خانه / نوین ساز / مصالح نوین / همه چیز درباره لوله پلیمری
لوله پلیمری

همه چیز درباره لوله پلیمری

لوله پلیمری چیست؟

لوله پلیمری لوله‌هایی هستند که با کشف خواص و مزایای آن‌ها، امروزه در صنعت و تاسیسات ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این لوله‌ها به علت موادی که در ساخت ‌شان به کار رفته، دارای خواص فیزیکی و شیمیایی گسترده بوده که توجه تولیدکنندگان و مصرف کنندگان را به خود جلب کرده است.

کاربرد لوله پلیمری

رایج‌ترین کاربرد این لوله پلیمری که احتمالا در زمین‌های کشاورزی و باغبانی به چشم‌تان خورده باشد، در سیستم‌های آبیاری و آبرسانی است. همچنین در سیستم‌های تخلیه فاضلاب، توزیع آب در باغبانی، کارخانجات، دامداری، پساب صنعتی و شیمیایی، صنعتی فرآوری مواد غذایی و… از لوله های پلیمری استفاده می‌شود. امروزه این لوله‌های پلیمری جایگزین لوله‌های گالوانیزه در تاسیسات آب و گرم و سرد شده است.

انواع لوله پلیمری

اولین پلیمری که به بازار آمد، نیترات سلولز نام داشت. بعد از آن، نایلون، پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی بوتیلن و پلیمرهای کریستال مایع به ترتیب روانه بازار شد. از انواع رایج لوله‌ پلیمری می‌توان لوله‌های زیر را نام برد:

  • لوله پلی اتیلن (PE)
  • لوله پی وی سی یا پلی وینیل کلراید (PVC)
  • لوله پلی پروپیلن (PP)
  • لوله پلی بوتیلن (PB)

در ادامه به معرفی هر کدام از لوله‌ها می‌پردازیم:

  • لوله پلی اتیلن: از این نوع لوله، چندین نوع لوله پلیمری پر مصرف ساخته می‌شود. یکی از انواع آن، لوله پلی اتیلن مشبک است که با نماد اختصاری (PEX) شناخته می‌شود. به علت مقاومت بالایی که در برابر حرارت و تحمل فشار دارد و نسبت به ضربه مقاوم است، از آن در سیستم‌های گرمایشی کف استفاده می‌شود.

پلی اتیلن

  • لوله پروپیلن : کاربرد این نوع لوله، شبیه به لوله پی وی سی است منتها مقاوم‌تر و کاربردی‌تر بوده و حداقل تا ۵۰ سال عمر می‌کنند. اتصالات متنوعی که از این نوع در بازار است، آن را تبدیل به یکی از محبوب‌ترین لوله‌ها در بازار جهانی کرده است. از انواع آن می‌توان به هموپلیمر، کوپلیمر ضربه‌ای و کوپلیمر اندام اشاره کرد.

 

  • لوله پی وی سی : اکثر این لوله‌ها به رنگ خاکستری یا سفید هستند. بر خلاف دیگر لوله‌های پلیمری، این نوع قابل اشتعال هستند و در دمای زیر صفر می‌شکنند. البته اشتعال فقط در قسمتی که دچار اشتعال شده باقی می‌ماند و از بین می‌رود و به دیگر قسمت‌های لوله منتقل نمی‌کند. کیفیت این لوله‌ها تحت تاثیر نور شدید خورشید یا اشعه ماورای بنفش بوده و آسیب پذیرند. به همین خاطر در لوله‌های آب گرم استفاده نمی‎شود. این لوله به دو دسته UPVC و CPVC تقسیم می‌شوند. در لوله‌های سی پی وی سی کلر بیشتری به کار رفته است و مقاومت بیشتری دارند.

 

پی وی سی

  • لوله پلی بوتیلن : این نوع لوله جایگزین لوله کشی مسی است و اغلب به رنگ خاکستری است و جدار داخلی آن صاف است که از رسوب آب جلوگیری می‌کند. حداکثر قطر این لوله‌ها یک میلی‌متر است. همانند لوله‌های پی وی سی در انتقال آب گرم از آن استفاده نمی‌شود و فقط برای حمل آب سرد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

با توجه به رشد روزافزون توليد لوله پلیمری در كشور و عدم توانايي مصرف كنندگان در تمييز سره از ناسره، آناليز مواد اوليه بكار رفته، بررسي نوع رفتار لوله در شرايط مختلف دمايي و فشاري در مقاطع زماني متفاوت، امري بسيار ضروري است.همچنين بررسي مشخصه هاي مهم و تاثير گذار برروي اين لوله ها، تاثير عوامل محيطی مثل حيوانات جونده ،تعيين شاخصهای مرجع و ارائه راهكار در جهت بهبود كيفيت از ملزومات اساسی در صنعت تاسيسات كشور می‌باشد

همچنين كاربرد انواع مختلف لوله هاي پليمري در صنعت به ويژه تاسيسات ساختمان بر اساس بررسي هاي انجام شده ارائه خواهد شد.

مصرف لوله های پلیمری در سالهاي اخير ، عدم وجود منابع و مراجع معتبر پاسخگو در اين زمينه ، تعدد كارخانه هاي توليد كننده اين نوع لوله ها ، تنوع جنس ، پايين بودن سطح آگاهي مصرف كنندگان يك نوع سردرگمي در مشتريان و مصرف كنندگان بوجود مي آورد .
به دليل كاستي هاي موجود، تنوع كاربري اين نوع لوله ها در تاسيسات ساختمان موجب سردرگمي توليد كنندگان و مصرف كنندگان و همچنين شبهاتي در مراجع گوناگون گرديده است. زماني كه جهان به راه صنعتي شدن گام نهاد نياز به ابزاري مقاوم ،شكل پذير با دوام و ارزان جهت مصارف گوناگون كاملا حس شد. چون موادي با تمام اين خصوصيات را نمي توان بصورت طبيعي يافت لذا تلاشهاي گسترده اي براي ساخت موادي اين چنين با ساختار غير طبيعي در مباحث شيمي آلي آغاز شد. (اولين كاربرد تجاري مواد پليمري در سال ۱۸۴۳ با كشف كائوچو آغاز گرديد )

اصولا پلیمرها به سه نوع تقسیم بندی می شوند.

طبيعي

طبيعي اصلاح شده

 مصنوعي

اولين پليمر مصنوعي با نام نيترات سلولز در سال ۱۸۶۲ كشف و در سال ۱۸۶۸ وارد بازار شد.

نايلون در سال ۱۹۳۸،پلی اتیلن در سال ۱۹۴۲، پلي پروپيلن در سال ۱۹۷۵، پلي بوتيلن در سال ۱۹۷۴ و پليمرهاي كريستال مايع براي ساخت اجزاء الكتريكي در سال ۱۹۸۵رايج گرديد

در كشورهاي جهان لوله هاي مختلفي جهت استفاده در داخل ساختمان مصرف ميشود كه اين لوله ها به گروه لوله هاي فلزي شامل لوله هاي مسي ، گالوانيزه و استيل و گروه لوله هاي پلاستيكي و تلفيقي شامل لوله های پلی اتیلن مشبك pex ، پلي پروتيلنPPR ، پلي بوتيلن و لوله هاي چند لايه تقسيم ميشود

بعلاوه از نظر مصرف اين لوله ها در ساختمان ، سه كاربرد در جهان وجود دارد كه شامل (مصرف در سيستم گرمايش ، سيستم حرارتي رادياتور و سيستم آب سرد و گرم مي باشد )

مطالعات نشان میدهد که در آمريكا از لوله هاي PPR استفاده نمي شود و از لوله هاي پلي بوتيلن فقط تا سال ۱۹۹۹ استفاده شده است و بيشترين مصرف در امريكا به لوله هاي مسي اختصاص دارد و پس از آن لوله هاي PEX و CPVC وچند لايه در مقامهاي بعدي قرار دارند.ولي مصرف لوله هاي فلزي در آمريكا هشت برابر لوله هاي پليمري مي باشد.

 

ویژگی های لوله های پلیمری

از شروع كاربرد وسیع فلزات در صنایع گوناگون، تاكنون محققان همیشه در تلاش تولید آلیاژهای برتر و یا انتخاب یك پوشش مناسب به عنوان روكش جهت تقلیل خوردگی و افزایش مقاومت آنها در مقابل عواملی همچون زنگ زدگی بوده اند دراین راستا آبكاری ، تولید فلزات آلیاژی و در نهایت استفاده از رنگ و روكشی از انواع پلیمرها مورد نظر قرار گرفته است.پاره ای از پلیمرها توانسته اند جایگزین خوبی برای فلزات گردند به عنوان مثال درصنعت تاسیسات لوله كشی ساختمان ها و صنایع گوناگون كه مساله خوردگی فلزات همیشه موجب خسارت عمده به صورت مستقیم وغیر مستقیم بوده است این لوله ها جایگزین وسایل فلزی شده اند .

البته این لوله ها نقاط ضعفی مانند محدودیت در انتقال حرارت و یا عدم تحمل فشار و دمای بالا نیز دارند . جهت رفع این نقیصه ، تلفیق مواد پلیمر و فلز مورد توجه محققان قرار گرفته است باید در نظر داشت كه نحوه انتخاب هر یك بر اساس كاربری ، محدودیت ها و خواص فیزیكی ، شیمیایی ، مكانیكی آنها تعیین می‌شود و امروزه مصرف و كاربرد لوله های پلیمری رواج یافته و در حال گسترش است .

 از لوله های پلیمری می توان برای انتقال اسیدهای خورنده ، گازهای خورنده ، فاضلاب های خورنده ، نفت خام ، فاضلاب ، گاز طبیعی و آب استفاده كرد. لوله های پلیمری درمقایسه با لوله های سنتی مورد استفاده دارای مزایا و معایبی است .

مزایای لوله های پلیمری

پلیمرها جایگزین خوبی برای لوله‌های فلزی هستند که دچار خوردگی یا زنگ زدگی می‌شوند. این لوله‌ها سبک و ارزان بوده و نصب آن ها راحت است. البته علاوه بر مقاومت بالا در برابر خوردگی و ضربه می توان موارد زیر را به عنوان مزایای لوله های پلیمری نام برد :

  • افت فشار کمتر
  • انعطاف پذیری بالا
  • نارسانای الکتریسیته
  • خواص بهداشتی مانند مقاومت در برابر حملات میکروبیولوژی و رسوب‌پذیری ناچیز

لوله های پلمیری با وجود مزایای بسیاری که دارند تحمل چندانی در مقابل دما و فشار نداشته و اشتعال‌پذیر هستند که البته نسبت به مزایای زیادی که دارند همچنان در میان صنعت‌گران جزء لوله‌های محبوب به شمار می‌روند.

برای رفع این محدودیت، در برخی از لوله‌ها ترکیبی از پلیمر و فلز به کار بردند که بر اساس نوع کاربری آن، خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی لوله را تعیین می‌کنند.

به طور کلی، ساختار پلیمر از مولکول‌های آلی به نام منومر بوجود آمده است و طول متوسط آن به درجه پلیمریزاسیون و یا تعداد واحد تکراری که در زنجیره پلیمر وجود داشته بستگی دارد. فرایند پلیمریزاسیون یا بسپارش فرایندی است که در آن یک یا چند مونومر به پلیمر تبدیل می‌شوند.

پلیمریزاسیون به دو صورت عمده افزایشی یا مرحله‌ای انجام می‌شود. در نوع افزایشی تعدادی از مونومر یا واحدهای تکراری جمع شده و مولکول پلیمر را به‌وجود می‌آورند. در نوع مرحله‌ای تعدادی مونومر با هم واکنش داده و پلیمرهای خطی را بوجود می‌آورند.

  • مقاومت در برابر خوردگی:

سیستم های لوله كشی پلاستیكی در مقابل اكثر مواد شیمیایی متداول خانگی و تعداد زیادی از موادی كه ممكن است وارد سیستم فاضلابی بهداشتی شوند مقاوم هستند دیواره های صاف لوله های پلاستیكی امان انتقال موثر و بهتر فاضلاب و آب را ممكن میسازد دراین لوله ها اثری اززنگ زدگی و خوردگی نیست .

  •  استفاده ساده تر:

مواد لوله های پلیمری از مواد لوله های دیگر سبك تر است و بنابراین نیاز به تجهیزات استفاده كننده سنگین ندارد به عنوان مثال ، بریدن و اتصال و نصب لوله های پلیمری ساده تر از روشی است كه در مورد لوله های فلزی به كار می رود با توجه به این كه امروزه هزینه نیروی كار ، پارامتر مهمی در قیمت نهایی مخصوص سیستم های لوله كشی است مزیت این لوله ها روشن تر می شود .

  • انعطاف پذیری و سفتی:

اكثر لوله های گرما نرم پلیمری، انعطاف پذیری خوبی نسبت به مواد لوله های دیگر دارند و این ویژگی خصوصیات مهمی برای كاربرد لوله ها در زیرزمین است . این لوله ها می توانند پستی و بلندی های زمین را با تعدد كمتری اتصالات نسبت به موارد مشابه طی كنند . به دلیل انعطاف پذیری خوب این نوع لوله ها در شرایط سخت و ناملایم ، آب و هوایی ، كارایی این نوع لوله ها خوب است .

  • ارتعاشات:

لوله و اتصالات پلیمری درمقابل ارتعاشات مختلف با توجه به استانداردهای مختلف ارائه شده مقاوم هستند . لوله و اتصالات پلیمری براساس استاندارد ۳۳۸۷ DIN بایستی شرایط فركانس ۳/۲۳ هرتز و تعداد نوسان ۱۰۴۸۵۰۰۰ مرتبه را با موفقیت سپری كند. باتوجه به انعطاف‌پذیری لوله های پلیمری، این نوع لوله ها می توانند لرزش های ناشی از زمین لرزه و یا ارتعاشات ناشی از كاركرد موتور (كمپرسوره) را تحمل كنند .

تعداد روش های اتصال

روش های زیادی برای اتصال این نوع لوله ها وجود دارد كه ازجمله این روش ها می توان به :

  • اتصال پرسی
  • اتصال همجوشی حرارتی
  • اتصال چسبی
  • اتصال فلنج
  • اتصال رزوه ای

معایب لوله های پلیمری

  • درجه اشتغال  :

از جمله محدودیت های مواد پلیمری ، اشتغال پذیری آنها می باشد . طبق استاندارد ۴۱۰۲ DIN با اضافه كردن بعضی از تركیبات آبی ، تركیبهای استرسهای فسفیت و برم دار به این مواد پلیمری ف می توان لوله های اشتعال ناپذیر تولید كرد .در این صورت این مواد پلیمری دركلاس مواد ۲B جا میگیرند كه درصورت سوختن هیچ گونه گاز سمی نیز تولید نكند و طبق تاییدهای موجود برای آب آشامیدنی از نظر پزشكی نیز سرطان زا نمی باشد . هر چند كه موادی نظیر پی وی سی خود با خود در مقابل شعله مقاوم می باشد.

  • تغییر انبساط طولی  :

این عیب بزرگ لوله های پلیمری با رهنمون های جدید نظیر اضافه كردن لایه های فلزی نظیر الومنیوم ، استفاد از خم های U شكل در نصب و یا تغییر درساختار لوله های پلیمری (مانند مشبك كردن) برطرف شده است.

درنهایت می توان معایب و مزایای لوله های پلیمری و فلزی را در جدول های زیر خلاصه كرد :

معایب لوله های فلزی معایب لوله های پلیمری
خوردگی از داخل و خارج عدم مقاومت مكانیكی
رسوب پذیری عدم تحمل فشار و دمای زیاد
وزن زیاد
غیراقتصادی بودن
مزایای لوله های فلزی مزایای لوله های پلیمبری
مقاومت مكانیكی زیاد عدم خوردگی از داخل و خارج
تحمل فشار و دمای زیاد رسوب ناپذیری و افت فشار كم
ضریب انبساط طولی كمتر مونتاژ سریع و آسان
نفوذ ناپذیری صد درصد اقتصادی بودن

لوله های پلیمری به دو دسته گرما نرم و گرما سخت تقسیم می شوند.

از جمله لوله پلیمری گرما نرم :

لوله های پلی اتیلن (PE)، پی وی سی (PCB) ، پلی بوتیلن (PB) و پلی پروپیلن (PP).

از جمله لوله پلیمری گرما سخت :

لوله های فایبر گلاس مسلح شده (ERP).

تعدد روش های اتصال ، استفاده از این لوله ها را در كاربردهای مختلف امكان پذیركرده است.

  • هیدرولیك خوب

به علت دیواره های صاف این نوع لوله ها ، مقاومت آنها دربرابر جریان كم است و باعث افت كمتر فشار می شود .

  • عمرطولانی

عمر سرویس دهی هر سیستم لوله کشی عامل مهمی است .حدود ربع قرن است كه میلیون‌ها سیستم لوله كشی با لوله پلیمری و كارایی خوب آنها در حال اجرا است اگرسیستم لوله كشی با استفاده ازلوله پلیمری درست نصب شود دربعضی از شرایط می توان عمر كاركرد آنها را نامحدود در نظر گرفت .

  •  عایق صوت

این نوع لوله ها عایق صوت و امواج بوده و دارای كاربرد در سیستم های مخاربراتی میباشند ، به عنوان مثال به دلیل لایه محافظ آلومینوم در لوله های چند لایه ، از آن می توان در كاربردهای مخابراتی استفاده نمود .

  •  استفاده درسیستم گرمایش كفی

طی سالیان اخیر سیستم گرمایش كفی به دلیل ظهور نسل جدیدی از لوله های پلیمری تولد دوباره ای یافته اند . محدودیت های اصلی لوله های پلاستیك گرما نرم ، مقاومت و سفتی نسبتاً پایین و حساسیت به دمای بالای آنهاست . به دلیل این محدودیت ها كاربرد لوله های گرما نرم پلاستیكی اساساً به مواردی كه فشار و دما كم است محدود می شود. بازهم با وجود این محدودیت ها استفاده ازاین لوله ها درحال گسترش است

  • نفوذ اكسیژن:

هر چند كه لوله پلیمری نسبت به عبور اكسیژن درمقایسه با لوله های فلزی مقاوم نیستند ولی امروزه با تمهیداتی نظیر چند لایه كردن لوله ها به نوعی مساله نفوذ اكسیژن را كه در لوله پلیمری وجود داشته را حل كرده اند در نتیجه این تجهیزات از هر گونه خوردگی و آسیب به دیگ های بخار ، منابع ، اتصالات و غیره در شرایط معمولی جلوگیری بعمل عمل می آید .

  •  تاثیر مواد افزودنی در آب آشامیدنی:

آب آشامیدنی باید از وجود فلزات سنگین نظیر جیوه (Hg) ، كادمیوم (‍Cd) ، سرب (Pb) و آرسنیك (As) عاری باشد . به این منظور آب را بعد از استرلیزه كردن به مدت ۷۲ ساعت در لوله های كه می خواهند آزمایش كنند قرار داده و سپس به كمك دستگاه جذب اتمی میزان عناصر سنگین و حتی بعضی از آنیون ها اندازه گیری می شوند .

 

 

 

درباره‌ی مدیریت

حتما ببینید

بتن هوشمند

بتن هوشمند

 بتن هوشمند بتن هوشمند به بتنی گفته میشود که به آن الیاف پلیمری و نانو …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *