لوله پلی اتیلن (PE). این ماده یک ترکیب گرمانرم است که از پلیمریزاسیون گاز اتیلن به زنجیرههای پلیمری بلند ساخته میشود و سپس رزین را با کربن سیاه (معمولاً 2.5-2٪) برای محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش و با آنتیاکسیدانها ترکیب میکند تا اکسیداسیون را در طول دههها خدمت کاهش دهد. رزین پایه، بسته افزودنی و طبقه بندی درجه با هم نحوه عملکرد لوله تحت فشار، دما و استرس محیطی را مشخص می کنند.
مشخصه تعیین کننده مواد لوله پلی اتیلن، سیستم اتصال حرارتی آن است. هنگامی که دو سطح پلی اتیلن بالاتر از نقطه ذوب خود گرم می شوند و با هم فشرده می شوند، زنجیره های پلیمری در هم می آمیزند. پس از خنک شدن، اتصال یک ماده پیوسته را تشکیل می دهد. از آنجایی که هیچ واشر، رزوه یا سیمان حلال درگیر نیست، یک خط لوله پلی اتیلن با ذوب صحیح عملاً یکپارچه است. به همین دلیل است که پلی اتیلن از دهه 1960 ماده استاندارد برای شبکه های توزیع گاز طبیعی در اروپا و آمریکای شمالی بوده است.
جنس آن نیز بسیار سبک است. رزین لوله پلی اتیلن چگالی 0.93-0.97 g/cm³ دارد که کمتر از چگالی آب است. یک لوله 110 میلیمتری PE100 SDR17 با طول 12 متر وزن تقریباً 25 کیلوگرم دارد که برای حمل دستی دو نصاب کافی است. این واقعیت به تنهایی زمان جرثقیل، سوخت حمل و نقل و هزینه های نیروی کار را در سایت های پروژه کاهش می دهد. برای درک عمیق تر پلیمر، پوشش مقاله ما را بخوانید لوله پلی اتیلن چیست .
درجات مواد پلی اتیلن و انواع لوله
مواد لوله پلی اتیلن بر اساس حداقل استحکام مورد نیاز (MRS) طبقه بندی می شوند، استرس هیدرواستاتیکی که مواد می توانند به مدت 50 سال در دمای 20 درجه سانتی گراد بدون شکست، پس از اعمال ضریب ایمنی مقاومت کنند.
- PE80 : MRS = 8 مگاپاسکال، تنش طراحی ≈ 6.4 مگاپاسکال
- PE100 : MRS = 10 مگاپاسکال، استرس طراحی ≈ 8.0 مگاپاسکال
MRS بالاتر PE100 25 درصد استرس طراحی بالاتری نسبت به PE80 ایجاد می کند. برای همان درجه فشار، PE100 میتواند از دیوار نازکتری استفاده کند که به معنای هزینه کمتر مواد و ظرفیت جریان بالاتر است. در آمریکای شمالی، سیستم نامگذاری معادل از PE4710 استفاده می کند که مربوط به رزین کلاس PE100 با مقاومت در برابر رشد کند ترک افزایش یافته است.
| اموال | PE80 | PE100 |
|---|---|---|
| حداقل مقاومت مورد نیاز (MRS) | 8 مگاپاسکال | 10 مگاپاسکال |
| تنش طراحی (20 درجه سانتیگراد، C = 1.25) | 6.4 مگاپاسکال | 8.0 مگاپاسکال |
| محدوده چگالی معمولی | 0.93-0.95 g/cm³ | 0.95-0.97 g/cm³ |
| رتبه بندی فشار در SDR 11 | PN12.5 | PN16 |
| مقاومت در برابر رشد آهسته ترک | استاندارد | تقویت شده |
برای اکثر پروژه های آب و گاز، PE100 اکنون انتخاب پیش فرض است. Huada Plastics تولید می کند لوله HDPE در هر دو گرید PE80 و PE100، با قطرهای 20 میلی متر تا 1600 میلی متر. انتخاب بین گریدها به فشار عملیاتی، تهاجمی بودن محیط نصب و عمر طراحی مورد نیاز پروژه بستگی دارد.
تولید کنندگان لوله HDPE | تامین کنندگان Huada، کارخانه Jiangyin Huada - تولید کننده و تامین کننده باتجربه لوله HDPE. ارائه لوله های PE100 HDPE با کیفیت بالا برای تامین آب و تاسیسات برق... مشاهده محصول → خواص کلیدی مواد لوله پلی اتیلن
چگالی و وزن
PE100 با تقریباً 0.95 گرم بر سانتیمتر مربع، سبکترین ماده لوله ساختاری در بازار است. وزن آن حدود یک چهارم PVC-U و یک هشتم چدن داکتیل برای همان قطر اسمی و کلاس فشار است. نمودار زیر نحوه مقایسه پلی اتیلن با سایر مواد معمول لوله را نشان می دهد.
مقاومت شیمیایی و خوردگی
پلی اتیلن خوردگی، زنگ زدگی یا حمله گالوانیکی را متحمل نمی شود. در دمای محیط در برابر اکثر اسیدهای معدنی، قلیایی ها و محلول های آبی نمک مقاومت می کند. محدودیت این است که اسیدهای اکسید کننده قوی، هیدروکربنهای معطر و حلالهای نفتی میتوانند پلیمر را متورم کنند یا ترکهای استرس محیطی را تحریک کنند، بنابراین سازگاری شیمیایی همیشه باید برای محیطهای صنعتی تأیید شود.
انعطاف پذیری و قدرت ضربه
پلی اتیلن می تواند تقریباً 20 تا 25 برابر قطر بیرونی خود خم شود و همچنان به شکل اولیه خود بازگردد. این انعطافپذیری به لوله اجازه میدهد از خطوط منحنی ترانشه پیروی کند، نشست زمین را جذب کند، و بدون ایجاد استرس از بارهای ترافیکی جان سالم به در ببرد. استحکام ضربه در دماهای پایین بالا باقی می ماند که پلی اتیلن را برای تاسیسات در آب و هوای سرد مناسب می کند.
ماندگاری طولانی مدت
سیستم های لوله پلی اتیلن برای حداقل عمر 50 ساله در فشار نامی طراحی شده اند. داده های رگرسیون صنعت از PPI TR-3 و ISO 9080 نشان می دهد که PE100 یکپارچگی بیش از 100 سال را در بسیاری از شرایط خاک حفظ می کند. خزش، رشد کند ترک و اکسیداسیون از طریق انتخاب رزین و بسته افزودنی کنترل می شود. برای نگاهی عمیق تر به رفتار پیری، به تحلیل ما در مورد پیری مراجعه کنید دوام طولانی مدت لوله پلی اتیلن .
SDR، رتبه بندی فشار، و محدودیت های دما
SDR (نسبت ابعاد استاندارد) نسبت قطر بیرونی لوله به ضخامت دیواره است: SDR = OD / e . SDR کمتر به معنای دیوار ضخیم تر است. برای یک درجه ماده معین، حداکثر فشار عملیاتی از رابطه تعریف شده در ISO 4427 پیروی می کند:
P = 2 × σ / (SDR - 1) ، که σ تنش طراحی است (MRS تقسیم بر ضریب ایمنی C = 1.25).
| SDR | فاکتور دیوار | رتبه آب PE100 | برنامه های کاربردی رایج |
|---|---|---|---|
| SDR 26 | OD / 26 | PN6 | فاضلاب گرانشی، آب کم فشار |
| SDR 21 | OD / 21 | PN8 | تامین آب روستایی، آبیاری |
| SDR 17 | OD / 17 | PN10 | شبکه آب شهری، خطوط پمپ |
| SDR 13.6 | OD / 13.6 | PN12.5 | شبکه آب پر تقاضا |
| SDR 11 | OD / 11 | PN16 | حفاظت در برابر آتش، آب صنعتی |
دما نیز بر ظرفیت فشار تأثیر می گذارد. درجه بندی لوله پلی اتیلن در دمای 20 درجه سانتیگراد تعریف شده است. بالاتر از آن، فشار عملیاتی باید با استفاده از فاکتورهای نمودار زیر کاهش یابد، که برای سرویس آب PE100 استاندارد ISO 4427 است. برای عملکرد مداوم بالای 60 درجه سانتیگراد، PE استاندارد نباید استفاده شود. به جای آن موادی مانند PERT یا PVDF در نظر گرفته می شوند.
همجوشی حرارتی: اتصال مواد لوله پلی اتیلن
همجوشی حرارتی دلیلی است که سیستم های لوله پلی اتیلن برای چندین دهه به عملکرد بدون نشتی دست می یابند. همجوشی باسن روش اتصال اولیه برای لوله های با قطر خارجی حدود 90 میلی متر و بالاتر است. انتهای لوله در یک فیسر بسته می شود، برای ایجاد وجوه موازی بریده می شود، سپس روی صفحه آینه ای که تا دمای تقریبی 210 درجه سانتی گراد گرم شده است، فشار داده می شود. پس از یک زمان خیساندن حرارتی از پیش تعیین شده، آینه برداشته می شود و انتهای مذاب تحت نیروی کنترل شده به هم فشرده می شوند و در حین خنک شدن نگه داشته می شوند. یک اتصال همجوشی لب به لب به درستی ساخته شده استحکامی برابر با خود دیواره لوله دارد. هوآدا اتصالات فیوژن باسن PE - زانوها، سه راهی ها، کاهنده ها، فلنج ها و کلاهک های انتهایی - محدوده کامل 20 تا 1600 میلی متر را پوشش می دهند و برای مطابقت با SDR لوله مجاور ساخته می شوند.
تولید کنندگان اتصالات فیوژن ته و سوکت پلی اتیلن سفارشی، لب به لب و سوکت فو PE چین Jiangyin Huada یک تولید کننده حرفه ای PE Butt & Socket Fusion Fittings و کارخانه PE Butt & Socket Fusion Fittings OEM OEM است، ما مشخصات ... مشاهده محصول → الکتروفیوژن از اتصالات با سیم مقاومت تعبیه شده استفاده می کند. لوله به اتصالات وارد می شود و یک دستگاه جوش برقی سیم پیچ را گرم می کند. گرما سطح داخلی اتصالات و سطح بیرونی لوله را ذوب می کند که با هم ترکیب می شوند. الکتروفیوژن برای خطوط با قطر کوچک، تعمیرات و فضاهای محدودی که تجهیزات فیوژن لب به لب نمی توانند در آن قرار بگیرند مناسب است. به عنوان مثال، یک سه راهی الکتروفیوژن یک اتصال انشعاب روی یک اصلی موجود با حداقل حفاری ایجاد می کند، زیرا اتصالات اطراف لوله را می بندد و فقط به فضایی برای دستگاه جوش نیاز دارد. الکتروفیوژن همچنین روش استاندارد برای خطوط خدمات پلی اتیلن و اتصالات توزیع گاز است.
تامین کنندگان سه راهی الکتروفیوژن HDPE، عمده فروشی شرکت سه راهی الکتروفیوژن HDPE - جیا بهعنوان یک تامینکننده حرفهای چینی تولیدکننده سه راهی HDPE الکتروفیوژن و HDPE Electrofusion Tee Jiangyin Huada در عمدهفروشی HDPE Electrofusion تخصص دارد. مشاهده محصول → هر دو روش فیوژن تحت پوشش استانداردهایی مانند ISO 21307 (همجوشی لب به لب) و ISO 17885 (اتصالات الکتروفیوژن) هستند. انتخاب بین آنها به قطر لوله، محدودیت های سایت و سطح مهارت خدمه بستگی دارد.
کاربردهای رایج مواد لوله پلی اتیلن
تامین آب و گاز
لوله پلی اتیلن ماده انتخابی برای شبکه های آب آشامیدنی در سراسر اروپا، آسیا و آمریکا است. مطابق با NSF/ANSI 61 و مقررات اروپایی آب آشامیدنی است، در برابر چسبندگی بیوفیلم مقاومت می کند و محصولات خوردگی را وارد آب نمی کند. در توزیع گاز طبیعی، پلی اتیلن از دهه 1960 به عنوان ماده پیش فرض لوله بوده است زیرا اتصالات همجوشی آن مسیرهای نشتی معمول اتصالات فولادی رزوه ای را حذف می کند.
خدمات فاضلاب، آبیاری و صنعتی
فاضلاب های گرانشی و برق بالارونده از پلی اتیلن به دلیل طول های سیم پیچی طولانی، مقاومت در برابر مواد شیمیایی فاضلاب و مقاومت در برابر سایش بالا استفاده می کنند. سیستم های آبیاری کشاورزی برای مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش و تحمل آب مملو از کود به لوله پلی اتیلن متکی هستند. در کارخانه های معدنی و شیمیایی، خطوط دوغاب پلی اتیلن در خدمات ساینده از فولاد بیشتر دوام می آورند و به نگهداری کمتری نیاز دارند.
نحوه انتخاب مواد لوله پلی اتیلن مناسب
این پنج عامل را با نیازهای پروژه خود مطابقت دهید:
- فشار عملیاتی، از جمله رویدادهای افزایش - بالاترین فشاری که یک سیستم تجربه می کند، نه فقط مقدار اسمی، تعیین کننده SDR است.
- دمای عملیاتی - درجه بندی فشار بالای 20 درجه سانتیگراد را کاهش دهید. بالای 60 درجه سانتیگراد، به جای آن PERT یا PVDF را انتخاب کنید.
- شیمی سیالات - بررسی سازگاری با محیط انتقال یافته، به ویژه برای حلال ها، عوامل اکسید کننده و هیدروکربن ها.
- روش نصب - تاسیسات بدون ترانشه مانند حفاری جهت افقی نیاز به گریدهای PE100-RC یا PE4710 با افزایش مقاومت در برابر رشد آهسته ترک.
- شرایط محیطی - قبل از نهایی کردن درجه مواد، میزان قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش، پسپوش سنگی، نوع خاک و عمق یخبندان را ارزیابی کنید.
برای بررسی گام به گام محاسبات ضخامت دیوار، فشار موج و عمر طراحی، به ما مراجعه کنید. راهنمای عملی انتخاب لوله پلی اتیلن .
لوله پلی اتیلن در مقابل سایر مواد لوله
| اموال | PE100 | PVC-U | چدن داکتیل | فولاد کربن |
|---|---|---|---|---|
| چگالی (g/cm³) | 0.95 | 1.40 | 7.10 | 7.85 |
| مقاومت در برابر خوردگی | عالی | عالی | خوب (نیاز به آستر دارد) | ضعیف (نیاز به محافظت کاتدی پوشش دارد) |
| یکپارچگی مشترک | فیوژن مفاصل یکپارچه می دهد | سیمان حلال یا واشر | واشر یا مکانیکی | جوشی یا مکانیکی |
| انعطاف پذیری | بالا (خم شدن بدون ترک خوردن) | کم (شکننده در اثر ضربه) | کم | کم |
| مقاومت در برابر سایش | عالی | خوب | خوب | خوب |
| عمر طراحی معمولی | 50-100 سال | 25-50 سال | 50-100 سال | 30-50 سال |
| هزینه نصب شده | کمer | متوسط | بالاتر | بالاتر |
ترکیب PE از ایمنی در برابر خوردگی، یکپارچگی همجوشی و انعطاف پذیری آن را به مقرون به صرفه ترین گزینه برای خطوط لوله تحت فشار مدفون تبدیل می کند. PVC-U در کاربردهای فاضلاب و مجرای بدون فشار رقابتی باقی می ماند، در حالی که چدن و فولاد انعطاف پذیر زمانی انتخاب می شوند که کاربرد به خواص فلزی مانند فشار بسیار بالا، درجه حرارت بالا یا بالابرهای دارای درجه آتش سوزی نیاز داشته باشد.
سوالات متداول در مورد مواد لوله پلی اتیلن
Q1: آیا لوله PE همان لوله HDPE است؟
PE خانواده مواد است. HDPE (پلی اتیلن با چگالی بالا) گرید مورد استفاده برای اکثر لوله های تحت فشار است. PE100 یک درجه HDPE درجه یک با عملکرد پیشرفته است.
Q2: لوله پلی اتیلن چقدر دوام می آورد؟
لوله پلی اتیلن برای حداقل 50 سال عمر مفید در فشار نامی طراحی شده است. PE100 اغلب در شرایط خاک مساعد بر اساس داده های رگرسیون ISO 9080 بیش از 100 سال است.
Q3: آیا لوله پلی اتیلن می تواند آب گرم را حمل کند؟
پلی اتیلن استاندارد سرویس مداوم تا دمای 40 تا 60 درجه سانتیگراد را با درجه بندی کاهش فشار انجام می دهد. بالاتر از این محدوده، لوله PERT، PP یا PVDF توصیه می شود.
Q4: آیا لوله پلی اتیلن برای آب آشامیدنی ایمن است؟
بله. PE مطابق با استانداردهای NSF/ANSI 61، WRAS و استانداردهای مربوط به آب آشامیدنی زمانی که لوله برای تماس با آب آشامیدنی تایید شده باشد.
Q5: SDR 11 به چه معناست؟
SDR 11 به این معنی است که قطر خارجی تقسیم بر ضخامت دیوار برابر با 11 است. این کلاس استاندارد برای سرویس آب PN16 در لوله PE100 است.
Q6: آیا می توان لوله پلی اتیلن را بدون همجوشی وصل کرد؟
اتصالات فشرده سازی و فلنجی وجود دارد و در سرویس کم فشار کار می کند. برای خطوط تحت فشار، همجوشی حرارتی تنها روشی است که عملکرد یکپارچه بدون نشتی را تضمین می کند.
