لوله پلی اتیلن چیست؟
لوله پلی اتیلن لوله ای گرمانرم است که از پلی اتیلن با چگالی بالا ساخته شده است. این ماده ویژگیهای انعطاف پذیری و دوام منحصر به فردی را به لولهها میدهد که منجر به مزایایی میشود و این مزایا به محبوبیت لولههای پلی اتیلن کمک کرده است.
ماده اصلی این لوله ها از پلی اتیلن Polyethylene با چگالی بالا یا MDPE پلی اتیلن با چگالی متوسط است که در خطوط آب زیرزمینی، آبرسانی و گازرسانی در سیستم های شهری، کشاورزی و آبیاری قطره ای، فاضلاب و همچنین در منازل مسکونی استفاده می شود.
قابل ذکر است انعطافپذیری و وزن سبک لولههای پلی اتیلن به معنای عدم استحکام یا عملکرد آن نیست. HDPE به دلیل مقاومت فوقالعاده در برابر آب، ضربه، مواد شیمیایی مثل اسیدها وبازها به همراه نصب آسان از جمله ویژگیهای این لوله هاست که ترکیب آن را به موادی برتر برای کاربردهای مختلف، از جمله لوله کشیهای سنگین تبدیل میکند.
لوله های پلی اتیلن عمدتاً از پلیمر پلیاتیلن تشکیل شدهاند که از اتصال زنجیره های بلند مولکولی اتیلن (C₂H₄) تشکیل شده است. این ماده یک ترموپلاستیک است، به این معنی که با حرارت دادن نرم شده و پس از سرد شدن به شکل جدید درمی آید.

ساختار مولکولی پلی اتیلن به دو شکل خطی با چگالی بالا (HDPE) زنجیره های پلیمری به صورت خطی و با شاخه های جانبی بسیار کم قرار میگیرند و شاخه دار، با چگالی پایین (LDPE) زنجیره های پلیمری دارای شاخه های جانبی هستند که فضای بیشتری بین مولکول ها ایجاد میکند می باشد، این لوله ها با ترکیب افزودنی هایی، خواصی مانند انعطاف پذیری، مقاومت در برابرخستگی و پایداری شیمیایی را تعیین میکند.
این ویژگی ها باعث میشود لوله های پلی اتیلن در مقایسه با سایر لوله های پلیمری، برای کاربردهای گسترده تری مانند انتقال آب، گاز و فاضلاب مناسب باشند.
کاربردهای لوله های پلی اتیلن:
انتقال آب آشامیدنی: لوله های پلی اتیلن به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و عدم ایجاد رسوب، برای انتقال آب آشامیدنی در شبکه های شهری و روستایی بسیار مناسب هستند.
آبیاری تحت فشار: در کشاورزی، لوله های پلی اتیلن برای سیستمهای آبیاری قطرهای و تحت فشار به دلیل سبکی و نصب آسان، بسیار پرکاربرد هستند.
صنایع شیمیایی: مقاومت در برابر مواد شیمیایی، لوله های پلی اتیلن را برای انتقال سیالات شیمیایی در صنایع مختلف مناسب میکند.
سیستم آبیاری کشاورزی: لوله آبیاری HDPE به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و خواص ضد نشت آن به طور گسترده در آبیاری قطره ای، آبیاری بارانی و سیستم های تامین آب کانال استفاده می شود.
سیستم آبرسانی و فاضلاب شهری:
این لوله به طور گسترده در تامین آب لوله کشی، تصفیه فاضلاب و سیستم های زهکشی آب باران برای اطمینان از ایمنی تامین آب و در عین حال کاهش هزینه های نگهداری استفاده می شود.
تامین آب های زیرزمینی:
انتقال آب دریا: استفاده در پروژههای انتقال آب از دریا یا بین جزایر به دلیل مقاومت در برابر آب شور و شرایط زیرآبی رشد جلبک جلوگیری میکند، که این موضوع کیفیت آب را در طول مسیر حفظ میکند
حمل و نقل نفت و گاز
لولههای پلی اتیلن به دلیل مقاومت در برابر فشار بالا و مقاومت در برابر خوردگی، جایگزین مطلوبی برای لولههای فلزی سنتی در حمل و نقل گاز طبیعی شدهاند.
انتقال آب در پروژهای عمرانی: در پروژهای عمرانی مانند سیستمهای زهکشی سدها، تصفیه خانه ها استفاده می شوند.
انواع لوله های پلی اتیلن بر اساس چگالی:
لوله پلیاتیلن سنگین:
این لوله ها به دلیل ساختار مولکولی متراکم و چگالی بالا، از مقاومت مکانیکی و استحکام زیادی در برابر فشار های داخلی و خارجی برخوردارند. لوله های پلی اتیلن سنگین با چگالی بالا در دو گرید PE80 وPE100 تولید می شوند و در صنایع مختلف از جمله شبکههای انتقال آب و فاضلاب، شبکه های گازرسانی، شرایط آب و هوایی سخت مورد استفاده قرار میگیرند.
از مزایای این لوله ها قابلیت جوشکاری، وزن سبک، اتصال آسان و انعطاف پذیری آن هاست که باعث می شود در برابر حرکات خاک مقاوم باشند و کمتردچارشکستگی، ترک و پوسیدگی شوند.
لوله پلیاتیلن متوسط:
لوله های پلی اتیلن MDPE به عنوان گزینه ای اقتصادی و با عملکرد مناسب در پروژه هایی با فشار کاری متوسط در برابرمواد شیمیایی و اسیدی مقاوم اند و با طول عمر بالا و حمل و نقل آسان هزینه های اجرایی را کاهش می دهد.
این لوله ها به دلیل چگالی متوسط از انعطاف پذیری بیشتری نسبت به لوله های HDPE برخوردارند و در عین حال، مقاومت مکانیکی و استحکام خوبی نیز دارند.
کاربرد این لوله ها در سیستمهای فاضلاب کمفشار و برخی کاربردهای صنعتی می باشد و بر اساس استاندارد های ISO 4434 و EN1555 تست و تایید می شوند.
لوله پلیاتیلن سبک:
این لوله ها نوعی از لوله های پلی اتیلن با چگالی کم و ساختار مولکولی شاخه ای هستند.
این لوله ها برای استفاده در پروژه هایی با فشار پایین مانند آبیاری قطره ای و انتقال سیالات با فشار کم مناسب هستند.
این لوله ها به دلیل مقاومت در برابر مواد شیمیایی و خورنده و انعطاف پذیری بالا در محیط هایی با شرایط ناپایدارعملکرد مناسبی دارند.
لوله های LDPE قابلیت اتصال با روش هایی مانند جوش حرارتی و رینگ و فلنج و را دارند.

انواع لوله های پلی اتیلن بر اساس کاربرد:
لولههای پلیاتیلن آبرسانی:
لوله های پلی اتیلن از پلیمرهای ترموپلاست ساخته می شود که در فرآیند پلیمریزاسیون اتیلن به دست می آید که در گرید های PE80 و PE100 تولید می شوند. قابل ذکر است گرید PE100 به دلیل مقاومت بیشتر و وزن کم تر در برابر فشار و ضخامت دیواره کمتر، کاربرد گسترده تری دارد.
داخل لوله ها صاف و یکنواخت است و از رسوب، اصطکاک و رشد جلبک ها در لوله جلوگیری می کند. لولههای پلیاتیلن آبرسانی در فشارهای مختلف جهت انتقال آب، سیالات شیمیایی، اسیدی، نمک ها، آبیاری و زهکشی مزارع استفاده می شود.
لوله پلی اتیلن گازی(گازرسانی):
لوله های پلی اتیلن گازی از مواد پلی اتیلن با چگالی بالا جهت انتقال گازها از جمله گازهای طبیعی و غیره تولید می شوند.
این لوله ها در شبکههای توزیع گاز شهری، روستایی و صنعتی به دلیل مقاومت در برابر فشار، ضربه، زلزله، رطوبت و رانش زمین با انعطاف پذیری بالا مورد استفاده قرار می گیرند.
لوله های پلی اتیلن گازرسانی با استانداردهای ISO 4437 و ASTM D2513 در قطر 50 الی 1000 میلیمتر تولید می شوند.
لوله پلی اتیلن تحت فشار:
این لوله ها به دلیل ساختار پلیمری فشارهای بالا را تحمل کرده و در شرایط مختلف آب وهوایی برای انتقال آب، فاضلاب، سیالات صنعتی و گاز در شرایطی که نیاز به تحمل فشار بالا باشد، مورد استفاده قرار بگیرند.
لوله های پلی اتلن تحت فشار بر اساس استانداردهای بینالمللی مانند ISO 4427 و DIN 8074 در کلاسهای فشاری 4 الی 25 بار تولید میشوند که با مقاومت در برابر اشعه UV وطول عمرزیاد در سیستم های آبیاری تحت فشار، صنایع نفت و گاز و پروژه های شهری و زهکشی های زیربنایی مورد استفاده قرار می گیرند.
لوله پلی اتیلن آبیاری قطره ای:
نوعی از لوله های پلی اتیلن برای تامین و رساندن مستقیم آب به ریشه درختان و گیاهان به صورت قطره ای هستند تا از هدررفت آب جلوگیری کرده و بهره وری آبیاری را افزایش دهد.
لوله های پلی اتیلن آبیاری قطره ای به عبارتی یک نوع آبیاری مدرن و کم هزینه به حساب می آیند که به لحاظ مزایای بی شمارش جایگزین مناسبی برای روش های سنتی آبیاری به جهت صرفه جویی در مصرف آب محسوب می شوند.
این لوله ها در قطرها و فشار های مختلف تولید می شوند و قابلیت نصب قطره چکان ها روی لوله ها در فواصل مشخص جهت صرفه جویی آب برای آبیاری درختان و مزارع را دارند
ویژگیهای لوله پلیاتیلن آبیاری قطرهای:
• نصب و نگهداری آسان
• افزایش بهره وری
• صرف جویی در آب
• انعطاف پذیری
• مقاومت در برابر اشعه UV
لوله پلی اتیلن کابلی:
این لوله ها از جنس پلی اتیلن با چگالی بالا( (HDPEساخته می شوند که به طور خاص جهت عبور سیم و کابل درمخابرات، شبکه های برق رسانی، فیبر های نوری، کابل کشی زیرزمینی و شهرسازی در محافظت از کابل ها استفاده می شوند.
سطح داخل و خارج لوله ها صاف و یکنواخت است تا عبور کابل و سیم ها را آسان و از آسیب پذیری آن ها در برابر سایش جلوگیری کند.
از مزایای این لوله ها می توان سریع، کم هزینه، مقاومت در برابر نفوذ جوندگان و انعطاف پذیری آن ها نام برد.
لوله پلی اتیلن غلافی:
این لوله ها نوعی از لوله های پلی اتیلن برای محافظت از لولهها یا کابلها در برابر آسیبهای محیطی و مکانیکی هستند. از دو یا چند لایه تشکیل شدهاند. لایه بیرونی آن به عنوان غلاف محکم و مقاوم از پلیاتیلن با کیفیت بالا ساخته میشود تا در برابر ضربه، فشار، شرایط جوی و خوردگی استحکام کافی داشته باشد ولایه داخلی نیز معمولاً برای انتقال سیالات سوختی، آب، گاز و پروژه های عمرانی و استفاده میشوند.
مزایای استفاده از لوله پلیاتیلن غلافی:
• افزایش طول عمر لولهها: غلاف محافظ، لایه داخلی لوله را در برابر فرسایش محیطی محافظت کرده و باعث افزایش طول عمر سیستم میشود.
• کاهش هزینههای نگهداری: این لولهها به دلیل مقاومت بالا در برابر پارگی و آسیبهای فیزیکی، نیاز به تعمیرات و تعویض کمتری دارند.
• امنیت بالا: این لوله ها در برابر حوادث متفرقه مانند آتش سوزی و انفجار در خطوط انتقال گاز ضریب اطمینان بالایی دارند.
• مقاومت در برابر فشار: لولههای پلیاتیلن غلافی در سیستمهای آبیاری تحت فشار و سایر سیستمهای فشار بالا استفاده میشوند و در برابر فشارهای داخلی مقاوم هستند.
انواع لوله های پلی اتیلن بر اساس ساختار:
لوله پلی اتیلن تکجداره:
لوله های پلی اتیلن به دلیل ساختار مولکولی منحصربه فرد و بی نظیری مثل انعطافپذیری و مقاومت شیمیایی و مکانیکی بالا در مقایسه با لوله های چدنی و فلزی گزینه مناسب تری جهت استفاده در شبکههای انتقال آب آشامیدنی و زهکشی، صنایع پتروشیمی، انتقال مایعات تحت فشار، ازجمله آب، فاضلاب، گاز، مخصوصا گازهای صنعتی هستند.
لوله های پلی اتیلن تکجداره درسایزهای مختلفی به رنگ مشکی با نوار آبی و زرد مطابق با استاندارد ISO 4427 (آبرسانی) و EN 1555 (گازرسانی) تولید می شوند.
لازم به ذکر است اتصال این لوله ها از طریق جوش الکتروفیوژن، جوش لب به لب و اتصالات مکانیکی را است و موجب نصب سریع و کاهش هزینههای اجرایی میشود
لوله پلی اتیلن دوجداره (کاروگیت):
لوله های دوجداره پلی اتیلن نوعی از لوله های پلیمری هستند که به دلیل طریقه تولید و ساختار ویژه خود از دو لایه داخلی صاف و یک لایه خارجی دندانه ای تشکیل شده اند.
طراحی لوله دوجداره کاروگیت به لحاظ شکل کنگره ای و موج دار خود باعث افزایش استحکام مکانیکی آنها در برابر فشارهای خارجی، به ویژه بارهای ترافیکی و استاتیکی برای استفاده در پروژه های زیرزمینی در عمق های مختلف خاک، انتقال پساب فاضلاب، شبکه های فاضلاب شهری و روستایی و زهکشی می باشد.
این لوله ها در سایزهای کوچک به عنوان لوله های آبیاری، انتقال آب باران و زهکشی و قطر های بزرگ انتقال پساب سد و فاضلاب شهری و تولید مخازن سپتیک تانک فاضلاب، مخزن ضداسید و اسکرابر استفاده کرد
لوله پلی اتیلن اسپیرال:
لوله های پلی اتیلن اسپیرال به لحاظ شکل حلزونی و مارپیچ خود از دوام و مقاومت بالایی در برابر فشارهای داخلی و خارجی برخوردار هستند. این لولهها معمولاً در قطرهای داخلی از 500 میلیمتر تا بیش از 3000 میلیمتر در شاخه ای 6 متری برای استفاده درمحیط های مختلف برای انتقال فاضلابهای حجیم در پروژه های صنعتی، هدایت آبهای سطحی، تونلهای انتقال آب و استفاده می شوند.
لوله پلی اتیلن اسپیرال بیشتر با استفاده از جوش لب به لب به یکدیگر متصل می شوند.
و اما روش های اتصال از طریق فلنج و مانشن (کوپلینگ و واشر) نیزدر سایز های کوچکترمعمول است.

نحوه تولید لوله های پلی اتیلن:
• انتخاب مواد اولیه:
مواد اولیه برای تولید لولههای پلی اتیلن تاثیر زیادی بر کیفیت نهایی محصول دارد که در گریدهای مختلف با خواص فیزیکی و شیمیایی بر اساس کاربرد نهایی لوله جهت انتقال آب، گاز، فاضلاب، یا مواد شیمیایی از بین HDPE, MDPE, LDPE بر اساس ویژگیهایی مانند چگالی، شاخص ذوب (MFI)، مقاومت حرارتی و مکانیکی انجام میشود
• افزودنی ها:
این مواد افزودنی شامل آنتی اکسیدان و پایدار کننده های حرارتی به همراه رنگدانه ها جهت جلوگیری از اکسیداسیون شدن در فرایند اکستروژن شدن لوله می باشد
• فرآیند ذوب و اختلاط:
این مرحله پیش از آغاز فرایند اکستروژن، مکانیسم ذوب پلیاتیلن در اکسترودر که از یک مارپیچ تشکیل شده که با چرخش خود، مواد را به سمت جلو هدایت کرده و تحت فشار و حرارت کنترل شده قرار می دهد. حرارت ایجاد شده توسط المنت های حرارتی و اصطکاک ناشی از حرکت مارپیچ، گرانول ها را به حالت مذاب تبدیل می کند. و در ادامه با کنترل دما و فشار و اختلاط مواد و افزودنیها به جهت اطمینان از یکنواختی مواد اولیه، حذف ناخالصی ها، و بهینه سازی خواص فیزیکی و شیمیایی مواد برای تولید لوله های باکیفیت در نظر می گیرند.
نکته مهم در این فرایند با استفاده از سیستمهای اتوماسیون و مانیتورینگ لحظه ای بهینه می شود تا خطای انسانی به حداقل برسد.
• فرآیند اکستروژن:
فرایند اکستروژن جزء مراحل اصلی تولید لوله های پلی اتیلن است که طی آن مواد اولیه پلی اتیلن به شکل لوله های یکپارچه و با ابعاد مشخص تبدیل میشوند. این فرایند پیچیده اعم از طراحی قالب (دای) برای تعیین قطر و ضخامت لوله و کنترل سرعت اکستروژن نیازمند کنترل دقیق دما، فشار، و سرعت است تا اطمینان حاصل شود لوله های تولیدشده از نظر مکانیکی و ابعادی با استانداردهای تعیین شده تطابق دارند.
این فرایند به طور کلی شامل تغذیه مواد خام، ذوب و همگنسازی، شکلدهی از طریق قالب، کالیبراسیون و خنک کاری، و در نهایت برش به اندازههای موردنظر است
لازم به ذکر است هرگونه خطا در این مرحله مستقیماً بر کیفیت نهایی تاثیر میگذارد، بنابراین استفاده از تجهیزات مدرن و نیروی انسانی آموزش دیده در این بخش بسیار مهم است
• سیستم خنککاری:
خنک کاری و کالیبراسیون دو مرحله حیاتی پس از خروج لوله پلی اتیلن از قالب (دای) در فرایند اکستروژن هستند که نقش تعیین کننده ای در کیفیت نهایی محصول دارند.
این مراحل خنک کاری و کالیبراسیون به طور همزمان انجام میشوند تا خواص فیزیکی و شکل لوله درحین کاهش دما، کاملاً پایدار باقی بماند.
• برش و علامتگذاری:
این مرحله اگرچه به ظاهر ساده است، ولی نقش کلیدی در اعتبار برند و رضایت مشتری ایفا میکند. برش لوله به صورت استاندارد در شاخه های 6 و 12 متری نشانه گذاری دقیق، از جمله قطر، میزان فشارو کنترل ابعاد نهایی(کنترل قطر) امکان استفاده ایمن و طولانی مدت از لوله های پلی اتیلن را در پروژههای زیرساختی فراهم میسازد.
• آزمایشهای کیفیت:
آزمایش های کیفی محصول نهایی در تولید لوله های پلی اتیلن، نقش تعیین کنندهای در اطمینان از دوام، و تطابق محصول با استانداردهای فنی دارند.
این آزمایش ها از جمله فشار هیدرواستاتیک، آزمون انعطاف پذیری، آزمون مقاومت ضربه، آزمون خمش، آزمون پایداری حرارتی، آزمون مقاومت در برابر اشعه UV و آزمون آببندی اتصالات می باشد که عدم موفقیت در هر یک از این آزمونها به معنای نقص در فرایند تولید (مثل تنظیم نادرست اکسترودر، مواد اولیه نامرغوب، یا خطای در افزودنی ها) است
• انبار و بستهبندی :
بستهبندی لوله به روش های حلقهای، شاخه یا کلافی از آسیب های فیزیکی در حین حمل ونقل جلوگیری میکند. و در برابر رطوبت و نور مستقیم خورشید به محیط سرپوشیده منتقل می شود. و مشخصات فنی و استانداردها لیبل روی لوله برچسب گذاری می شود.
لازم به یادآوری اسست لوله ها باید روی سطح صاف و مسطح چیده شوند و با فاصله گذاری مناسب برای جلوگیری از تغییر شکل نگهداری شوند.
• کنترل کیفی و استانداردها:
استانداردها و الزامات فنی، روشهای آزمایش و معیارهای پذیرش و در نهایت بازرسی نهایی قبل ازعرضه به بازار به تولید کنندگان و خریداران کمک میکنند تا محصولات را بر اساس معیارهای یکسان ارزیابی کنند تا کیفیت نهایی محصول در برابر خطراتی مثل آلودگی آب آشامیدنی، ترکیدگی لوله ها و نشت گاز تضمین شود.
مهمترین استاندارد این لوله ها:
• لوله های پلی اتیلن برای انتقال آب ISO 4427
• لوله های پلی اتیلن برای انتقال گاز ISO 4437
• لوله های پلی اتیلن در سیستم های فشار EN 12201
مدیریت پسماند و بازیافت در تولید لوله های پلی اتیلن:
صنعت تولید لوله های پلی اتیلن با توجه به حجم بالای مواد مصرفی و ضایعات تولیدی، نیازمند برنامه ریزی دقیق برای کاهش پسماند و بازیافت مواد است. این فرایندها نه تنها هزینه های تولید را کاهش میدهند، بلکه نقش کلیدی در تحقق اهداف اقتصاد چرخشی و حفظ محیطزیست ایفا میکنند.
لوله های پلی اتیلن به عنوان یکی از پرکاربردترین لوله ها در سیستم های آبرسانی، بر اساس استانداردهای بین المللی مانند ISO 4427 و EN 12201 تولید میشوند و در سایزها و کلاس های فشاری مختلفی طراحی میگردند. سایز این لوله ها عموماً بر اساس قطر خارجی (به میلیمتر) و نسبت ابعادی استاندارد (SDR) تعیین میشود. SDR نشان دهنده نسبت قطر خارجی لوله به ضخامت دیواره آن است و بهطور مستقیم بر تحمل فشار لوله تاثیر میگذارد. به طور کلی، هرچه SDR کمتر باشد (مثلاً SDR11)، ضخامت دیواره بیشتر و تحمل فشار بالاتر است.
انواع سایز لوله های پلی اتیلن آبرسانی:
• لوله های با قطر ۱۶ الی ۶۳ میلیمتر:
لوله های پلی اتیلن با قطر کم معمولاً برای مصارف خانگی، در کشاورزی برای سیستم های آبیاری قطره ای و در شبکه های انتقال گاز طبیعی استفاده می شوند. همچنین در آبرسانی خانگی با فشار کاری PN6 الی PN10 با SDR بالا تولید میشوند.
• لوله های با قطر 75 الی ۳۱۵ میلیمتر:
این سایزها برای انتقال آب در مناطق مسکونی، سیستم های پاششی در آبیاری تحت فشار و انتقال فاضلاب خانگی و صنعتی مناسب هستند. در فشارهای متوسط بین 12.5 تا 16 بار و SDR ۱۱ تا ۱۷ تولید می شوند.
• لوله های با قطر 350 الی 630 میلیمتر:
این لوله ها در خطوط انتقال آب اصلی و پروژه های عمرانی بزرگ و سیستم های فاضلاب و زهکشی معادن و .. کاربرد دارند. کلاس فشاری آنها معمولاً 16 الی 25 بار برای پروژه های سنگین و فشارهای بالا طراحی می شوند.
• لوله های با قطر 630 الی 2500 میلیمتر:
لوله های پلی اتیلن با قطر بزرگ بیشتردر پروژه های زیرساختی مثل سدها و خطوط اصلی فاضلاب شهری و عمرانی با فشار 10 الی 16 بار نسبت به فشار مورد نیاز پروژه استفاده می شود.
سایزبندی لوله ها در شبکه های آبرسانی شهری و روستایی
سایزبندی لوله های پلی اتیلن در شبکه های آبرسانی شهری و روستایی بر اساس عواملی همچون میزان مصرف آب، فشار کاری مورد نیاز، طول خط لوله انجام می شود.
در مناطق شهری با تراکم بالای جمعیت و مصرف زیاد، لوله ها با قطر بزرگتر (مثلاً ۱۶۰ تا ۶۳۰ میلیمتر) و کلاس فشاری بالاتر (مانند PN16 یا PN20) انتخاب می شوند.
قابل توجه است در شهرها به دلیل وجود ساختمان های مرتفع، تامین فشار کافی در نقاط انتهایی شبکه با استفاده از پمپاژ یا مخازن ذخیره، اهمیت ویژه ای دارد. در مقابل، در مناطق روستایی که مصرف آب معمولاً متمرکز و کم حجم است، لوله های با قطر کوچکتر (۴۰ تا ۱۱۰ میلیمتر) و کلاس فشاری پایین تر (مانند PN6 یا PN10) اغلب کفایت میکنند.
اگر پروژه خاصی در نظر دارید، میتوانید سایز دقیق و فشار کاری مورد نیاز خود را با شماره های شرکت اطلس پایپ تماس بگیرید و با کارشناسان ما ارتباط بگیرید
سایزبندی لوله های پلی اتیلن در سیستم های آبیاری قطره ای و بارانی:
درآبیاری قطره ای، تمرکز بر لوله های باریک و انعطاف پذیر با فشار کاری پایین است، در حالی که در آبیاری بارانی، لوله های با قطرمتوسط تا بزرگ و تحمل فشار بالا ضروری اند.
سایز این لوله ها بر اساس نوع سیستم آبیاری، فشار کاری، دبی مورد نیاز و طول شبکه تعیین میشود. در ادامه به انواع سایزهای رایج در این سیستم ها اشاره میشود:
لوله های پلی اتیلن در آبیاری قطره ای:
• قطر کوچک (۱۶ تا ۳۲ میلیمتر):
این لوله ها معمولاً به عنوان لوله های لترال استفاده می شوند که مستقیماً آب را به قطره چکان ها یا نوارهای آبیاری منتقل میکنند. سایزهای رایج مانند ۱۶، ۲۰ و ۲۵ با کلاس فشاری پایین بین 4 تا 6 بار و SDR بالا (مثل SDR17) انتخاب میشوند، زیرا فشار کاری در آبیاری قطرهای معمولاً کمتر از ۲ بار است.
قابل ذکراست نوارهای آبیاری قطره ای بیشتر از لوله های با قطر 16 میلیمتر استفاده میکنند.
• قطر متوسط (۴۰ تا ۶۳ میلیمتر):
این سایزها برای لوله های فرعی یا اتصال به منبع آب کاربرد دارند. کلاس فشاری آنها معمولاً PN6 تا PN10 و SDR بین ۱۳.۶ تا ۱۷ است. این لوله ها آب را از خط اصلی به لوله های لترال منتقل میکنند.
لوله های پلی اتیلن در آبیاری بارانی:
• قطر متوسط (۵۰ تا ۱۱۰ میلیمتر):
لوله های اصلی در آبیاری بارانی اغلب در سایزهای 50، 63، 75 و 90 میلیمتر با فشار 10 الی 16 بار (SDR11 تا SDR17) استفاده می شوند.
قابل ذکر است لوله های پلی اتیلن آبیاری بارانی 75 میلیمتر با SDR11 برای خطوط اصلی آبیاری بارانی پرکاربرد تر هستند.
• قطر بزرگ (۱۲۵ تا ۲۰۰ میلیمتر):
در پروژه های بزرگ یا مزارع وسیع، از لوله های با قطر 125 الی 200 میلیمتر برای خطوط انتقال اصلی استفاده می شود. این لوله ها با فشار 16 بار و SDR پایین طراحی میشوند تا افت فشار در مسیرهای طولانی جبران شود.
عوامل کلیدی در سایزبندی لولهها:
• دبی آب:
محاسبه دبی مورد نیاز بر اساس مصرف پیشبینیشده مصرف کشاورزی و .. اولین گام انتخاب لوله است. لوله های پلی اتیلن با قطر کمتر از حد نیاز، سرعت جریان آب را افزایش میدهد و باعث ایجاد اصطکاک بیشازحد و افت فشار میشود. این مسئله نه تنها هدررفت آب را تشدید میکند، بلکه احتمال ترکیدگی لوله را نیز بالا میبرد.
• فشار سیستم:
لولهها باید توانایی تحمل فشار استاتیک و دینامیک سیستم را داشته باشند. استفاده از لولههای با ضخامت دیواره ناکافی یا رتبه فشار (PN) پایین میتواند در بلندمدت به نشتی یا ترکیدگی منجر شود.
• طول مسیر انتقال:
در مسیرهای طولانی، افت فشار ناشی از اصطکاک (با استفاده از فرمولهایی مانند هیزن-ویلیامز) باید محاسبه شود تا قطر لوله به گونهای انتخاب شود که این افت فشار جبران گردد.
• همخوانی با اتصالات و شیرآلات:
سایز لوله باید با اتصالات، شیرهای کنترل و سایر تجهیزات شبکه هماهنگ باشد تا از ایجاد نقاط ضعف (مانند نشتی در محل اتصالات) جلوگیری شود.
مزایای لوله های پلی اتیلن:
• اتصال قابل اعتماد و آسان با استفاده از جوش سوکت، لب به لب و الکترو فیوژن
• استحکام ویژه و وزن کم
• عدم نیاز به پوشش در برابر خوردگی داخلی و خارجی
• آب بندی کامل
• حمل و نقل سریع و آسان
• مناسب برای شرایط مختلف زمین شناسی
• طول عمر بالا
• هزینه تعمیر و نگهداری پایین
• قابلیت بازیافت
• تنوع ابعاد
• قابلیت استفاده در دریا
• مقاوم در برابر اشعه خورشید
مهم ترین ویژگی لوله های پلی اتیلن:
1. مقاومت در برابر خوردگی و مواد شیمیایی:
لوله های پلی اتیلن درخاکهای اسیدی و قلیایی، محیطهای مرطوب، مانند مناطق ساحلی و دریا و در تماس با مواد شیمیایی خورنده از جمله اسیدها و بازها، حلال ها، بدون تخریب قابل استفاده هستند. و در محیط زیست ازنشت فلزات سنگین مثل آهن ها به خاک و سفره های زیرزمینی در اثر ترکیدگی و خوردگی محافظت می کنند.
این لوله ها مقاومت فوق العاده بالایی دارند وهزینههای تعمیر و تعویض آن ها در برابر فرسودگی، شکستگی، پوسیدگی کم است.
2-انعطاف پذیری خوب و مقاومت در برابر زلزله قوی:
لوله های پلیاتیلن به لحاظ ساختار پلیمری و مولکولی منعطف هستند وقابلیت خمش در برابر فشارهای وارده مثل ضربه یا تشست خاک را دارند و دچار مشکل نمی شوند. این لوله ها به راحتی تغییر شکل داده و پس از رفع فشار به حالت اول خود برمی گردند. این خاصیت باعث می شود در زمان حمل ونقل و نصب در راه و مسیرهای صعب العبور مثل مناطق کوهستان و جنگلی نیز دچار شکستگی نشوند. این خاصیت، پلیاتیلن را برای پروژههای زیرزمینی، سیستمهای آبیاری قطره ای و شبکههای انتقال ایدهآل میسازد.
3- مقاوم در برابر فشار بالا و مناسب برای تامین آب و حمل و نقل گاز طبیعی
در زمینه های تامین آب شهری، آبیاری کشاورزی و حمل و نقل گاز طبیعی، لوله های HDPE به دلیل استحکام بالا و مقاومت در برابر فشار بالا می توانند نیازهای حمل و نقل از راه دور را برآورده کنند و هزینه های نگهداری را کاهش دهند.
4- سطح داخلی یکنواخت و بدون زبری:
دیواره داخلی این لوله ها بدون هیچ گونه ترک و درزی است که باعث می شود سیال داخل لوله به راحتی حرک کند. این صاف و صیقلی بودن بر خلاف لوله های چدنی و فلزی از تجمع رسوباتی مثل شن و لجن داخل لوله جلوگیری می کند و باعث می شود داخل لوله رسوب نگیرد.
5- اتصالات یکپارچه و بدون درز:
لوله های پلی اتیلن به صورت شاخ ای و کلافی تولید می شوند. و با استفاده از روش های جوش حرارتی(الکتروفیوژن) و جوش مکانیکی به یکدیگر متصل می شوند. در روش حرارتی که یکی از روشهای پرکاربرد برای اتصال لولههای پلی اتیلن است دو سر لوله با حرارت ذوب شده و تحت فشار به هم فشرده می شوند. و جوش مکانیکی با استفاده از فلنج ها و مانشن می باشد.
6- وزن سبک و سهولت نصب :
این لوله ها به لحاظ ساختار مولکولی منعطف، و وزن سبکی دارند. چگالی لوله های پلی اتیلن مانند آب سبک است ( 0.95 گرم برسانتیمترمکعب) این خاصیت باعث
می شود حمل و نقل و نصب و جابجایی لوله ها بدون نیازبه ماشین آلات و تعداد زیادی نیروی کارامکان پذیر باشد.
7- طول عمر بالا و هزینه نگهداری پایین:
لوله های پلی اتیلن معمولا بین 50 الی 100 سال قابل استفاده و بهره برداری هستند. این طول عمرزیاد، ناشی از مقاومت لوله ها در برابر خوردگی و فرسایش سیالات مواد شیمیایی خورنده از جمله اسید ها و نمک ها و حتی خاک های اسیدی می باشد. همچنین لوله های پلی اتیلن اگر در معرض نور مستقیم خورشید باشند مشکلی پیش نمی آید زیرا با اضافه کردن مواد پایدار کننده مثل UV به این لوله ها طول عمر آن ها تا حد زیادی افزایش پیدا می کند. و به نگهداری و تعمیرات کمتری نیاز پیدا می کنند.
8- نصب آسان و کاهش هزینه های ساخت:
لوله های HDPE با اتصال ذوب داغ یا ذوب الکتریکی به هم متصل می شوند تا اطمینان حاصل شود که رابط لوله بدون نشتی و نصب سریع و کارآمد است که برای پیشرفت سریع ساخت و ساز زیرساخت در ترکمنستان مناسب است.
9- صرفهجویی اقتصادی:
لوله های پلی اتیلن به لحاظ ویژگی های متعدد از جمله قابلیت بازیافت، عمرطولانی
انعطاف پذیری و مقاومت بالا در برابرعوامل شیمیایی(اسیدها، بازها، نمک ها) وهزینه های نگهداری پایین باعث شده است که پیمانکاران و کارفرمانیان در سیستمهای آبیاری، فاضلاب یا شبکههای آبرسانی شهری، روستایی به جهت کاهش هزینه پروژه ها به لوله پلی اتیلن روی بیاورند. روش های اتصال لوله های پلی اتیلن:
اتصال حرارتی جزء پرکاربرد ترین روش های اتصال لوله های پلی اتیلن به لحاظ آب بندی و بدون درز بودن، با طول عمر زیاد و مقاوم در برابر فشار در خطوط آب و فاضلاب، پروژه های صنعتی استفاده فروانی دارد. این نوع از اتصال لوله پلی اتیلن به دو روش جوشکاری لب به لب و الکتروفیوژن انجام می شود.
• جوش لب به لب:
در روش جوشکاری لب به لب دو سر لوله با استفاده از حرارت به یکدیگر ذوب و فشرده می شوند. در روش جوش لب به لب مواد پلی اتیلنی پس از ذوب با فشار کنترل شده لوله ها به هم متصل شده و پس از خنکشدن، اتصالی یکپارچه و همگن ایجاد میشود.
• جوش الکتروفیوژن:
جوش الکتروفیوژن روشی پیشرفته با دقت بالایی دراتصال لوله های پلی اتیلن مورد استفاده در صنایع گاز و آب می باشد. در این روش از اتصالات مخصوص مثل کوپلرها استفاده میشود که دارای سیم های مقاومتی جاسازی شده هستند. با عبور جریان الکتریکی از این سیم ها، حرارت تولید شده باعث ذوب سطح داخلی اتصال و سطح خارجی لوله میشود. در ادامه با عبور جریان برق از این سیمها، گرما تولید شده و سطح داخلی اتصال و سطح خارجی لوله ذوب شده و به هم جوش میخورند.
اتصال به روش های مکانیکی با استفاده از اتصالات رزوه ای، کوپلر و فلنج به همراه قطعات پیچی، این لوله ها را به هم متصل و آببندی میکنند. از مزایای روش اتصال مکانیکی لوله های پلی اتیلن امکان جدا کردن و استفاده مجدد، انعطاف پذیری و نصب ساده و استفاده در خطوط آبرسانی خانگی، سیستم های آبیاری و .. می باشد.
برخی از روش های رایج عبارتند از:
• اتصالات فشاری:
با استفاده از اورینگ و مهره های تنظیم شونده، با وارد کردن فشار، از نشتی جلوگیری
می کنند. که در سیستم های آب سرد یا گازهای کم فشار مناسب است
• اتصالات فلنجی:
در این روش، فلنج های پلی اتیلنی به انتهای لوله ها جوش یا نصب میشوند و سپس با پیچ و مهره به هم متصل میگردند. بین فلنج ها از واشرهای الاستومری برای آببندی استفاده میشود.
• اتصالات کوپلری:
این کوپلر ها روی لوله محل اتصال و سفت کردن پیچ ها، لوله ها را به هم محکم می کنند. لازم به ذکر است کوپلرها دارای واشر آب بندی هستند که در برابر فشار و ویبره مقاومت میکنند. اتصال سریع لوله ها در این روش طرفدار زیادی در بین نصاب لوله دارد.
• اتصالات رزوه دار:
این روش بیشتر برای لوله های با سایز پایین و با فشار حداقلی رزوه کاری شده و با استفاده از رابطهای رزوه دار به هم متصل میشوند.
• فلنج های پلی اتلین:
اتصال به این روش در سیستم های تحت فشار به صورتی که فلنج به سر اتصال دو لوله وصل می شود به همراه رینگ سوراخ دار پیچ و مهره می شود.
معیارهای مهم در خرید لوله پلی اتیلن آبرسانی:
در خرید لوله پلی اتیلن آبرسانی، چندین معیار مهم وجود دارد که باید به آنها توجه کرد.
1- مواد اولیه با کیفیت از جمله مهمترین شاخص ها در انتخاب این لوله ها است. معمولا لوله های پلی اتیلن در گرید های PE80 و PE100 تولید می شوند تا در برابر تنش های محیطی و فشار وارده به لوله مقاومت و انعطاف پذیری داشته باشند.
2- فشار کاری لوله پلیاتیلن به میزان فشاری که این لولهها به طور مداوم و بدون آسیب دیدن تحمل کنند. این مقدار برحسب بارمی باشد. لازم به یادآوری است در شبکه های آب شهری و تحت فشار و بسته به کاربری فاضلابی وآبیاری معمولا بین PN6 و PN10 انتخاب می شوند تا در برابر فشار آب مقاومت کافی داشته باشند.
3- ضخامت دیواره و قطر بیرونی لوله که به طور مستقیم با فشار کاری و استحکام لوله مرتبط است، بیشتر براساس میزان دبی آب، نوع سیال و فشار کاری مورد نیاز پروژه
تعیین می شود. این لوله ها با شاخصی به نام SDR (نسبت ابعاد استاندارد) ازتقسیم قطر خارجی بر ضخامت دیواره لوله به دست می آید، هر چه SDR کمتر باشد ضخامت دیواره بیشتر است و لوله فشار بیشتری را تحمل می کند.
4- رعایت همه استاندارد های لوله از جمله ISO 4427 و ISO4437 و ASTM D3035 شرکتهایی که این استانداردها را رعایت میکنند، ملزم به انجام آزمایشهای کنترل کیفیت در مراحل تولید هستند که باعث افزایش هزینههای تولید و در نتیجه قیمت نهایی لوله میشود.
5- هزینههای حمل و نقل لوله های پلی اتیلن به فاصله کارخانه تولیدی تا مقصد، حجم و وزن بار، و نوع وسیله نقلیه بستگی دارد.لازم به ذکراست نوسانات قیمت سوخت و شرایط جادهای نیز میتوانند بر هزینههای حمل و نقل نیز تاثیر بگذارد.
6- دوام و طول عمر لوله های پلی اتیلن به شرایط نصب، میزان فشارو دمای کاری بستگی دارد. در شرایط استاندارد و با رعایت دستورالعملهای نصب و بدون نیاز به نگهداری، این لوله ها بیش از 50 سال عمر می کنند.