لوله پلاستیکی و پلیمری چیست؟

نظر به بکارگیری روز افزون انواع لوله های پلاستیکی در صنعت و ساخت و ساز های کشور، تنوع تولید و توزیع انواع این لوله ها با خواص مختلف و متفاوت را به یک انتخاب تخصصی مبتنی بر شناخت و علم تبدیل کرده است. از سال 1930 که آلمانی ها برای اولین بار لوله های پلاستیکی را در تاسیسات ساختمان و برای تخلیه فاضلاب استفاده کردند تا به امروز لوله های پلاستیکی موارد استفاده بسیار زیاد و متنوعی پیدا کرده اند. این لوله ها در مقایسه با لوله های فلزی مزایای زیادی دارد. مقاومت در برابر خوردگی، وزن کم، رسوب کم در سطوح داخلی، حمل و نقل راحت تر، نصب آسان تنوع انواع مختلف به ویژگی های مختلف و حتی زیبایی بیشتر ، از مهمترین مواردی است که استفاده از این لوله ها را بر لوله های فلزی ارجح می کند. نا گفته نماند استفاده از این لوله ها معایبی نیز دارد ولی تنوع خواص انواع آن استفاده از یک نمونه خاص برای یک کاربرد ویژه این معایب را می تواند به حداقل برساند. در این مقاله به بررسی خواص مختلف آنها می پردازیم که امید است به شما در انتخاب مناسب کمک کند و یا حداقل مسیر انتخاب را مشخص نماید.

---

ساختار لوله های پلاستیکی

لوله های پلاستیکی از پلیمرهای آلی تولید می شوند که انواع آن در برابر حرارت رفتار متفاوتی دارند :

۱.ترموپلاستیک ها (Thermoplastics) :

غالباً در دمای محیط جامد هستند و با افزایش حرارت نرم و شکل پذیر می شوند. مواد اولیه بسیاری از لوله های پلاستیکی شامل پلی پرو پیلن (P.P)، پی وی سی (PVC)، پلی اتیلن (PE)، ترموپلاستیک است. ترموپلاستیک ها را می توان مجددا حرارت داد و اشکال دیگری به آنها داد.

۲.ترموستها (Thermosets) :

با افزایش حرارت نرم شده و شکل پذیر می شوند. مجددا جامد می شوند و سختی خود را می گیرند ولی ترموست ها را نمی توان مجددا حرارت داد و به اشکال دیگر تبدیل نمود. درواقع تغییرناپذیر می شوند.

---

مزایای لوله های پلاستیکی یا پلیمری

خواص لوله های پلاستیکی به شرایط کاری، مشخصات سرویس و سیال مورد استفاده در ماده اولیه بستگی دارد. به طور کلی مهترین خواص آنها عبارتند از :

۱-مقاومت به سایش و خوردگی

در کل پلاستیک ها و بالطبع لوله های ساخته شده از آن دارای مقاومت مناسبی در مقابل مایعات و گازهای خورنده مانند اسید ها و محلول های نمکی و ... دارند که البته میزان این مقاومت رابطه مستقیمی با غلظت مواد خورنده، دما و لوله به کار برده شده و نوع این سیالات دارد. مثلا لوله های پلی اتیلن می تواند اسید سولفوریک 70% را در 23 درجه سانتی گراد انتقال دهد.

۲-جداره داخلی صاف

از دیگر خواص لوله های پلاستیکی صاف بودن جداره داخلی آنهاست که باعث می شود رسوب گیری پایینی داشته باشند و از ایجاد مشکل گرفتگی و انسداد و افت فشار تا حد زیادی در امان باشند. این مشکلات در لوله های فلزی شایع است که زنگ زدگی و مزه دار شدن مایعات درون لوله را نیز سبب می شود.

۳-نارسانایی در حرارت

همان طور که می دانید قابلیت انتقال حرارت لوله های پلاستیکی بسیار پایین است که این موضوع باعث می شود تلفات حرارتی به حداقل برسد و البته شایان به ذکر است ضریب انبساط بالای لوله های پلاستیکی از معایبی است که از همین خصوصیت این لوله ها بوجود می آید. مثلا لوله های پی وی سی حداقل پنج برابر سایز فولادی ان منبسط می شود که باعث پیچ و تاب خوردگی آن در طول مسیر میگردد که باید مد نظر قرار داد و تمهیدات لازم را برای آن اندیشید که مثلا بسط گذاری بیشتر از این دست می باشد که خود مستلزم هزینه می باشد. حد تحمل لوله های پلاستیکی بسته به نوعشان بین 50 تا 150 درجه سانتی گراد است.

۴-نارسانای الکتریسیته

لوله های پلاستیکی عایق در مقابل الکتریسیته هستند و در مقابل پدیده خوردگی گالوانیک که شایع ترین مشکل خوردگی لوله های فلزی مدفون در خاک است کاملا ایمن می گردد.

۵-چگالی لوله های پلاستیکی

لوله های پلاستیکی بسیار سبک تر از لوله های فولادی، بتنی و سیمانی است. سبک بودن آنها، هزینه حمل و نقل و نصب آنها را کاهش می دهد و سرعت اجرا را تا چندین برابر افزایش می دهد.

۶-خواص مکانیکی

لوله های پی وی سی مقاومت کمی در مقابل نیروهایی که از خارج از محیط به آنها ممکن است وارد شوند دارند. این نوع لوله ها نسبت به دمای بالا مقاوم نیستند و در صورتی که حرارت زیاد باشد فرم اولیه خود را از دست می دهند و تغییر شکل را به دنبال دارند. هم جنین لوله های پی وی سی خشک مقاومت کمی در برابر سرما دارند و در صورت مواجهه طولانی مدت با سرما میشکنند پس با توجه به این خصوصیت این نکته کاملا واضح و مبرهن است که لوله های پی وی سی گزینه مناسبی در نقاطی که دمای هوا پایین است، نیستند.
واضح است که لوله خام فلزی از مقاومت مکانیکی بالاتری نسبت به انواع پلاستیکی لوله برخوردارند اما انعطاف پذیری بیشتر لوله های پلیمری شاید خصوصیت مهمتر و کاربردی تری محسوب می شوند. لوله های پلاستیکی مقاومت کششی بسیار خوبی دارند. امروزه با مشبک کردن پلیمرها، سعی در جبران مقاومت مکانیکی لوله های پلاستیکی داشته اند. همچنین با ترکیب فلز و پلاستیک در تولید لوله های پلاستیکی، مقاومت آنها را افزایش می دهند. بدین ترتیب که یک لایه فلز، مابین لایه بیرونی و درونی پلاستیکی لوله قرار می گیرد.

۷-قابلیت اشتعال

بزرگترین ایراد لوله های پلاستیکی را قابلیت اشتعال آن دانست و از آنجایی که پلیمرها از مواد آلی و عمدتا نفتی و پتروشیمی ساخته می شوند می تواند به آتش سوزی به آتش بیافزاید. از نظر پنهان نماند که برای این عیب بزرگ فکرهایی نیز شده که حاصل آن پلیمر های نسوز و دودزاست که بجای شعله ور شدن دود می کنند که آن نیز مشکلات خود را دارد. هم چنین به علت قدرت مقاومت کم جداره این نوع لوله ها بایستی از فنر لوله بازکنی برای گرفتگی مجرای لوله ها استفاده نمود. بطور کلی لوله هایی که در پتروشیمی برای ساخت لوله های تاسیساتی بکار برده می شوند از نوع ترموپلاستیک ها هستند و همان گونه که از اسمشان بر می آید پلاستیک هایی جامد اند که با گرما می توان به آنها تغییر شکل داد.

۸-اتصالات کم و نشتی کمتر

۹-مقاوم در برابر زنگ زدگی

۱۰-دارای خاصیت ارتجاعی

---

استاندارد لوله های پلاستیکی

استاندارد لوله های پلاستیکی درتولید انواع لوله های پلاستیکی مورد استفاده قرار می گیرد و رعایت می گردد. استانداردهای جهانی معتبر لوله های پلاستیکی شامل ISO، ISIRI، DIN، ASTM، EN می باشد که دامنه گسترده ای دارند. در اینجا فقط به نکاتی از استانداردهای مختص انواع لوله های پلاستیکی می پردازیم.

استاندارد لوله پلی اتیلن

اصول و قواعد نصب لوله پلی اتیلن، جوشکاری، ابعاد و قطر لوله، فشار کاری، موارد نصب لوله برای کاربردهای کشاورزی، روش نصب دفنی لوله پلی اتیلن، انبار و ذخیره کردن لوله ها در کارخانه، تست های کنترل کیفیت، تعیین محدوده دمایی عملیاتی، بازرسی خط لوله، نصب لوله های تحت فشار، تعمیرات و تجهیزات نصب لوله، مواردی هستند که در استاندارد لوله پلاستیکی پلی اتیلن بررسی می شوند.

استاندارد لوله پی وی سی

مواردی که در استاندارد لوله پلاستیکی پی وی سی بررسی می شوند عبارتند از:

روش اصولی نصب لوله پی وی سی به صورت سطحی و دفنی در خاک، نصب لوله برای سیستم زهکشی کشاورزی، تست کنترل کیفیت لوله PVC و CPVC، تعیین آستانه فشار عملیاتی لوله، راه اندازی سیستم های تحت فشار، اتصال لوله پی وی سی به سایر لوله ها، تست نشتی لوله، آزمون بررسی میزان جذب رطوبت، تعیین میزان کلر در لوله و شیوه استفاده از چسب مناسب برای لوله پلاستیکی پی وی سی.

استاندارد لوله پلی پروپیلن

در مورد لوله پلاستیکی پلی پروپیلن، استانداردها کمی متفاوت می باشند. این دستورالعمل ها شامل نحوه استفاده صحیح و نصب اصولی لوله پلی پروپیلن برای انتقال آب سرد و آب گرم است. تست های کنترل کیفیت، نصب اتصالات و قالب گیری مواد در کارخانه، مهم ترین مسائلی هستند که در استانداردها به آن پرداخته شده است.

---

انواع لوله پلاستیکی یا پلیمری

رایج تری لوله های پلیمری یا پلاستیکی موجود در بازار لوله و اتصالات، لوله های پلی اتیلن، لوله پی وی سی، لوله پلی پروپیلن و لوله های پلی بوتیلن است. در ادامه به تمامی انواع لوله های پلاستیکی پرداخته شده و معرفی می شوند.

۱.پلی اتیلن PE

جدول وزن لوله پلی اتیلن

۲.پلی پروپیلن PP

لوله های پلی پرو پیلن از لحاظ کاربرد مشابه لوله های پی وی سی است ولی در خواص، مقاوم تر و کاربردی تر هستند. لوله های پلی پروپیلن، مقاومت بالاتری در برابر ضربه، مواد شیمیایی دارند و طیف وسیع دمایی را تحمل می کنند که می توان در انتقال آب سرد و گرم مورد استفاده قرار داد. همچنین نصب و راه اندازی آنها بسیار ساده می باشد.

۳.پلی وینیل کلراید PVC

لوله های پی وی سی غالباً به رنگ، سفید یا خاکستری روشن می باشند. لوله های پی وی سی در دمای صفر و زیرصفر، به شدت شکننده هستند. لوله های پی وی سی، برخلاف دیگر لوله های پلاستیکی که قابل اشتعال هستند، در نقطه ای که اشتعال صورت گرفته، باقی می ماند و از بین می رود و به دیگر نقاط لوله سرایت نمی کند. این لوله ها در معرض نور شدید آفتاب یا اشعه ماوراء بنفش قرار گیرند، کیفیت خود را از دست می دهند و به همین دلیل برای استفاده در لوله آب گرم مناسب نیستند. به دلیل شکنندگی بالا، این لوله ها جای خود را به لوله های پلی اتیلن دادند. بهترین کاربرد لوله های پی وی سی، استفاده در سیستم آب و فاضلاب خانگی و مراکز تجاری و اداری می باشد. آب تصفیه شده باید عاری از یون سخت و سمی باشند. از طرفی فاضلاب، رسوب زیادی در یون ها دارد که موجب آسیب رسیدن به لوله ها می شود. لوله های پی وی سی و سی پی وی سی مقاومت بالایی در برابر مواد اسیدی، نمک های معدنی و قلیایی دارند و پایدارتر هستند لذا استفاده از این لوله ها، در سیستم فاضلاب و آبرسانی، اهمیت بالایی دارد. لوله های پی وی سی به دو دسته UPVC و CPVC تقسیم بندی می شوند. لوله های CPVC کلر بیشتری از لوله های PVC دارند و مقاومت آنها در شرایط جوی بسیار بیشتر است. همچنین مقاومت آنها در برابر فشار و حرارت بیشتر است.

انواع لوله های پی وی سی :

• لوله ها ی پی وی سی فشار ضعیف : در دو رنگ خاکستری و آبی در بازار موجود است که جهت تهویه آب باران و لوله های اتصال سرویس های بهداشتی می باشد.
• لوله های پی وی سی فشار قوی : در رنگ خاکستری روشن عرضه می گردد و برای سیستم فاضلاب ساختمان به عنوان لوله های جمع آوری کننده اصلی فاضلاب کاربرد دارد.

مزایای لوله های PVC :

• اتصال سریع و آسان
• وزن سبک و اجرای آسان
• قطر خارجی کمتر در مقایسه با لوله های دیگر
• مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی

معایب لوله های PVC :

• شکنندگی بالا در سرما
• مقاومت کم در حرارت بالا
• مقاومت کم در برابر نیروهای خارجی

۴.پلی وینیل گلراید کلره CPVC

لوله های وینیل گلراید همانند لوله های پی وی سی هستند تنها تفاوت آنها در میزان کلر مورد استفاده در ساختار آنها می باشد. لوله های CPVC نسبت به لوله های پی وی سی، مقاومت بیشتری در برابر حرارت، سایش و ترک خوردگی دارند. از این رو به هنگام نصب، نیاز به نگهدارنده ها و آویزهای کمتری می باشند. لذا می توان از آنها در لوله های رفت و برگشت آبگرم در سیستم حرارتی استفاده نمود. همچنین لوله های وینیل گلراید، برخلاف دیگر لوله های پلاستیکی، اکسیژن را از خود عبور نمی دهد و در برابر خوردگی مقاوم تر است. همچنین نسبت به سایر لوله ها، آتش را گسترش نمی دهد و خسارات آن به مراتب کمتر می باشد.

۵.اکریلونیتریل بوتادین استایرن ABS

لوله ABS، یک پلیمر مقاوم است که مواد اولیه آن سه ماده آکریلونیتریل، بوتادین و استایرن است که بسته به خواص آن، میزان این سه ماده در لوله متفاوت می باشد. حداکثر میزان قابل قبول از این سه ماده برای تولید لوله ABS شامل آکریلونیتریل 35 درصد، بوتادین 30 درصد و استایرن 60 درصد می باشد. مواد استر، استون و کتون ها در برابر مواد شیمیایی مقاومت پایینی دارند و دیواره آنها خورده می شود. لذا استفاده از این لوله ها در سیستم لوله کشی کارخانه ها و پالایشگاه ها توصیه نمی شود. لوله های پلی اتیلن گزینه مناسب تری برای این کاربرد هستند. لوله های ABS بیشتر برای انتقال مواد زائد جامد با ماهیت خنثی استفاده می شود. کانال های جمع آوری مواد زائد جامد ساختمان ها مثال خوبی برای این کاربرد هستند.

۶.لوله های سوپرپایپ یا پنچ لایه

رسوب و خوردگی لوله های فلزی همیشه در لوله کشی ساختمان یکی از معضلات اصلی بوده است. لوله های پلاستیکی در جهت رفع این عوامل، شکل گرفت و انتظار می رفت که لوله های پلیمری مسیر را آسان تر نماید ولی در کنار رفع این نواقص، خود مشکلاتی را به بار آوردند. لوله های پلاستیکی مشکل نفوذ اکسیژن، محدودیت در تحمل فشار با دما بالا، ضریب انبساط بالا و .... را داشتند. در این شرایط برای رفع تمامی این نواقص، ترکیب فلز و پلیمر پیشنهاد گردید و لوله های سوپر پایپ، شکل گرفت. لوله سوپرپایپ، لوله ای است 5 لایه که از یک لایه آلومینیوم، 2 لایه پلیمر و 2 لایه چسب مخصوص تشکیل شده است. لوله سوپرپایپ، خاصیت ضد زنگ، ضد رسوب، ضد پوسیدگی و خوردگی را از پلیمر به ارث برده و مقاومت در برابر حرارت، تحمل فشار بالا و نفوذناپذیری را از فلزات دریافت نموده اند. ساختار داخلی لوله های پنج لایه بدین ترتیب است که یک لایه آلومینیوم با جوش طولی اولتراسونیک، بدنه اصلی لوله را می سازد که مقاومت در برابر نفوذ، تحمل فشار بالا و حرارت را ایجاد می نماید. دو لایه داخلی و بیرونی سوپرپایپ ها را به جای پلی اتیلن مشبک PEX از پلیمر جدید PEOC می سازند زیرا که عمر این پلیمر در فشار و دمای بالا بسیار بیشتر است. سپس لایه های پلیمری و فلزی بوسیله چسب مخصوص به یکدیگر اتصال می یابند.

مزایای لوله های پنج لایه :

• ضد زنگ، رسوب و پوسیدگی
• انعطاف پذیری و خم پذیری زیاد
• اجرا و نصب آسان، سریع و بدون ضایعات
• بسیار سبک و حمل و نقل آسان
• مقاومت بالا در برابر نفوذ اکسیژن و لجن زدگی
• ضریب انبساط طولی بسیار ناچیز
• افت فشار بسیار کم به دلیل صاف بودن سطح داخلی
• مقاوم در برابر ضربه و مواد شیمیایی
• مقاوم در برابر فشار به علت جوش طولی آلومینیوم
• مقاومت بالا در حرارت مداوم

---

کاربردهای لوله های پلاستیکی

مهمترین موارد استفاده از لوله های پلاستیکی سیستم های آبرسانی و آبیاری، سیستم های تخلیه و فاضلاب، توزیع آب و آبیاری و باغبانی، کارخانجات و ... میباشد. در سالهای اخیر و با پیشرفت ساخت پلیمرها در انتقال نفت و گاز و غیره هم از لوله های پلاستیکی استفاده می شود.

---

قیمت لوله پلی اتیلن

قیمت لوله پلی اتیلن به قطر و فشار لوله و همچنین مواد اولیه آن بستگی دارد. قطر این لوله ها از 20 میلیمتر شروع شده و نهایتا به 2400 میلیمتر می رسند. قیمت لوله پلی اتیلن و وزن آن، مستقیماً با میزان فشار وارده ارتباط دارد و هر چه فشار بیشتر باشد وزن و قیمت لوله پلی اتیلن بیشتر می شود.در خرید لوله پلی اتیلن باید به مواد اولیه مصرفی , تجهیزات کارخانه تولید کننده , اعتبار و شهرت کارخانه دقت نمود.

---

تقسیم بندی لوله های پلیمری از نظر تحمل فشار

تمامی لوله های پلاستیکی از لحاظ تحمل فشار از سه استاندارد تبعیت می کنند که در زیر به بیان آنها می پردازیم. ( لوله های فاضلابی و سیستم های تخلیه در این استاندارد ها قرار نمی گیرند.)

1. عدد شجول (Schedule Number): این عدد از رابطه 1000×(P/S) محاسبه می شود که در آن فشار سیستم با P و تنش مجاز با S نشان داده می شود که با یک واحد ثابت در فرمول قرار داده می شوند.
2. نسبت ابعادی استاندارد(SDR): از تقسیم قطر خارجی لوله به ضخانت آن Standard Dimension Ratio بدست می آید که طبق جدولی با همین نام نباید از یک بازه مشخص کمتر باشد.
3. رده بندی عددی برای سطح فشار قابل تحمل: فشار قابل تحمل هر لوله با توجه به یک عدد قابل پیش بینی است که بر آن درج می شود که ممکن است کدی چهار رقمی با چند حرف انگلیسی باشد برای مثال معمول ترین فشار های لوله های پلیمری 50 100 125 160 200 315 PSI هستند. رقم اول و دوم این کد به ترتیب نشانه نوع و پایه رزین بکار رفته در آن و رقم سوم و چهارم میزان فشار لازم جهت تست هیدرواستاتیک لوله است که بر 100 تقسیم می شود و بر حسب PSI بیان می شود.برای مثال کد PVC 1120 نشانگر لوله پلیوینیل کلراید نوع 1 و پایه رزین گرید 1 و با فشار تست هیدرواستاتیک 2000 psi معادل mpa 13.8 است.

به صفحه صادرات لوله مراجعه کنید تا با شرایط و نحوه صادرات آن بیشتر آشنا شوید.

تهیه و تنظیم : مهندس جانان جعفری