کاهش می یابد.
خواص حرارتی
بطور کلی لوله های پلاستیکی قابلیت هدایت حرارتی کمتری نسبت به ساید لوله ها دارند. به همین علت جذب حرارتی از طریق جداره های آن بسیار پایین است و بالعکس. این خصوصیت لولههای پلاستیکی در مواردی که از این لولهها برای صنایعی مانند سیستمهای فاضلاب استفاده گردد یک مزیت به حساب می آیند. چرا که از ته نشین شدن مواد چرب همراه فاضلاب در لوله ها جلوگیری به عمل می آید. نرخ انبساط حرارتی در این لوله ها بالاتر است و برای طراحی تأسیساتی که دارای نوسانات زیاد درجه حرارت میباشند، این نکته را باید مدنظر داشته باشیم. برای نصب کردن این لوله ها تعداد بست های بیشتری نسبت به لوله های فلزی مورد نیاز است. و این بست ها در فواصل کمتری نسبت به یکدیگر (در مقایسه با لوله های فولادی) باید نصب و بسته شوند. به همین دلیل جهت جلوگیری از پیچ و تاب خوردن (Snaking) در نواسانات زیاد حرارتی، این لوله ها باید به درستی مهربندی شوند. قرار گرفتن این لوله ها در درجه حرارت بالا، باعث نرمیشان می شود. به همین دلیل باید از عبور دادن این لوله ها از نقاط خیلی گرم یا از مجاورت وسایلی که حرارت بالایی تولید میکنند خودداری نمود. حد بالای تحمل درجه حرارت در لوله های پلاستیکی بسته به جنس و نوعشان از C°۵۰ تا حداکثر C°۱۵۰ متغیر است.