انواع لوله های پلیمری

استفاده از انواع لوله های پلیمری در تاسیسات ساختمانی از اوایل دهه ۳۰ میلادی در آلمان و به منظور لوله کشی فاضلاب رواج یافت. به مرور و با توجه به ویژگیهای این نوع لوله ها در مقایسه با لوله های فلزی نظیر مقاومت به خوردگی، رسوب ناپذیری، وزن کم و حمل و نقل و نصب آسانتر کاربرد آنها نیز توسعه بیشتری یافت. با این حال لوله های پلیمری نیز بسته به نوع و خواص ذاتی شان کاربردهای خاص یافته اند.

پلاستیکها از انواع پلیمرهای آلی می باشند که بر اساس رفتارشان در برابر حرارت به دو دسته کلی ترموپلاستیک و ترموست تقسیم می شوند. ترموپلاستیک‏ها در دمای محیط به شکل جامد بوده و با افزایش دما نرم و شکل‏ پذیر می ‏شوند و برای تولید لوله ‏های پلاستیکی پلی ‏پروپیلن (p.p)، پی ‏وی‏ سی (PVC) یا پلی ‏اتیلن (PE) کاربرد دارند. ترموست‏ها مواد نسبتاً تردی می ‏باشند که براحتی نمی‏توان آن‏ها را حتی با اعمال حرارت تغییر شکل داد.

خواص فیزیکی لوله های پلاستیکی

مقاومت به سایش و خوردگی
لوله‏ های پلاستیکی مقاومت بالایی در برابر انواع اسیدها، محلول‏های نمکی، مایعات و گازهای خورنده دارند. این مقاومت با افزایش غلظت برخی از مواد شیمیایی خاص یا دما تغییر می‏کند. مثلا لوله ‏های پلی ‏اتیلن در برابر اسید سولفوریک ۷۰ درصد در دمای ۲۳ درجه سانتیگراد مقاومت خوبی دارند ولی جهت انتقال اسیدسولفوریک ۹۵ درصد مناسب نمی ‏باشند. به عنوان مثالی دیگر برخی از لوله ‏های پلی ‏اتیلن که برای انتقال گازهای حاوی اکسیدهای نیتروژن در دمای ۲۳ درجه مناسب می ‏باشند نباید برای انتقال این گازها در دمای ۵۰ درجه مورد استفاده قرار گیرند.

صافی جداره‏ ی داخلی

یکی از ویژگی های بارز لوله های پلاستیکی جداره‏ های داخلی فوق‏ العاده صاف آنهاست که باعث جلوگیری از تجمع هر نوع رسوب بر روی دیواره داخلیشان می شود.

خواص حرارتی
قابلیت هدایت حرارتی لوله‏ های پلاستیکی نسبت به لوله ‏های فلزی پائین‏تر است بنابراین اتلاف یا جذب حرارتی کمتری دارند که جهت استفاده در سیستم‏های فاضلاب ویژگی مفیدی محسوب می شود. با این حال ضریب انبساط حرارتی لوله ‏های پلاستیکی بالا بوده و بایستی در هنگام طراحی مدنظر قرار گیرد. برای مثال ضریب انبساط حرارتی P.V.C پنج برابر فولاد است. به همین علت تعداد بست‏ها و نگه‏دارنده ‏های مورد نیاز جهت نصب لوله‎‏های پلاستیکی در مقایسه با لوله‏ های فلزی به مراتب بیشتر بوده و در فواصل کمتری نسبتبه یکدیگر باید نصب گردند.

خواص الکتریکی

پلاستیک‏ها هادی جریان الکتریسیته نیستند و دچار خوردگی‏های گالوانیکی و الکتروشیمیایی نمی شوند.

چگالی
لوله‏ های پلاستیکی بسیار سبک‏تر از لوله‏ های فولادی، آزبستی، بتنی و سیمانی هستند. بنابراین هزینه حمل و نقل و نصب آن‏ها به مراتب کمتر می شود

خواص مکانیکی لوله های پلاستیکی

پلاستیک‏ها مقاومت مکانیکی فلزات را ندارند اما قابلیت انعطاف پذیری بالاتری دارند. مقاومت پلاستیک‏ها در برابر نیروهای کششی بسیار بالاست و با افزایش درجه حرارت مقاومت مکانیکی کاهش و مقاومت در برابر ضربه بیشتر می‏گردد. قابلیت اشتعال لوله‏ های پلاستیکی بسته به جنس کاملا متفاوت می باشد. در اغلب موارد آتش باعث تجزیه شیمیایی آنها شده و محصولات حاصل از احتراق باعث گسترش و افزایش حجم آتش می‏ شوند.

رده‏ بندی لوله‏ های پلاستیکی از نظرتحمل فشار

به جز لوله ‏های مورد استفاده در فاضلاب و سیستم‏های تخلیه تمام لوله ‏های پلاستیکی از نظر تحمل فشار رده ‏بندی شده ‏اند. بطور کلی سه روش استاندارد برایرده‏بندی لوله‏های پلاستیکی از نظر تحمل فشار موجود است که عبارتند از:

۱- عدد اسکجول (schedule number):
که از رابطه P/S)×1000) قابل محاسبه است که در آن (P) فشار سیستم (سرویس) مورد نظر و (S) حد مجاز تنش (allowable stress) است.
۲- نسبت ابعادی استاندارد (SDR):
SDR که مخفف (Standard dimension Ratio) است از تقسیم قطر خارجی لوله به ضخامت آن قابل محاسبه است.
۳- رده‏ بندی عددی برای سطح فشار قابل تحمل:
در این روش برای هر لوله فشار قابل تحمل به صورت عددی مشخص می‏گردد. برای مثال معمول‏ترین رده‏ های فشاری لوله‏ های پلاستیکی عبارتند از ۵۰، ۱۰۰، ۱۲۵، ۱۶۰، ۲۰۰ و ۳۱۵ psi. برخی اوقات نیز برای رده‏ بندی فشاری از کدهای چهار رقمی و یک پیشوند الفبایی که نشان دهنده نوع پلیمر است، استفاده می‏گردد. رقم اول و دوم این کد چهار رقمی به ترتیب نشانگر نوع و پایه رزین و رقم سوم و چهارم میزان فشار لازم جهت تست هیدرواستاتیکی لوله را به صورت تقسیم شده بر ۱۰۰ و برحسب Psi بیان می‏دارند.

کاربرد لوله‏ های پلاستیکی

از لوله ‏های پلاستیکی جهت سیستم‏های فاضلاب، آب‏رسانی، آبیاری، توزیع آب، باغبانی، تصفیه خانه ‏های فاضلاب، صنایع غذایی،کارخانجات داروسازی، صنایع نفت و گاز استفاده می شود.

 

پلیمرهای مصرفی جهت ساخت و تولید لوله‏ های پلاستیکی

• پلی وینیل کلراید (PVC)
• پلی وینیل کلرایدکلره (CPVC)
• پلی اتیلن (PE)
• پلی پروپیلن (PP)
• اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)
• پلاستیک‏های مقاوم شده با الیاف شیشه‏ای (GRP).

لوله ‏های P.V.C:

PVC یکی از پرکاربردترین انواع پلاستیک‏ها در صنعت است. یکی از ویژگی‏های PVC آن است که آتش را بر روی لوله پخش نمی ‏کند بلکه فقط همان نقطه ‏ای که در آتش قرار گرفته سوخته و از بین می‎رود.
معایب لوله ‏های PVC تردی و ترک خوردن در درجه حرارت‏های صفر و زیر صفر، افت کیفیت در برابر تابش بیش از حد آفتاب با اشعه ‏ماوراء بنفش و غیر قابل استفاده بودن جهت انتقال آبگرم می باشد.

لوله‏ های C.P.V.C

نسبت به لوله‏ های PVC قادر به تحمل درجه حرارت‏های بالاتر هستند و از آن‏ها برای رفت و برگشت آبگرم در سیستم‏‏های حرارتی می‏توان استفاده نمود. از مزایای لوله های CPVC مقاومت در برابر عبور اکسیژن و مقاومت در برابر اشتعال می باشد. همچنین حد تحمل فشار و تنش‏های کششی نیز درلوله ‏های CPVC نسبت به لوله ‏های PVC، PP، PEX و PB بالاتر است.
از معایب لوله ‏های CPVC مقاومت کم در برابر حشره ‏کش‏ها، قارچ‏ کش‏ها و داروهای ضد موریانه ، ترک خوردن در مجاورت برخی از روغن‏های تبرید می باشد.

لوله‏ های پلی‏ اتیلنی (PE)

پلی اتیلن از استحکام و مقاومت به ضربه خوبی برخوردار است. یکی از انواع شناخته شده لوله ‏های پلی ‏اتیلنی لوله PEX یا همان لوله پلی‏ اتیلنی مشبک (Cross Linked Polyethylene) می‏‏باشدکه درجه حرارت‏های بالا و فشارهای نسبتاً بالا  تا (100 Psig) را تحمل می‏کند و امروزه جهت سیستم‏های گرمایش  از کف استفاده می‏شود.

لوله ‏های اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)

اکریلونیتریل بوتادین استایرن همانند شیشه شفاف و دارای سختی بالایی است. لوله‏ های ساخته شده از ABS دارای مقاومت بالایی در برابر حرارت می‏باشند و فشارهای نسبتاً بالا را نیز تحمل می‏کنند. از دیگر کاربردهای ABS می‏توان به ساخت انواع تلق‏های صنعتی به عنوان سطوح چراغ‏ها، ساعت‏ها و … اشاره نمود.
ABS دارای مقاومت بالایی در برابر خزش و ترک‏ خوردگی‏های تنشی بوده و همچنین از مقاومت فوق‏ العاده‏ای در برابر ضربه برخوردار می‏باشد طوریکه این ویژگی را حتی تا درجه حرارت منفی ۴۰ درجه سانتیگراد حفظ می‏نماید. مقاومت مکانیکی و مقاومت در برابر سایش این نوع پلیمربسیار عالی است. ABS به آرامی می‏سوزد، اما محصولات احتراق آن مونواکسیدکربن،دی‏اکسیدکربن و اکسیدهای نیتروژن می‏باشند. استنشاق بخارات آن می‏تواند خطرناک بودهو گرد و پودر ناشی از سنگ‏زدن و ماشین‏کاری این پلیمر می‏تواند باعث ایجاد حساسیت والتهاب در پوست و چشم‏ها گردد.

لوله ‏های GRP

این نوع لوله ها با الیاف شیشه ‏ای تقویت شده تا مقاومت استاتیکی لوله در برابر فشار را افزایش دهند و از قیمت بالایی برخوردارند.

منبع:بارینکو