لوله پلی ‌اتیلن چیست و انواع آن

هنوز در بعضی از خانه‌های قدیمی لوله‌های روکار فلزی را می‌توان دید. از این لوله‌ها برای انتقال آب، گاز و حتی فاضلاب استفاده می‌شد. سالی نبود که نشتی یک لوله به ‌خاطر سرما و یا خورد‌گی لوله، خرابی به‌ بار نیاورد. ‌بسیار پیش‌ می‌آمد که لوله‌ به‌ دلیل خورد‌گی دچار زنگ‌زدگی می‌شد و از بین می‌رفت. برای همین لوله‌کشی یکی از پردرآمدترین مشاغل روزگار بود. اما ناگهان ورق برگشت. لوله‌های فلزی جای خود را به لوله‌های پلاستیکی دادند. لوله‌های منعطفی که ضمانت‌نامه‌های بیست و سی سال همراه خود داشتند. این لوله‌ها لوله‌ پلی اتیلن نام دارند.

لوله‌هایی که از مواد شیمیایی پلی‌اتیلن ساخته شده بودند.این لوله‌ها بسیار زود فراگیر شدند. سبکی، حمل آسان، ضایعات کم و مهم‌تر از همه مقاومت بالای این لوله‌ها سبب شد تا فراگیری این لوله‌ها بسیار زیاد شود.

 اما ویژگی ممتاز لوله‌های پلی‌اتیلن، مقاومت نفوذپذیری این لوله‌ها در برابر مواد شیمیایی آلی و غیر آلی است. بر اساس تحقیق دانشمندان دانشگاه برکلی کالیفرنیا لوله‌های پلی‌اتیلن 15 برابر بیشتر از لوله‌های فلزی در برابر مواد شیمیایی نفوذپذیری از خود نشان می‌دهند.

 لوله‌های پلی‌اتیلن اولین‌بار در سال ۱۹۵۰ ساخته شدند. در آن زمان مستعد ترک خوردن بودند. اما مزیت حمل و نقل آسان و انعطاف لوله سبب شده ‌بود تا مشتریان ریسک کرده و این لوله‌ها را خریداری نمایند.

 نوپایی محصول و فروش خوب سبب شد تا کارشناسان توجه بیشتری محصول نموده و سعی نمایند تا مشکلات آن را برطرف نمایند. تا جایی که امروزه دیگر از لوله‌های فلزی حداقل برای انتقال آب دیده نمی‌شود. در این مقاله تلاش می‌شود تا شما را با لوله‌های پلی‌اتیلن و انواع آن آشنا کنیم.

لوله‌ پلی‌اتیلن که به اختصار PE گفته می‌شود، نوعی لوله است که از پلیمریزاسیون اتیلن به ‌روش اکستروژن تولید و در انواع تک جداره، دوجداره، آبیاری، لوله PEX و لوله PE-RT ارائه می‌شود.

لوله ‌پلی اتیلن چیست؟

لوله‌ پلی‌اتیلن که به اختصار PE گفته می‌شود، نوعی لوله است که از پلیمریزاسیون اتیلن تولید می‌شود. قبل از تولید محصول نهایی لوله پلی‌اتیلن، زمانی که مونومرهای اتیلن تحت عمل پلیمریزاسیون قرار می‌گیرند پلی‌اتیلن تولید می‌گردد.

 پلی‌اتیلن در گروه گرمانرم‌ها طبقه‌بندی می‌شود که خاصیت ترموپلاستیک دارد. یعنی می‌توان با گرم کردن و ذوب کردن در آن تغییر شکل ایجاد نمود. از خصوصیات پلی‌اتیلن‌ها می‌توان به مقاوم‌ بودن، منعطف بودن و طول عمر بسیار زیاد اشاره کرد. پلی‌اتیلن‌ها به چند دسته تقسیم می‌شوند که معیار این تقسیم‌بندی دانسیته و یا چگالی پلی‌اتیلن در زمان تولید است.

• پلی‌اتیلن با چگالی پایین: LDPE این نوع پلی‌اتیلن تعداد شاخه‌های فرعی (جانبی) بلند و بیشتر از حد معمول است. در این نوع پلی‌اتیلن فاصله‌ زنجیره‌های ملکولی از یکدیگر زیاد است. همین فاصله‌ زیاد سبب می‌شود تا چگالی پایین بیاید.
   
• پلی‌اتیلن با چگالی کم خطی: LLDPE در فرآیند تولید پلی‌اتیلن زمانی که کومونومر بوتن نرمال به اتیلن اضافه گردد، محصول دارای شاخه‌های جانبی بیشتر اما با طول برابر خواهد بود. این شاخه‌ها اگر چه بلند است اما در طول زنجیر پلیمر تعداد کمی وجود دارد. به‌دلیل خطی بودن زنجیره‌ پلیمر به این نوع پلی‌اتیلن‌، پلی‌اتیلن خطی گفته می‌شود.
   
• پلی‌اتیلن با چگالی متوسط: MDPE این نوع پلی‌اتیلن از نظر مقاومت راندمان بهتری نسبت به مقاومت HDPE و ضربه‌پذیری بالایی دارد. این پلی‌اتیلن برای بسته‌بندی (درب بطری‌ها) استفاده می‌شود.
   
• پلی‌اتیلن با چگالی بالا: HDPE در مقایسه با دیگر پلی‌اتیلن‌ها این نوع محصول ساختار زنجیره‌ پلیمری‌، تبلور بالاتری دارد. از همین ‌رو ساختار فشرده‌تری داشته و چگالی بالاتری دارد که برای همین به آن پلی‌اتیلن سنگین گفته می‌شود.این نوع پلی‌اتیلن تعداد شاخه‌ جانبی کمتری نسبت به دیگر پلی‌اتیلن‌ها دارد.

فرآیند تولید لوله‌ پلی ‌اتیلن

تولید لوله‌های پلی‌اتیلن مانند لوله استنلس به ‌روش اکستروژن انجام می‌شود. در قدم اول مواد اولیه که به شکل گرانول است وارد دستگاه اکسترودر می‌شود. گرما باعث ذوب شدن گرانول‌ها می‌شود. مواد ذوب شده با کمک پیچ از اکسترودر خارج و داخل قالب می‌شود. 

بعد از آن‌ که مواد ذوب شده قالب‌گیری شد، وارد بخش تنظیم‌کننده‌ قطر (مخزن خلا) می‌شود. در این قسمت با اعمال فشار مناسب لوله‌ شکل مناسب خود را به‌ دست می‌آورد. بعد از آن‌ که لوله شکل واقعی به‌ خود گرفت، از قسمت تنظیم‌کننده خارج می‌شود.

 به محض آن ‌که لوله خارج شد توسط جریان آب سرد، خنک می‌شود. لوله‌ تولید شده با دستگاه کشنده از مخزن سرد کن خارج می‌شود. در تولید لوله‌های پلی‌اتیلن تک ‌جداره از این روش استفاده می‌شود. در قطرهای باریک خنک کردن لوله‌ها با روش غرقابی انجام می‌شود. برای آشنایی با لوله استنلس که به آن اشاره شد؛ می‌توانید به مقاله لوله استنلس استیل چیست و انواع آن مراجعه کنید. 

انواع لوله پلی اتیلن

لوله‌های پلی‌اتیلن به چند دسته تقسیم می‌شود:

لوله پلی‌اتیلن تک جداره 

نام دیگر لوله‌های تک‌ جداره، لوله‌های پلی‌‌اتیلن فشار قوی است. کاربرد این لوله‌ها برای انتقال سیالات مجاز تحت فشار است. نام‌گذاری این لوله‌ها به دلیل استفاده از یک لایه برای پوشانندگی آن‌ها است. لوله‌های تک‌جداره به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند.

 لوله‌ PE80 ،PE100 ،PE63 از این نوع لوله هستند. لوله ‌PE80 بار فشار هشت مگاپیکسلی و PE100 بار فشار ۱۰ مگاپیکسلی را تحمل می‌کند. کاربرد این لوله‌ها بیشتر در حوزه‌ کشاورزی و صنعت آبیاری قطره‌ای است. عمده‌ کاربرد لوله‌های تک ‌جداره عبارتند از استفاده در پروژه‌های نفتی، آب‌رسانی، گازرسانی، فاضلاب و کشاورزی. لوله‌ PE100 در سیستم آتش‌نشانی و انتقال آب شرب کاربرد بیشتری دارد. استاندارد رعایت شده در لوله‌های تک ‌جداره DIN16963 ،DIN8074 ،ISIRI1331 است.

لوله‌ی دوجداره 

این لوله‌ها دو لایه است. یک لایه‌ بیرونی که موج‌دار است و لایه‌ی درونی که دارای سطحی صاف است. این لوله‌ها به دو شکل مختلف ساخته می‌شود:

• لوله کاروگیت: لوله کاروگیت به‌دلیل این ‌که فشار داخلی ندارد بیشتر به‌عنوان یک مجرای زیرزمینی به‌ کار گرفته می‌شود. برای انتقال فاضلاب‌های اسیدی و بازی از لوله‌های کاروگیت استفاده می‌شود. قطر لوله‌های کاروگیت از ۸۰۰ تا ۱۰۰۰ میلی‌متر است.
   
• لوله‌ اسپیرال: تفاوت لوله‌ اسپیرال و کاروگیت در فرآیند تولید این دو لوله است. اتصال لوله‌های اسپیرال به شکل جوش لب به لب است. این لوله‌ها از مقاومت حلقوی بالاتری نسبت به لوله‌ی کاروگیت برخوردارند. با توجه به این ‌که از وزن کمتری نیز بهره‌ می‌برند. این مقاومت سبب می‌شود که لوله‌های اسپیرال مقاومت زیادتری در برابر بارهای خارجی داشته باشد. از لوله‌های اسپیرال بیشتر برای جمع‌آوری آب‌های سطحی استفاده می‌شود. جمع‌آوری فاضلاب‌های شهری، فاضلاب صنعتی و جاده‌سازی دیگر موارد مصرف لوله‌های اسپیرال است.

لوله‌های آبیاری

هر چند این نوع لوله‌ها نوعی (زیرمجموعه‌ای) از لوله‌های تک‌جداره هستند، اما به‌دلیل کاربرد زیاد این لوله‌ها در بخش کشاورزی این لوله‌ها جدا گروه‌بندی شده و با استانداردی جداگانه (ISO2004:9262) ساخته می‌شود. این لوله‌ها انواع متفاوتی دارد که عبارتند از:

• لوله‌های آبیاری با چگالی بالا HDPE Pipe: این لوله‌ها به‌عنوان بخش اصلی در شبکه‌ی آبیاری تحت فشار استفاده می‌شود. این لوله‌ها به شکل کلاف تولید می‌شود. سایز تولیدی این لوله‌ها ۱۶ تا ۲۰۰۰
   
• لوله‌های آبیاری با چگالی پایین LDPE Pipe: این لوله‌ها قطر کمتری دارند و فشار کمتری را تحمل می‌کنند. قطر لوله‌های چگالی پایین بین ۱۶ تا ۳۲ میلی‌متر است و فشار تحمل‌پذیر نیز ۲/۵، ۴ و ۶ بار است. چگالی پایین این لوله‌ها سبب می‌شود، طول عمر این لوله‌ها بین ۱۰ تا ۱۵ سال است. نوع دیگری لوله آبیاری نیز وجود دارد که به نوار آبیاری معروف است. از این نوار در آبیار قطره‌ای مزرعه‌ها و گلخانه‌ها استفاده می‌شود.

لوله PEX

لوله‌های PEX به پلی‌اتیلن شبکه‌ای شده، معروف است. اصلاح لوله‌ پلی‌اتیلن برای افزایش مقاومت در برابر دما و طول عمر بیشتر، سبب تولید PEX می‌شود و چگالی این لوله از متوسط به بالا است. به ‌دلیل مقاومت بالای این لوله در برابر حرارت از این لوله‌ها در سیستم آتش‌نشانی استفاده می‌شود. همچنین توزیع آب سرد و گرم یکی دیگر از کاربردهای این نوع از لوله‌ها است. به ‌طور معمول این لوله‌ها در قطر ۱/۴ تا ۳ اینچ تولید می‌شود.

لوله PE-RT

به نوعی می‌توان گفت که لوله‌ PE-RT زیر مجموعه‌ لوله‌های PEX است. با این تفاوت که این لوله‌ها مقاومت حرارتی بالاتری نسبت به PEX دارند. از این لوله‌ها برای انتقال سرما و گرما در ساختمان‌ها استفاده می‌شود. از دیگر مزایای این نوع لوله‌‌ها مقاومت بالا در ترک‌ خوردگی است که سبب می‌شود در ساختمان‌ها بیشتر استفاده شود.

کارخانه‌های تولید لوله پلی ‌اتیلن

در این کارخانه‌ها پلی‌اتیلنPE80 و HDOE100 توسط ماشین‌آلات اکسترود و تزریق مواد اولیه به لوله‌های پلی‌اتیلن تبدیل می‌شود. این لوله‌ها جنس بدنه‌ پلاستیکی داشته و به لوله‌های فشار قوی معروف هستند.

 از الزامات کارخانه‌های تولید لوله پلی‌اتیلن آزمایشگاه‌های صنعتی است که در این آزمایشگاه‌ها آزمون‌های نرخ جریان مذابی، درصد وزنی دوده، پراکنش دوده، بازگشت حرارتی، زمان القاء اکسایش و سفتی حلقوی بررسی می‌شود. یکی دیگر از ارکان مهم کارخانجات تولید لوله، سوله‌های بزرگ است که بتوان محصولات را در آن انبار نمود. طبق گفته‌ انجمن صنفی تولیدکنندگان لوله‌ پلی‌اتیلن در حال حاضر 297 کارخانه تولید لوله در کشور وجود دارد.

سخن پایانی

کلام پایانی یکی از مزایای لوله پلی‌اتیلن طول عمر بالای این لوله است. اما در زمینه‌ اتصالات بسیار پیش‌ می‌آید که این لوله‌ها اتصالات قوی ندارند، به‌ خصوص در بخش ساختمان که اتصالات گاهی استاندارد کافی را ندارند.

 دلیل این عیب (نداشتن استاندارد مناسب)، تنوع استانداردها است که تولیدکنندگان می‌توانند از آن استفاده نمایند. تنوع بالای لوله‌های پلی‌اتیلن در کشور هم اجازه نمی‌دهد تا مشتری آن‌چنان که باید بتواند کیفیت برتر لوله و اتصالات پلی‌اتیلنی را بشناسد. گاه پیش می‌آید که مخاطبین از تجربیات دیگر مشتریان و فروشند‌گان کیفیت برتر را انتخاب می‌نمایند.

 اگر شما هم تجربه‌ای در این زمینه (انتخاب لوله و اتصالات برتر) دارید با ما در میان بگذارید. نباید فراموش کرد که به‌دلیل پالایشگاه‌های نفتی و تولید پلی‌اتیلن در کشور، می‌توان ایران را به قطب تولید لوله‌های پلی‌اتیلنی تبدیل نمود.