لوله‌ها به عنوان یکی از مهمترین و اصلی‌ترین تجهیزات مورد استفاده در بسیاری از صنایع شناخته می‌شوند و امروزه از انواع مواد مختلفی همچون فلزات، پلاستیک‌ها، پلیمرها و … ساخته می‌شوند. لوله‌های پلی‌اتیلنی امروزه بیشتر از سایر انواع لوله‌ها در صنایع مختلف استفاده می‌شوند و به دلیل قیمت لوله پلی اتیلن بسیار مقرون به صرفه و ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصربه‌فردی که دارند مورد استقبال بیشتری قرار گرفته‌اند. این لوله‌ها دارای انواع مختلف تک جداره و دوجداره هستند و از مقاومت شیمیایی بالا، انعطاف‌پذیری عالی، مقاومت فشاری خوب و وزن کمی برخوردار هستند. در ادامه مطلب به بررسی روش تولید لوله پلی اتیلن پرداخته خواهد شد.
آشنایی با لوله پلی اتیلن
لوله‌های پلی‌اتیلن به عنوان لوله‌های مدرن و جدیدی شناخته می‌شوند که از واحد منفرد اتیلن ساخته شده‌اند. اتیلن‌ها به صورت زنجیره‌های به هم متصل شده و یک پلیمر تولید می‌کنند. این لوله‌ها امروزه در صنایع مختلفی به کار می‌روند و با توجه به ویژگی‌های منحصربه‌فردی که دارند جایگزین بسیاری از لوله‌های فلزی، سیمانی، پلاستیکی و … شده‌اند. در مقاله دیگری با عنوان ؟ به بررسی کامل لوله‌های پلی‌اتیلن، ویژگی‌ها و قابلیت‌ها و همچنین کاربردهای آن پرداخته شده و می‌تواند اطلاعات مفیدی به خوانندگان ارائه کند.
نحوه تولید لوله پلی اتیلن
برای تولید لوله پلی اتیلن همانند سایر انواع لوله‌ها لازم است که مراحل مختلفی سپری شود. به صورت کلی فرآیند تولید لوله‌های پلی‌اتیلن از تجهیزات و دستگاه‌های مختلفی تشکیل شده است که به شرح زیر می‌باشند:
- مواد اولیه بعد از خشک شدن توسط مکنده‌ها به داخل دستگاه اکسترودر وارد میشود. دستگاه اکسترودر نقشی بسیار ویژه در تولید لوله‌های پلی‌اتیلن دارد و فرایند اکستروژن مواد در سه ناحیه تغذیه، فشار و سنجش کامل میشود. دستگاه اکسترودر برای شکل‌دهی و آماده‌سازی مواد اولیه برای انجام مراحل بعدی استفاده میشود.
- در مرحله دوم مواد اولیه به شکلی مساوی توزیع شده و به کمک قالب‌ها فشرده می‌گردد.
- در مرحله بعدی از دستگاه کاریگیتور برای تولید و شکل‌دهی لایه خارجی لوله‌ها استفاده میشود.
- بعد از آماده‌سازی لوله‌ها از اره‌های مخصوص برای برش آنها در اندازه‌های مختلف استفاده میشود و سپس عملیات مارکینگ انجام میشود.
- در مرحله آخری که مرحله خنک کردن است محصولات نهایی توسط جریان آب خنک میشود.
مراحل اصلی تولید لوله پلی اتیلن
تولید لوله پلی اتیلن همانند تولید بر اساس مراحل مختلفی ساخته میشود که به ترتیب زیر می‌باشند:
- حرارت دادن
- قالب‌گیری
- مخلوط کردن
- تبدیل مواد خام به یک شکل خاص
- حفظ شکل مواد خام در طی فرآیند خنک‌سازی
در حقیقت این مراحل برای تولید تمامی لوله‌هایی که دارای دیواره‌های سخت یا دیوارهای پروفیلی هستند باید طی شود و حتی این مراحل برای تولید اتصالات تزریقی و همچنین اتصالات قالب‌گیری شده لازم و ضروری است. لوله‌های پلی‌اتیلنی می‌تواند شامل و لوله‌های خم سرد باشد که هر کدام دارای ویژگی‌ها و قابلیت‌های مختلفی هستند.
تولید لوله پلی‌اتیلن تک جداره
همانطور که گفته شد لوله‌های پلی‌اتیلن دارای دو نوع تک جداره و دوجداره هستند. لوله‌های تک جداره امروزه استفاده‌های متعددی دارند. تولید این لوله‌ها به روش اکستروژن است و از مواد اولیه گرانولی برای تولید آنها استفاده میشود. در این روش مواد اولیه وارد دستگاه اکسترود شده و ذوب می‌شوند.
سپس مواد ذوب شده به‌وسیله ماردون به جلو رانده میشود و بعد از خروج از دستگاه وارد قالب خواهد شد. مواد پخته شده بعد از خروج از قالب از کالیبراتور عبور می‌کنند و با استفاده از تانک وکیوم و با اعمال فشار به شکل نهایی درمی‌آیند. سطح لوله بعد از خروج از دستگاه توسط جریان آب سرد می‌شوند.
تولید لوله پلی‌اتیلن دوجداره
تولید لوله‌های دوجداره پلی‌اتیلنی شباهت‌های زیادی به لوله‌های تک جداره دارد و این لوله‌ها نیز به روش اکستروژن ساخته می‌شوند ولی ماشین‌آلات و تجهیزاتی که برای ساخت آنها استفاده می‌شوند متفاوت هستند. در تولید لوله‌های دوجداره از دو دستگاه اکسترودر استفاده میشود.
یکی از آنها برای تولید جداره داخلی و دیگری برای تولید جداره خارجی است و مراحل تولید همانند لوله‌های تک جداره است. تعیین دمای مناسب اهمیت بالایی در تولید این لوله‌ها دارد و در حقیقت دما تعیین کننده تفاوت‌های محصولات است.
لوله‌ها برای شکل گرفتن از داخل محفظه‌های مخصوص عبور می‌کنند و از قالب‌های دوار و پیوسته برای ایجاد حلقه در سطح خارجی آنها استفاده میشود و در پایان از جریان آب سرد برای خنک کردن لوله استفاده میشود. در مقاله دیگری با عنوان به بررسی تفاوت‌های لوله‌های پی وی سی و پلی‌اتیلن پرداخته شده که می‌تواند اطلاعات مختلفی به خوانندگان بدهد.
تولید لوله پلی‌اتیلن با قطرهای مختلف
برای تولید لوله پلی اتیلن در قطرهای مختلف نیز به صورت پیوسته به‌وسیله قالب‌های حلقوی قالب‌زنی می‌شوند. همچنینی باید تمامی استانداردها رعایت شده و آزمون‌های کنترل کیفی بررسی شوند. برای اطمینان از کیفیت تولید لوله‌ها باید مراحل زیر بررسی شوند.
- مرحله اکستروژن لوله‌ها که شامل آماده‌سازی مواد اولیه، اکستروژن، اندازه بندی، خنک کردن، چاپ، برش و رسیدن به محصول نهایی است.
- بررسی کیفیت مواد اولیه با استفاده از آزمایش‌های مختلف و کنترل کیفیت. بررسی خاصیت‌های مختلفی همچون شاخص ذوب، چگالی، ESCR (مقاومت در برابر ترک در اثر تنش محیطی) و SCG (رشد آرام ترک)، آزمون‌های تعیین‌کننده پایداری و …
لوله‌های پلی‌اتیلن فشار قوی نیز در چندین مرحله مختلف مانند حرارت دادن، قالب‌گیری، ترکیب کردن، تبدیل مواد خام به شکل مورد نظر و خنک کردن تولید می‌شوند. در مقاله دیگری با عنوان می‌توان به اطلاعات دقیقی در مورد تفاوت‌ها و شباهت‌های لوله‌های پی وی سی و جی آر پی دست پیدا کرد.
عوامل تاثیر گذار بر کیفیت لوله پلی اتیلن
سعی کنید قبل از خرید لوله های پلی اتیلن موارد زیر را که مهم ترین نکات قبل از خرید به شمار می‌روند را بررسی کنید: یکی از مهمترین عوامل موثر بر کیفیت لوله پلی اتیلن، مواد اولیه استفاده شده در تولید لوله است که این مواد توسط پتروشیمی‌ها تولید میشود و با نام های PE-80 , PE-100 و PE-63 نامگذاری شده اند. شرکت پارس اتیلن کیش مواد اولیه مرغوب خود را از تولید کنندگان خارجی( سابک و بروج ) و از پتروشیمی های معتبر ایرانی ( جم، مارون و شازند) تهیه می‌کند.
گرید PE-100
هر دو گرید 100و 80 از پرکاربردترین نوع مواد اولیه تولید لوله پلی اتیلن هستند. اما لوله پلی اتیلنی که از ماده اولیه PE-100 تولید میشود در بالاترین سطح گرید کیفی (درجه یک) قرار میگیرد. زیرا این ماده از چگالی بالاتری (HDPE) برخوردار است و این امر بر مقاومت لوله در برابر خوردگی، مقاومت بیشتر در برابر ضربه و مواد شیمیایی تاثیر بسزایی دارد. همچنین HDPE انعطاف پذیری بالایی دارد و مقابل اشعه UV نیز مقاوم تر از PE-80 است. در نتیجه برای خرید لوله و استفاده آن در پروژه هایی که فشار و دمای بالایی وجود دارد، مانند شبکه های توزیع آب، گاز و فاضلاب مناسب تر است. همچنین وزن و ضخامت لوله های PE-100 از سایر گریدهای لوله پلی اتیلن بیشتر است.
گرید PE-80
گریدPE-80 دانسیته(LDPE)، قطر، وزن و ضخامت کمتری دارد.و لوله های تولید شده از این مواد در گرید کیفی درجه دو قرار میگیرد. از دیگر عوامل مهم تاثیرگذار بر کیفیت لوله پلی اتیلن نوع رنگ مواد اولیه است.مواد اولیه در دو مدل خود رنگ و سفید رنگ در بازار موجود می باشد. اگر موارد اولیه سفید رنگ باشد در زمان تولید به آن رنگ اضافه می شود. اما مدل خود رنگ نیاز به افزودن رنگ ندارد و لوله پلی اتیلن تولید شده از این مواد در گرید کیفی بالاتری قرار میگیرد. به همین دلیل قیمت لوله پلی اتیلن خود رنگ بیشتر می باشد.
مواد اولیه:
همانطور که توضیح داده شد شرکت پارس اتیلن کیش مواد اولیه مرغوب خود را از پتروشیمی های معتبر تهیه می‌کند. و چگالی مواد اولیه و رنگ آن تاثیر بسزایی در تولید لوله پلی اتیلن با کیفیت دارند از دیگر عوامل مهم عدم استفاده از ضایعات در تولید لوله پلی اتیلن است.سازمان استاندارد ملی ایران به تولیدکنندگان مجوز استفاده از ۵ درصد ضایعات در تولید لوله های پلی اتیلن را داده است. اما پارس اتیلن کیش از هیچگونه مواد بازیافتی در تولید لوله پلی اتیلن استفاده نمی‌کند و این امر نیز سبب کیفیت بیشتر محصولات این شرکت میشود.
خط تولید و تجهیزات :
استفاده از تجهیزات و ماشین آلات به روز در تولید لوله پلی اتیلن با کیفیت تاثیر بسزایی در تولید لوله پلی اتیلن باکیفیت دارد.که مجموعه پارس اتیلن کیش از دستگاه به روز آلمانی برای تولید لوله‌های پلی اتیلن استفاده می‌کند.
استاندارد های اتصال لوله:
با افزایش استفاده از لوله های پلی اتیلن با مواد اولیه PE-100 و PE-80 پیشنهادات متنوعی برای اتصال لوله ها ارائه شده است. که متناسب با پروژه، بهترین و مطمئن ترین روش جوش، جوش لب به لب می باشد. استاندارد موجود برای جوش لب به لب در سیستم گازرسانی استاندارد ملی شماره ۱۱۲۳۳ می باشد. و استاندارد موجود برای جوش لب به لب در آبرسانی ۱۴۴۲۷ می باشد. استاندارد دستگاه جوش مورد استفاده در روش جوش لب به لب نیز ISO 12176-1 است.
استاندارد INSO18648
راهنمای جامعی برای جوش‌های لوله و اتصالات پلی اتیلن است .سازمان استاندارد ملی ایران برای سامانه‌های لوله گذاری برای کاربرد های آبرسانی، فاضلاب و زهکشی تحت فشار-پلی اتیلن (PE) الزاماتی را مشخص کرده که آن را استاندارد ۱۴۴۲۷ می‌نامند. استاندارد ملی ۱۴۴۲۷ در هفت بخش ارائه شده که شش بخش از آن لازم الجرا می باشد. مجموعه پارس اتیلن کیش توانسته گواهینامه استفاده از علامت استاندارد را از سازمان استاندارد ملی ایران برای تولید لوله پلی اتیلن با جنس ماده اولیه PE-100 و PE-80 کسب کند. برای مشاهده کامل متن استاندارد ۱۴۴۲۷ اینجا کلیک کنید.
درجه فشار:
یکی دیگر از مهم ترین فاکتورهایی که در هنگام خرید لوله پلی اتیلن باید در نظر گرفته شود، درجه فشار است. درجه بندی فشار معیاری از میزان مقاومت لوله برای تحمل فشار داخلی است. یک لوله با کیفیت بالا دارای درجه فشار بالایی است، به این معنی که می تواند در برابر اعمال فشار بالا بدون پارگی یا نشتی مقاومت کند.
جمع‌بندی نهایی
لوله‌های پلی‌اتیلن از جمله کاربردی‌ترین و پراستفاده‌ترین لوله‌ها در صنایع مختلفی همچون آب و فاضلاب، کشاورزی، پتروشیمی و … هستند و از ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصربه‌فردی همچون طول عمر بالا، مقاومت عالی در برابر مواد شیمیایی، مقاومت فشاری مناسب، وزن کم، مقاومت عالی در برابر رطوبت و … برخوردار هستند.
تولید پلی‌اتیلن و سایر انواع تک جداره و دوجداره آن طی مراحل مختلفی انجام شده و برای ساختن آنها از تجهیزات متعددی همچون دستگاه مکنده یا هاپر، گراویمتریک، اکسترودر، سیستم مانیتورینگ، قالب، وکیوم تانک، اولتراسونیک، تانک خنک‌کننده و … استفاده میشود.